粉末冶金汽车离合器片生产中的常见质量问题分析

粉末冶金汽车离合器片生产中
的常见质量问题分析
王秀飞李东生周志伟
（北京百幕航材高科技股份有限公司，北京，１０００９５）
摘要：本文叙述了重载汽丰粉末冶金钢背一铜基离合器片生产过程中，可能出现的各种各样的
质量问题，在讨论的基础上分析，给出了解决的方法。

关键词：离舍嚣片；粉末冶金；质量控制
１前言
随着机械能量的增大，重载汽车离合器片的摩擦材料工作温度趋于提高，由于传统的摩擦材料在工作中易发生热衰退，寿命很短，因此，粉末冶金重载汽车离合器片开始得到应用，并得到了较大的发展。

但在生产过程中会产生各种质量问题，分析并解决这些问题，才能保证离合器片生产时少产生废品，保证产品的质量稳定。

２生产工艺流程
采用粉末冶金方
法生产的离合器片，
其主要生产工序如图
１所示”、“，比较典型
的粉末冶金生产工艺
方法主要为混合料的
固１粉末冶金膏台嚣片的生产＂１－艺漉程
制备、压制和烧结。

离合器片粉末部分的主要组成元素有ｃｕ。

下面将分析生产过程中易出现的质量问题和解决办法。

３常见质量问题分析
３．１离合器片的外观及尺寸检测
在对离合器片进行粉末冶金烧结的生产规程中，半成品（粉料、压坯）要按工序进行质量检查，成品也要经过质量检验。

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（１）压制件的厚度尺寸不均匀
零件厚度尺寸的检查是应用螺旋测微器进行检查。

为了使压坯在烧结过程中加压受力均匀，必须控制压坯尺寸与图纸要求相符。

如果发生压制件的厚度尺寸不均匀，这是混合粉在加入到模腔时不均匀，又没有刮平所致；或者是压制件在装入烧结箱烧结过程中受力不均匀造成的。

因此解决办法是：当混合粉料倒人压模时，要刮平粉末。

在烧结过程中，要求垫板平整。

（２）压制件分层裂纹
其原因是压制模具的表面光洁度不高，或者压制压力选择不当，脱模过程不连续所致。

或者是在混合料时加入的粘结剂不够等。

可根据分析检查结果相应调整工艺。

（３）氧化
其原因是烧结时保护气氛干燥不够或保护气氛中含有氧；烧结箱密闭性差；烧结时中断了保护气氛；冷却时过早停止了保护气氛的供给等。

当离合器片发生了轻微的氧化时。

表面氧化层可在随后的机加工时磨去，如果氧化程度超过了允许值，则离合器片报废。

（４）摩擦材料表面的“熔珠”
因为离合器片为铜基材料，当烧结温度超过允许温度后，铜会熔化成“小珠子“；另外添加到材料中的易熔金属（Ｓｎ）熔出多为细小的金属珠，分布在粉末层的四周”、“。

若熔珠较少且细小分布时，产品是合格的；当熔珠较多且较大时，就要考虑烧结温度和烧结压力是否与技术标准一致。

（５）变形
离合器片在烧结时发生变形，原因在于烧结温度和烧结压力超过了给定值。

温度过高，材料软化严重；当压力增大时，导致粉末片变形。

（６）摩擦粉末片与钢背错位
其原因在于制品在组装时不细致，或由于在搬运离合器片、装人烧结炉时受到了较为强烈的震动所引起。

允许的错位量在图纸（或技术条件）上有说明。

如果超出允许值则为废品。

（７）其他缺陷
如果离合器片上的粉末件有割裂、裂纹、凹坑等缺陷，是由于使用了不合格的压坯；压坯运输和零件组装时的磕碰，或零件出炉后的剧烈冲撞等，至于零件是否报废，以技术条件和随后的机加工能否将零件缺陷消除而定。

３．２硬度值的偏离
材料的硬度在成分确定之后，和材料密度（或称材料孔隙率）有重大关系，而孔隙率在很大程度上决定制品的性能，其中也包括摩擦性能。

因此对摩擦制品来讲，在允许的硬度范围内，材料具有最好的摩擦性能。

在一般情况下，硬度值偏高是允许的，而硬度值偏低则难以满足最终的性能要求…。

硬度值发生偏离原因在于：混合料配制时的成分添加不准，导致烧结件中使基体变软的成分增多；烧结时加压不够，或零件受力不均；压力过大，使粉末层发生了压溃现象；压坯尺寸乎行度不合格等。

可根据不同情况采取措施。

３．３混合料化学分析不合格
在测定混合料的均匀程度时，一般只选取碳、硫两种元素来分析。

原因在于碳是在汽车粉末冶金离合器片摩擦材料中所添加成分密度最小的元素（以片状石墨加人）。

在混合过程中，由于石墨密度较小，易飘飞，在混料筒内转动时，易浮于粉末料的表面，较难与其他粉末
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混合均匀；硫主要为胶体ＭｏＳ：
加入（少量为添加机油时加
入），ＭｏＳ２是胶体粉荆，最易于
结团，在粉料混合过程中不容
易散开。

所以，在摩擦材料中
只选取碳、硫来检测其化学均
匀性。

如果石墨含量较低，可
适当加大石墨含量，但不应超
围２粉末冶金离合器片最佳混粉工艺
过０．３％”１；如果成分分散性
大，可相应延长混料时间，直至混合均匀。

通过对生产过程中混合料化学均匀性的分析，确定粉末冶金离合器片粉末料的混粉工艺如图２所示：
３．４钢背脆断和结合性太差
由于粉末冶金离合器片是由金属与非金属粉末组成的复合材料，粉末材料中非金属体积已达到了５０％。

因此，把粉末冶金基体烧结在钢背上，由钢背来起到支撑作用。

因此检查粉末体与支撑钢背的结合质量就成为一个检验项目。

在进行结合性和钢背塑性试验时，需检测钢背是否变脆；如果粉末片在断１２１处明显看到粉末层与钢背粘结（即粉末层与钢背的结合强度大于粉末片自身的强度），则结合质量是正常的，否则为不合格。

如果产品的结合性不合格，原因大致为烧结温度不合适，温度低易造成欠烧”１；烧结时压力不够；电镀层不好等。

如果钢背脆断，则钢背塑性不合格，通常原因是烧结过程中发生了渗碳，试验时如发生钢背脆断要进行金相分析，确定原因，采取措施。

３．５摩擦磨损性能不合格
离合器片的主要使用性能——摩擦系数及耐磨性取决于摩擦材料及配对零件的化学成分及组织。

在离合器片的烧结工序完成后，则需要随即抽取一定数量的试验件组成试验环，在ＭＭ一１０００摩擦磨损试验机上，按照给定的试验条件进行摩擦磨损试验。

当摩擦系数和磨损量不台格时，影响因素较多。

一般应从摩擦试验开始查原因。

如：试验机是否处于正常状态，试验条件是否合理；烧结过程是否出现异常；混合料的化学分析是否合格；混合料配料时的各组分加入量是否合格；原材料是否有缺陷，等等。

４结束语
（１）烧结是粉末冶金工艺方法最重要的一道工序，烧结后产生的不合格品即为废品。

（２）在烧结工艺进行前产生的不合格品，可以通过各种手段进行修正，使不合格品达到正常产品的要求。

参考文献：
［１］一［５］篇略。

粉末冶金汽车离合器片生产中的常见质量问题分析
作者：王秀飞， 李东生， 周志伟
作者单位：北京百慕航材高科技股份有限公司(北京)本文链接：/Conference_5804554.aspx。