本文在分析了汽车同步器粉末冶金同步环用湿式铜基摩擦材料的工况条件和技术指标的基础上,确定了摩擦材料研究中的四个技术关键:具有极低的磨耗率和耐久性;动摩擦系数高而稳定;能承受高的能量负荷和压力负荷;具有好的冷冲压性能。根据要求,对摩擦材料的基体组成、孔隙率、减摩组元、摩擦组元等方面进行了系统的研究。 通过对基体组成的研究,确定了一种锡、锌共同强化的合金基体,并选用不同的原材料进行配合,在基体组织中形成显微硬度有高低的两个相,并形成连通的孔隙,使基体具有高的强度和好的摩擦磨损性能;通过不同孔隙率材料在不同线速度、比压和能量负荷条件下的性能试验,找出了比压、线速度和能量负荷对不同孔隙率材料摩擦磨损性能的影响关系,优化出了摩擦磨损性能最好时的孔隙率;通过对减摩组元粒度和用量及摩擦组元用量的研究,有效地控制了材料的静摩擦系数。 研制的湿式铜基摩擦材料突破了我国传统铜基摩擦材料概念,非金属组元含量很低,具有好的冷冲压性能,满足粉末冶金同步环产品拉深成锥的工艺要求;经检测,在所模拟的同步器工况条件下,材料的平均磨耗率小于1.3×10^-6mm³/J,对对偶钢片的平均磨耗率为0.65×10^-6mm³/J,动摩擦系数为0.085-0.103,静摩擦系数为0.129-0.148;经强化试验,材料的能量负荷极限达3.5J/mm²,压力负荷极限达4.7Mpa;经耐久试验和重复性试验,材料的摩擦磨损性能稳定,重复性好。主要性能指标达到了同步器粉末冶金同步环的工况要求。 所设计的摩擦磨损性能检测规程分为初期磨损试验、筛选试验、压力试验、速度和能量级试验、耐久试验五个部分,细化和完善了我国传统的摩擦磨损性能试验方法,为湿式摩擦材料的研究提供了一个很有效的试验研究方法。 在研究过程中发现,孔隙率是如此大程度地影响着材料的摩擦磨损性能,因此提出:把孔隙作为湿式铜基摩擦材料除基体、减摩组元、摩擦组元以外的第四个组成部分。