CN111961912A - 一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于粉末冶金铜基摩擦材料制备技术领域，具体涉及一种在高能制动下与碳陶及钢铁系制动盘均具有良好匹配性的铜基粉末冶金摩擦材料。所述摩擦材料中各组分按照质量百分数计，由下述组分组成：铜粉50～60％、锡2～5％、镍2～7％、钨1～4％、海泡石1～5％、铁12～18％、硅酸锆3～8％、石墨9～15％、氮化硼1～8％。本发明提供的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料与碳陶及锻钢制动盘在高能制动过程中，本身没有出现裂纹和缺损等现象，也没有火花和尖锐噪音等情形发生，表现出良好的匹配性和优异的摩擦稳定性。

Description

一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料
技术领域
本发明属于粉末冶金铜基摩擦材料制备技术领域，具体涉及一种在高能制动下与碳陶及钢铁系制动盘均具有良好匹配性的铜基粉末冶金摩擦材料。
背景技术
高速列车正朝着高速化、轻量化及智能化的方向发展，国内外都展开了相关研究。高铁商业稳定运行速度均已达到或超过300km/h，并向着更高速发展。目前，我国正在开展时速400km及以上高速客运装备关键技术研究，时速400公里高速动车组具备6大技术特点：一是运营速度世界第一，其运营速度时速400公里，试验速度时速440公里；二是具备跨国互联互通能力，拥有变轨距1435/1520mm；三是低能耗、轻量化的绿色环保动车组，节能10％以上；四是智能化水平更高，可以智能行车、智能运维、智能服务；五是安全性更高，具备主动安全和被动安全能力；六是舒适度更高，具备噪声控制和动力学性能提升。
没有安全可靠的制动***摩擦副材料，就不可能实现列车的高速化。以一辆轴重为5.7吨的“复兴号”高速列车为例，正常运行工况下在100km/h的制动初速度下制动，摩擦副材料承受的制动能量密度约为50J/mm2，紧急制动工况下在300km/h时制动，则制动能量密度高达450J/mm2。因此，在制动过程中当摩擦副材料的单位面积能载高于3000J/cm2称为高能制动。而且，紧急制动过程中由于高能量密度输入，将产生巨大的摩擦热，使得摩擦副接触表面的闪点温度高达900℃，这是普通制动***所不具有的特征。更为苛刻的是，由于制动盘和闸片之间为局部配摩，使得制动盘在闸片进出的过程中承受了极端条件下温度变化幅值达400～500℃、频率可达40Hz的热冲击。因此，传统制动材料已经难以适应列车高速化、轻量化的发展要求，随着材料研发技术的不断提高，具有更高效能的复合材料相继投入使用。碳陶摩擦材料是新一代制动材料的一个主要研究方向，如用于高铁制动盘，在时速350km的列车上一次制动中，就可消耗50MJ以上的能量，是金属制动盘的2倍，且碳陶制动盘提供的摩擦力非常稳定，实践证明其使用寿命可提高3～5倍。铜基粉末冶金材料具有稳定的摩擦因数、优良的耐磨性和耐热性、环境适应性好、对制动盘损伤小等特征，被广泛用于国内外高速列车。
中国专利文献CN106399743公开了一种高速列车闸片用超简组元粉末冶金摩擦材料，该摩擦材料各组元的按照质量划分，包括铜40～55％、铁8～20％、二氧化硅1～10％、铬铁6～15％、石墨16～22％、二硫化钼1～4％。
中国专利文献CN107142392公开了一种高速列车制动摩擦材料由以下百分比的原料制成：铜40～60％、铁10～20％、锡1～5％、氧化锆5～10％、锰铁10～20％、钨1～5％、石墨8～18％。
中国专利文献CN105134845公开了一种不伤盘的制动闸片，其中铜源50～58％、铁源6～12％(铁合金粉占铁源的质量分数4～6％)、锡源7～10％、锰源2～5％、铬源3～5％、萤石1～4％、氧化铝1～3％、石墨16～24％。
从上述可知，现有的铜基粉末冶金闸片均是针对时速350公里及以下高速列车、并与钢铁系制动盘配对摩擦副而开发的。然而，铜基粉末冶金材料应用于更高速度的制动条件时，或者与碳陶制动盘配对摩擦副时，材料的强韧性不足、耐热冲击性差、部分组元易氧化、高低速段瞬时摩擦系数差别较大，导致制动稳定性差。同时，制动不平稳将直接降低列车运营和乘坐舒适性，且可能引起列车制动噪声与振动的发生。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明利用陶瓷相的热稳定性制备出一种在高能制动条件下，与碳陶及钢铁系制动盘均具有良好匹配性的铜基粉末冶金摩擦材料，所制备的摩擦材料在高能制动条件下展现出优异的摩擦稳定性。
为达到预期目标，本发明提出的技术方案具体为：
一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，所述摩擦材料中各组分按照质量百分数计，由下述组分组成：铜粉50～60％、锡2～5％、镍2～7％、钨1～4％、海泡石1～5％、铁12～18％、硅酸锆3～8％、石墨9～15％、氮化硼1～8％。
所述铜粉为电解铜粉(粒度为60～80微米)，锡粉为雾化锡粉(粒度为65～75微米)，镍粉为电解镍粉(粒度为65～75微米)，铁粉为还原铁粉(粒度为60～80微米)，石墨为天然鳞片状石墨(粒度为180～250微米)。
所述氮化硼优选为六方氮化硼。
作为优选方案，本发明一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，所述摩擦材料中各组分按照质量百分数计，由下述组分组成：铜粉52～58％、锡3～4％、镍3～5％、钨2～3％、海泡石2～4％、铁14～16％、硅酸锆4～6％、石墨10～13％、六方氮化硼2～6％。作为进一步的优选方案；当组分在本发明限定范围内时，氮化硼和海泡石的质量比为1.9-2.1:1时，产品的摩擦稳定性会得到进一步的提升。
作为更进一步的优选方案；所述摩擦材料中各组分按照质量百分数计，由下述组分组成：3％锡，4％镍，13％铁，2％钨，6％硅酸锆，10％天然鳞片状石墨，4％氮化硼，2％海泡石，56％电解铜。在本发明中更进一步优选所得方案，所得产品的性能优于其他方案。
与现有采用石墨以及二硫化钼作为铜基粉末冶金摩擦材料润滑组元的技术方案相比，本发明采用热稳定性优异的六方氮化硼作为润滑组元之一，来弥补石墨因高温下易分解的缺陷，保证摩擦材料在高能制动条件下摩擦性能的不衰退以及与碳陶及钢铁系制动盘配对的制动稳定性，并且配合高温性能稳定且硬度适中的硅酸锆提高摩擦材料耐热冲击性以及在制动时不易损伤制动盘，同时添加多孔状的海泡石吸收制动过程中产生热量降低摩擦面温度和制动噪音，并且有利于磨屑的填充，使得制动过程平稳。
本发明一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，制备流程包括以下步骤：
(a)退火处理：-200目的电解铜粉在管式炉中进行退火处理；
(b)混料：按照质量百分比称取所述锡、镍、铁、钨、硅酸锆、石墨、海泡石和氮化硼等粉末原材料，余量为所述步骤(a)得到电解铜粉。将所述原料与航空煤油手动预混合后，在V型搅拌机上进行混合；
(c)压制：将所述步骤(b)得到的混合料压制成素坯。在工业上应用时，可用四柱液压机将将所述步骤(b)得到的混合料压制成素坯。
(d)烧结：将所述步骤(c)得到的素坯，固定在支撑钢背上，通过高温加压烧结工艺得到所需铜基粉末冶金摩擦材料。
进一步的，所述步骤(a)中，电解铜粉在管式炉中进行退火处理，退火温度控制在250～300℃，保温时间30～60min，保护气氛为氢气和氮气的混合气体。
进一步的，所述步骤(b)中，氮化硼粉末的粒度为1～4μm，硅酸锆粉末的粒度为2～4μm，海泡石粉末的粒度小于80μm。
进一步的，所述步骤(b)中，混合粉末与航空煤油的质量比为100:1，经过手动预混合后，在V型混料机中混合8～9h，得到混合均匀的混合料。
进一步的，所述步骤(c)中，压制压力为500～600MPa，在常温下保压15～30s。
进一步的，所述步骤(d)中，所述加压烧结工艺具体包括：以1MPa的升温压力升到700℃，随后以2MPa升到烧结温度920～940℃，烧结压力为4～5MPa，保温时间为180～210min，随后水冷，冷却压力为1MPa。采用梯度升温和分段加压的烧结工艺，保证铜基粉末冶金摩擦材料中各组元间烧结紧密，防止陶瓷相颗粒在高能制动下脱落损伤制动盘。
进一步的，所述步骤(d)中，烧结过程中的保护气氛为氢气和氮气的混合气体。
进一步的，所述步骤(d)中，铜基粉末冶金摩擦材料的烧结密度为4.4～5.1g/cm3。
进一步的，本发明一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料在，在高能制动条件下，与碳陶配对时磨损量在0.275～0.326cm3/MJ，与锻钢配对时磨损量在0.294～0.334cm3/MJ。
有益效果
本发明在材料设计方面，采用电解铜粉为骨架，并引入与铜相容性好的适量钨增强摩擦材料的比热容，保证摩擦材料具有优异的导热性，及时耗散紧急制动产生的摩擦热；采用了适量锡和镍进行合理的合金强化，同时提高了铜基粉末冶金摩擦材料与钢背板之间的结合强度，而且低熔点的锡在高能制动下充当润滑组元，减少摩擦材料之间的粘结和卡滞；采用还原铁和硅酸锆作为摩擦组元以提供合适的摩擦阻力，同时，具有适中硬度和高温稳定性的硅酸锆与基体结合紧密，稳定摩擦材料的摩擦系数和不损伤制动盘；采用高含量的石墨和热稳定性优异的氮化硼作为润滑组元，提高摩擦材料的抗热衰减性和平稳制动过程；采用海泡石能够吸收制动过程产生热量和有利于磨屑的填充，降低摩擦表面上第三体的数量和磨粒磨损，同时，其多孔状的结构具有声学阻尼效果，显著降低制动过程的噪音；而且适量的海泡石和六方氮化硼还有协同作用(尤其是4wt％氮化硼配合2wt％海泡石)；可以极大增加制动的平稳性。
本发明提供的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料与碳陶及锻钢制动盘在高能制动过程中，本身没有出现裂纹和缺损等现象，也没有火花和尖锐噪音等情形发生，表现出良好的匹配性和优异的摩擦稳定性。同时，摩擦材料的元素成分未使用石棉、铅及其化合物。
附图说明
图1是本发明实施例及对比例与碳陶(a)及锻钢(b)配对的制动曲线；
图2本发明实施例及对比例与碳陶及锻钢配对的磨损量；
从图1中能够看出：实施例所得的摩擦材料在高能制动过程中摩擦稳定性明显优异于对比例。摩擦材料在配对不同对偶件的摩擦稳定性有了明显的提高。
从图2中能够看出：实施例所得的摩擦材料在高能制动过程中的磨损量远低于对比例。同时还可以看出实施例2所得产品再进行磨损实验时；其碳陶部分的磨损量是最低的。结合图1、图2可以看出；实施例2所得产品的耐磨性能以及摩擦稳定性远远优于其他实施例或对比例所得产品的性能。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料的制备方法，通过该制备方法得到的铜基粉末冶金摩擦材料，与碳陶及锻钢制动盘在高能制动过程中表现出良好的匹配性和优异的摩擦稳定性。
实施例1：
本实施例的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，各组分按照质量百分数划分：3％锡，4％镍，15％铁，2％钨，6％硅酸锆，12％天然鳞片状石墨，2％氮化硼，4％海泡石，52％电解铜。
本实施例的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料是通过如下工艺制备而成的：
(a)退火处理：将电解铜粉(60～80微米)放入管式炉中进行退火处理，在退火温度为250℃和保护气氛为H2和N2的混合气体的条件下，保温时间60min；
(b)混料：按质量百分比称取锡粉(65～75微米)、镍粉(65～75微米)、还原铁粉(60～80微米)、钨粉(65～75微米)、硅酸锆粉(2～4微米)、天然鳞片状石墨粉(180～250微米)、氮化硼粉(1～4微米)、海泡石粉(65～80微米)、余量为所述步骤(a)得到电解铜粉等原料粉末。将所述原料粉末与航空煤油质量比为100:1，进行手动预混合后，在V型搅拌器中混合8h，充分混合后得到混合料；
(c)压制：将所述步骤(b)得到的混合料装入压机，在压力为600MPa和常温的条件下，保压15s后，压制成生坯；
(d)烧结：将所述步骤(c)得到的生坯固定在钢背上，并一起放入钟罩式加压烧结炉，进行加压烧结，在烧结温度930℃、压力5MPa条件下，加压烧结180min，在炉内水冷后出炉，得到所需的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料。
高能制动试验：采用MM-3000缩比试验机，实施例摩擦面尺寸为20×15mm，对偶件为碳陶和锻钢，制动能量密度＝4200J/cm2，制动次数10次；其测试结果见图1、图2。在图1中，实施例1所得产品在高能制动条件下，与碳陶和锻钢配对均可以实现制动；同时在制动后期，无明显的尾翘现象；在高能制动时，碳陶对偶件的磨损量为0.315cm3/MJ；锻钢对偶件的磨损量为0.304cm3/MJ。
实施例2：
本实施例的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，各组分按照质量百分数划分：3％锡，4％镍，13％铁，2％钨，6％硅酸锆，10％天然鳞片状石墨，4％氮化硼，2％海泡石，56％电解铜。
本实施例的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料是通过如下工艺制备而成的：
(a)退火处理：将电解铜粉(60～80微米)放入管式炉中进行退火处理，在退火温度为300℃和保护气氛为H2和N2的混合气体的条件下，保温时间30min；
(b)混料：按质量百分比称取锡粉(65～75微米)、镍粉(65～75微米)、还原铁粉(60～80微米)、钨粉(65～75微米)、硅酸锆粉(2～4微米)、天然鳞片状石墨粉(180～250微米)、氮化硼粉(1～4微米)、海泡石粉(65～80微米)、余量为所述步骤(a)得到电解铜粉等原料粉末。将所述原料粉末与航空煤油质量比为100:1，进行手动预混合后，在V型搅拌器中混合9h，充分混合后得到混合料；
(c)压制：将所述步骤(b)得到的混合料装入压机，在压力为500MPa和常温的条件下，保压20s后，压制成生坯；
(d)烧结：将所述步骤(c)得到的生坯固定在钢背上，并一起放入钟罩式加压烧结炉，进行加压烧结，在烧结温度940℃、压力4MPa条件下，加压烧结200min，在炉内水冷后出炉，得到所需的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料。
高能制动试验：采用MM-3000缩比试验机，实施例摩擦面尺寸为20×15mm，对偶件为碳陶和锻钢，制动能量密度＝4200J/cm2，制动次数10次；其测试结果见图1、图2。在图1中，实施例1所得产品在高能制动条件下，与碳陶和锻钢配对均可以实现制动；同时制动曲线稳定，无明显的尾翘现象；在高能制动时，碳陶对偶件的磨损量为0.275cm3/MJ；锻钢对偶件的磨损量为0.294cm3/MJ。
实施例3：
本实施例的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，各组分按照质量百分数划分：3％锡，4％镍，13％铁，2％钨，6％硅酸锆，10％天然鳞片状石墨，4％氮化硼，4％海泡石，54％电解铜。
本实施例的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料是通过如下工艺制备而成的：
(a)退火处理：将电解铜粉(60～80微米)放入管式炉中进行退火处理，在退火温度为300℃和保护气氛为H2和N2的混合气体的条件下，保温时间60min；
(b)混料：按质量百分比称取锡粉(65～75微米)、镍粉(65～75微米)、还原铁粉(60～80微米)、钨粉(65～75微米)、硅酸锆粉(2～4微米)、天然鳞片状石墨粉(180～250微米)、氮化硼粉(1～4微米)、海泡石粉(65～80微米)、余量为所述步骤(a)得到电解铜粉等原料粉末。将所述原料粉末与航空煤油质量比为100:1，进行手动预混合后，在V型搅拌器中混合9h，充分混合后得到混合料；
(c)压制：将所述步骤(b)得到的混合料装入压机，在压力为600MPa和常温的条件下，保压20s后，压制成生坯；
(d)烧结：将所述步骤(c)得到的生坯固定在钢背上，并一起放入钟罩式加压烧结炉，进行加压烧结，在烧结温度940℃、压力5MPa条件下，加压烧结180min，在炉内水冷后出炉，得到所需的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料。
高能制动试验：采用MM-3000缩比试验机，实施例摩擦面尺寸为20×15mm，对偶件为碳陶和锻钢，制动能量密度＝4200J/cm2，制动次数10次；其测试结果见图1、图2。在图1中，实施例3所得产品在高能制动条件下，与碳陶和锻钢配对均可以实现制动；同时在制动后期，无明显的尾翘现象；在高能制动时，碳陶对偶件的磨损量为0.326cm3/MJ；锻钢对偶件的磨损量为0.334cm3/MJ。
对比例1：
本对比例的铜基粉末冶金摩擦材料，各组分按照质量百分数划分：3％锡，4％镍，15％铁，2％钨，6％硅酸锆，12％天然鳞片状石墨，58％电解铜。
本对比例的铜基粉末冶金摩擦材料是通过如下工艺制备而成的：
(a)退火处理：将电解铜粉(60～80微米)放入管式炉中进行退火处理，在退火温度为300℃和保护气氛为H2和N2的混合气体的条件下，保温时间60min；
(b)混料：按质量百分比称取锡粉(65～75微米)、镍粉(65～75微米)、还原铁粉(60～80微米)、钨粉(65～75微米)、硅酸锆粉(2～4微米)、天然鳞片状石墨粉(180～250微米)、氮化硼粉(1～4微米)、海泡石粉(65～80微米)、余量为所述步骤(a)得到电解铜粉等原料粉末。将所述原料粉末与航空煤油质量比为100:1，进行手动预混合后，在V型搅拌器中混合8h，充分混合后得到混合料；
(c)压制：将所述步骤(b)得到的混合料装入压机，在压力为500MPa和常温的条件下，保压25s后，压制成生坯；
(d)烧结：将所述步骤(c)得到的生坯固定在钢背上，并一起放入钟罩式加压烧结炉，进行加压烧结，在烧结温度920℃、压力5MPa条件下，加压烧结210min，在炉内水冷后出炉，得到所需的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料。
高能制动试验：采用MM-3000缩比试验机，对比例摩擦面尺寸为20×15mm，对偶件为碳陶和锻钢，制动能量密度＝4200J/cm2，制动次数10次；其测试结果见图1、图2。在图1中，对比例3所得产品在高能制动条件下，与碳陶和锻钢配对均可以实现制动；同时制动曲线呈马鞍状且有明显的波动，制动后期有明显的尾翘现象；在高能制动时，碳陶对偶件的磨损量为0.673cm3/MJ；锻钢对偶件的磨损量为0.811cm3/MJ。
对比例2：
本对比例的铜基粉末冶金摩擦材料，各组分按照质量百分数划分：3％锡，4％镍，15％铁，2％钨，6％硅酸锆，12％天然鳞片状石墨，4％氮化硼，54％电解铜。
本对比例的铜基粉末冶金摩擦材料是通过如下工艺制备而成的：
(a)退火处理：将电解铜粉(60～80微米)放入管式炉中进行退火处理，在退火温度为250℃和保护气氛为H2和N2的混合气体的条件下，保温时间30min；
(b)混料：按质量百分比称取锡粉(65～75微米)、镍粉(65～75微米)、还原铁粉(60～80微米)、钨粉(65～75微米)、硅酸锆粉(2～4微米)、天然鳞片状石墨粉(180～250微米)、氮化硼粉(1～4微米)、海泡石粉(65～80微米)、余量为所述步骤(a)得到电解铜粉等原料粉末。将所述原料粉末与航空煤油质量比为100:1，进行手动预混合后，在V型搅拌器中混合9h，充分混合后得到混合料；
(c)压制：将所述步骤(b)得到的混合料装入压机，在压力为550MPa和常温的条件下，保压25s后，压制成生坯；
(d)烧结：将所述步骤(c)得到的生坯固定在钢背上，并一起放入钟罩式加压烧结炉，进行加压烧结，在烧结温度930℃、压力5MPa条件下，加压烧结200min，在炉内水冷后出炉，得到所需的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料。
高能制动试验：采用MM-3000缩比试验机，对比例摩擦面尺寸为20×15mm，对偶件为碳陶和锻钢，制动能量密度＝4200J/cm2，制动次数10次；其测试结果见图1、图2。在图1中，对比例3所得产品在高能制动条件下，与碳陶及锻钢配对均可以实现制动；同时制动曲线呈马鞍状且制动后期有明显的尾翘现象；在高能制动时，碳陶对偶件的磨损量为0.337cm3/MJ；锻钢对偶件的磨损量为0.415cm3/MJ。
对比例3：
本对比例的铜基粉末冶金摩擦材料，各组分按照质量百分数划分：3％锡，4％镍，15％铁，2％钨，6％硅酸锆，12％天然鳞片状石墨，4％海泡石，54％电解铜。
本对比例的铜基粉末冶金摩擦材料是通过如下工艺制备而成的：
(a)退火处理：将电解铜粉(60～80微米)放入管式炉中进行退火处理，在退火温度为250℃和保护气氛为H2和N2的混合气体的条件下，保温时间30min；
(b)混料：按质量百分比称取锡粉(65～75微米)、镍粉(65～75微米)、还原铁粉(60～80微米)、钨粉(65～75微米)、硅酸锆粉(2～4微米)、天然鳞片状石墨粉(180～250微米)、氮化硼粉(1～4微米)、海泡石粉(65～80微米)、余量为所述步骤(a)得到电解铜粉等原料粉末。将所述原料粉末与航空煤油质量比为100:1，进行手动预混合后，在V型搅拌器中混合8h，充分混合后得到混合料；
(c)压制：将所述步骤(b)得到的混合料装入压机，在压力为500MPa和常温的条件下，保压30s后，压制成生坯；
(d)烧结：将所述步骤(c)得到的生坯固定在钢背上，并一起放入钟罩式加压烧结炉，进行加压烧结，在烧结温度940℃、压力4MPa条件下，加压烧结180min，在炉内水冷后出炉，得到所需的高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料。
高能制动试验：采用MM-3000缩比试验机，对比例摩擦面尺寸为20×15mm，对偶件为碳陶和锻钢，制动能量密度＝4200J/cm2，制动次数10次；其测试结果见图1、图2。在图1中，对比例3所得产品在高能制动条件下，与碳陶和锻钢配对均可以实现制动；同时制动曲线有较大的波动，且在制动后期有明显的尾翘现象；在高能制动时，碳陶对偶件的磨损量为0.445cm3/MJ；锻钢对偶件的磨损量为0.402cm3/MJ。

Claims (10)

1.一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述摩擦材料中各组分按照质量百分数计，由下述组分组成：铜粉50～60％、锡2～5％、镍2～7％、钨1～4％、海泡石1～5％、铁12～18％、硅酸锆3～8％、石墨9～15％、氮化硼1～8％。
2.根据权利要求1所述一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：
所述铜粉为电解铜粉，所述电解铜粉的粒度为60～80微米；
锡粉为雾化锡粉，所述雾化锡粉粒度为65～75微米；
镍粉为电解镍粉，所述电解镍粉的粒度为65～75微米；
铁粉为还原铁粉，所述还原铁粉的粒度为60～80微米；
石墨为天然鳞片状石墨；所述天然鳞片状石墨的粒度为180～250微米。
3.根据权利要求1所述一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述摩擦材料中各组分按照质量百分数计，由下述组分组成：铜粉52～58％、锡3～4％、镍3～5％、钨2～3％、海泡石2～4％、铁14～16％、硅酸锆4～6％、石墨10～13％、六方氮化硼2～6％。
4.根据权利要求1所述一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述摩擦材料制备流程包括以下步骤：
(a)退火处理：-200目的电解铜粉在管式炉中进行退火处理；
(b)混料：按照质量百分比称取所述锡、镍、铁、钨、硅酸锆、石墨、海泡石和氮化硼等粉末原材料，余量为所述步骤(a)得到电解铜粉；将所述原料与航空煤油手动预混合后，在V型搅拌机上进行混合；
(c)压制：将所述步骤(b)得到的混合料压制成素坯；
(d)烧结：将所述步骤(c)得到的素坯，固定在支撑钢背上，通过高温加压烧结工艺得到所需铜基粉末冶金摩擦材料。
5.根据权利要求4所述一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述步骤(a)中，电解铜粉在管式炉中进行退火处理，退火温度控制在250～300℃，保温时间30～60min，保护气氛为氢气和氮气的混合气体。
6.根据权利要求4所述一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述步骤(b)中，氮化硼粉末的粒度为1～2μm，硅酸锆粉末的粒度为2～4μm，海泡石粉末的粒度小于80μm。
7.根据权利要求4所述一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述步骤(b)中，混合粉末与航空煤油的质量比为100:1，经过手动预混合后，在V型混料机中混合8～9h，得到混合均匀的混合料。
8.根据权利要求4所述一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述步骤(c)中，压制压力为500～600MPa，在常温下保压15～30s。
9.根据权利要求4所述一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述步骤(d)中，所述加压烧结工艺具体包括：以1MPa的升温压力升到700℃，随后以2MPa升到烧结温度920～940℃，烧结压力为4～5MPa，保温时间为180～210min，随后水冷，冷却压力为1MPa。
10.根据权利要求4所述一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所述步骤(d)中，烧结过程中的保护气氛为氢气和氮气的混合气体；步骤(d)所得铜基粉末冶金摩擦材料的烧结密度为4.4～5.1g/cm3。
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