CN117904482B

CN117904482B - 一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法和应用

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Publication number: CN117904482B
Application number: CN202410316568.8A
Authority: CN
Inventors: 李专; 高宗龙; 吴佳琦; 温国源
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2024-03-20
Filing date: 2024-03-20
Publication date: 2024-06-04
Anticipated expiration: 2044-03-20
Also published as: CN117904482A

Abstract

本发明一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料，属于粉末冶金摩擦材料设计制备技术领域。其所用原料按质量百分比计，包括下述组分；电解铜粉52~58%；电解镍粉2~6%；还原铁粉10~20%；钨粉1~6%；石墨粉8~15%；碳化硼粉1~5%；氧化锆‑氮化钛陶瓷粉7~10%，其中氧化锆与氮化钛的比例为8：0.5~0.5：8；所用碳化硼颗粒尺寸1~10微米，氧化锆颗粒尺寸为1~10微米，氮化钛粉颗粒尺寸10~20微米，且氮化钛粉颗粒尺寸减去碳化硼颗粒尺寸大于等于4微米。其制备方法为：按设计组分配取各原料、混合均匀后加压烧结得到产品。本发明组分设计合理、制备工艺简单可控，所得产品作为摩擦材料使用时性能优良。

Description

一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及粉末冶金摩擦材料设计制备领域，具体包含一种含有氮化物组元的三陶瓷组元复合改性铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法和应用。

背景技术

铜基摩擦材料由于其机械强度高、导热性好、耐热性强被广泛应用于汽车、高铁、航空以及工程设备的制动***中。然而，随着交通工具与工程设备的运行速度不断提高，在制动过程中产生的热能增加，在高负载和强热量的极端工况下，原有的铜基粉末冶金摩擦材料依旧会表现出热裂纹、磨损加剧以及摩擦系数波动大等一系列热衰退行为。因此，在现有铜基粉末冶金摩擦材料配方的基础上进行优化和改良是提升铜基摩擦材料应用范围的可行之策。

目前为止，铜基粉末冶金摩擦材料除了以铜作为基体组元外，还包括铁、镍等增强组元、石墨、二硫化钼等润滑组元以及氧化锆、氧化铝等摩擦组元。其中，摩擦组元主要用于增大摩擦副之间的摩擦系数。但是，在一般情况下摩擦组元与铜基体的润湿性较差并且结合力较小，在剧烈的摩擦过程极易脱落，一方面导致摩擦系数波动摩擦性能降低；另外一方面也极有可能伤害对磨件，造成不必要的经济损失。

针对上述问题，目前主要的解决方法是利用双陶瓷组元间的协同作用来进一步改善铜基材料的摩擦学性能。中国专利申请CN107012358A公开了一种制动闸片用粉末冶金摩擦材料及制备工艺，该专利申请采用氧化锆、碳化硅复合陶瓷作为摩擦组元以提升铜基材料的摩擦系数与摩擦稳定性，得到铜基材料在摩擦过程中表现出较高的摩擦稳定性。但该专利申请中并未涉及到产品具体的性能参数。专利CN112593112A也公布了一项以碳化锆和氧化硅作为双摩擦组元增强铜基摩擦材料摩擦系数的配方，但是其发明主要涉及利用高能激光束促进ZrSiO₄与碳材料发生原位反应生成碳化锆和氧化硅双摩擦组元，生产成本较高。中国专利申请CN116377279A公开了一种含多种陶瓷成分的铜基粉末冶金闸片及其制备方法，该专利申请立足于提升铜基粉末冶金闸片的耐热性能，利用各种增强相的特征参量协同增强，充分发挥各组元的优点和耦合效应，得到综合性能优良的铜基复合材料。该专利申请首次尝试了利用双陶瓷粉体B₄C-TiC配合六方氮化硼粉和金属基体来提升闸片摩擦稳定性以及耐热性能，该专利申请所得产品的磨损量在0.05～0.15cm³/MJ，摩擦稳定系数在0.74~0.86。

发明内容

本发明在中国专利申请CN 116377279A的基础上，为了进一步降低磨损量，尝试了采用碳化硼、氧化锆和氮化钛三组元复合陶瓷协同增强铜基粉末冶金摩擦材料。通过组分的优化，实现了发明目的，进而形成了本发明。

本发明所开发和设计的铜基粉末冶金摩擦材料，充分利用摩擦组元间的优势互补，通过三种摩擦组元的组分之间的反应协同作用以及摩擦组元粒径的适当搭配，达到进一步有效改善铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的目的，同时确保制动盘对偶材料的磨损率处于较低的水平。

针对现有单、双陶瓷组元改性铜基粉末冶金摩擦材料中存在的问题，本发明提供了一种含有氮化物组元的三陶瓷组元复合改性铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法。利用适当尺寸碳化硼、氧化锆和氮化钛三种摩擦组元间的协同作用，特别是适当尺寸的碳化硼与氮化钛之间的扩散增强反应，可以在一定程度上提高铜基摩擦材料的摩擦性能尤其是高温服役环境下的摩擦稳定性。

本发明一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料，其所用原料按质量百分比计，包括下述组分：

电解铜粉52~58%、优选为55~58%；

电解镍粉2~6%、优选为2~5%；

还原铁粉10~20%、优选为11~16%；

钨粉1~6%、优选为2~4%；

石墨粉8~15%、优选为10~14%；

碳化硼粉1~5%，优选为2~4%；

氧化锆-氮化钛（ZrO₂-TiN）陶瓷粉7~10%、优选为7.5~8.5%、进一步优选为8%，其中氧化锆与氮化钛的质量比为8：0.5~0.5：8，进一步优选为3:5~5:3；

所用碳化硼颗粒尺寸1~10微米，氧化锆颗粒尺寸为1~10微米，氮化钛粉颗粒尺寸10~20微米，且氮化钛粉颗粒尺寸减去碳化硼颗粒尺寸大于等于4微米。

作为进一步的优选，碳化硼颗粒的粒径为2~5微米、氧化锆陶瓷颗粒粒径在3~5微米，氮化钛陶瓷颗粒粒径在10~15微米。或，碳化硼颗粒的粒径为5~8微米、氧化锆陶瓷颗粒粒径在4~8微米、氮化钛陶瓷颗粒粒径在12~15微米。

作为优选方案，本发明一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料，其所用原料按质量百分比计，由下述组分组成：电解铜粉56~58%、还原铁粉11~15%、电解镍3~5%、钨粉2~5%、石墨粉9~14%、碳化硼粉2~4%；氧化锆-氮化钛粉8%，其中氧化锆与氮化钛的质量比为3：5~5：3。

作为进一步的优选方案之一，本发明一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料，其所用原料按质量百分比计，由下述组分组成：电解铜粉56%、还原铁粉15%、电解镍3%、钨粉2%、石墨粉14%、碳化硼粉2%；氧化锆-氮化钛粉8%，其中氧化锆与氮化钛的质量比为3：5。这一方案，可以实现在平均摩擦系数、稳定摩擦系数均较高时，尽可能降低铜基材料的磨损率。

作为进一步的优选方案之一，本发明一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料，其所用原料按质量百分比计，由下述组分组成：电解铜粉58%、还原铁粉11%、电解镍5%、钨粉4%、石墨粉10%、碳化硼粉4%；氧化锆-氮化钛粉8%，其中氧化锆与氮化钛的质量比为5：3。这一方案，可以实现在平均摩擦系数较高且铜基材料的磨损率较低时，尽可能提高铜基材料的稳定摩擦系数。

本发明一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料，电解铜粉作为材料主体，颗粒尺寸为60~80微米，进一步优选为65~75微米。还原铁粉为主要增强组元，协同增强铜基摩擦材料的力学性能，颗粒尺寸为60~80微米，进一步优选为65~75微米。电解镍粉和钨粉作为次要强化组元，达到弥散强化的目的，颗粒尺寸为60~80微米，进一步优选为65~75微米。石墨粉优选为鳞片状石墨粉，鳞片状石墨粉作为润滑组元，主要作用在于促进摩擦膜形成，达到降磨减磨得目的。颗粒尺寸120~180微米，进一步优选为130~170微米。

本发明中，三元复合陶瓷粉包括碳化硼粉、氧化锆粉和氮化钛粉主要作为摩擦组元，用于增大摩擦副之间得摩擦系数，其中碳化硼颗粒尺寸为2~8微米；氧化锆颗粒尺寸为3~5微米；氮化钛粉颗粒尺寸10~20微米，优选为10~15微米，且氮化钛粉颗粒尺寸-碳化硼颗粒尺寸大于等于4微米。作为进一步的优选，碳化硼颗粒的粒径为2~5微米、氧化锆陶瓷颗粒粒径在3~5微米，氮化钛陶瓷颗粒粒径在10~15微米。或，碳化硼颗粒的粒径为5~8微米、氧化锆陶瓷颗粒粒径在4~8微米、氮化钛陶瓷颗粒粒径在12~15微米。

本发明一方面利用适当尺寸且适当量的三种摩擦组元尤其是碳化硼与氮化钛之间的复合反应及协同作用，通过润滑-摩擦耦合协同增强铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦学性能。另一方面使用较小粒径的氧化锆颗粒与较大粒径的氮化钛陶瓷相互配合，在提高摩擦系数的基础上，增加摩擦平衡度。与现有铜基摩擦材料相比，本发明所述的铜基粉末冶金摩擦材料具有摩擦系数高，摩擦平稳度高。尤其是在高速运行制动产生高温的情况下，本发明所设计和制备的含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料其摩擦稳定性高以及较低的磨损速率与低对偶件损伤率等优点。

本发明一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料的制备方法，包括下述步骤：

步骤一

按设计组分配取各原料；

步骤二

将配取的各原料粉末混合，得到混合均匀的混合粉末；混合时，先用搅拌混合的方式进行混合，然后再用V型混料机进行混合；

混料时，加入原料粉末质量2-3%的航空煤油，在V型混料机进行混合时，控制转速为80-120转/分钟、时间为45min-5h；

步骤三

将混合均匀的混合粉末加入模具压制成型，得到压制生坯，其中压制过程的工艺参数为：压力500~600MPa，保压时间20~30秒。

步骤四

将生坯放入加压炉中烧结，得到产品；所用烧结工艺的参数为：烧结压力1.5-2.5MPa，温度500~600℃，保温保压1~2小时，烧结压力2.5-3.5MPa，温度600~700℃，保温保压1~3小时，烧结压力3.5-5MPa，温度700~940℃，保温保压2~3小时。

本发明一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料的应用，所述应用包括将其用作摩擦材料。如汽车、高铁、航空以及工程设备的制动***等等。

有益效果

本发明所用细粒径碳化硼陶瓷颗粒的质地较硬，可以提高铜基材料的摩擦系数，同时在高温环境下可以快速均匀的生成氧化硼摩擦膜，进而可以提升基体的高温稳定性。本发明所用细粒径氧化锆陶瓷作为小颗粒硬质相；但如果单独使用其与铜基体结合强度小，在摩擦过程中脱落。本发明选择的氮化钛陶瓷作为大颗粒硬质相，在摩擦过程中能够很大程度的增加基体的摩擦系数。但如果单独使用，其会导致铜基材料的摩擦稳定性降低。本发明从材料复杂的服役工况出发，通过适当尺寸碳化硼、氧化锆和氮化钛三种摩擦组元的配比调控，利用大颗粒氮化钛与细粒径碳化硼之间的复合反应以及小颗粒氧化锆陶瓷与大颗粒氮化钛陶瓷的协同配合，实现陶瓷组元对铜基摩材料的协同增强，改进陶瓷颗粒与基体界面结合不稳定的问题，减少组元脱落，进一步提高材料的综合摩擦磨损性能。

附图说明

图1为实施例1所得产品的微观形貌图；

图2为实施例2所得产品的微观形貌图；

图3为实施例1所得产品的摩擦曲线图；

图4为实施例2所得产品的摩擦曲线图；

图5为对比例1所得产品的摩擦曲线图；

图6为对比例2所得产品的摩擦曲线图；

图7为实施例1所得产品的平均摩擦系数图；

图8为实施例1所得产品的摩擦稳定系数图。

从图1可以看出：实施例1所得产品中各组元均匀分布，其中陶瓷颗粒主要弥散分布于铜和铁组成的基体中，并且基体连续性较好，因为氧化锆含量相对较高，且颗粒较小。

从图2可以看出：实施例2所得到的产品中，各个组元均匀分布，但是基体连续性较差，这主要是由于氮化钛含量较高且颗粒度大，且氮化钛易与碳化硼团聚。

从图3可以看出：实施例1所得产品的摩擦系数维持在0.35附近，且摩擦曲线较为平整，这是由于氧化锆与氮化钛含量与颗粒尺寸配合度较高并且大颗粒氮化钛陶瓷组元含量较多。

从图4可以看出：实施例2所得产品摩擦系数略低于0.35且摩擦系数波动较小，这是由于氧化锆与氮化钛含量与颗粒尺寸配合度较高并且小颗粒氧化锆陶瓷组元含量较多。

从图5可以看出：对比例1所得产品摩擦系数较低且摩擦曲线平稳度高，这由于实施例中不存在大颗粒的氮化钛陶瓷组元。

从图6可以看出，对比例2所得产品摩擦系数很高，且起伏较大，这是由于对比例2所得产品中不存在小颗粒的氧化锆陶瓷组元。

从图7可以看出，实施例1所得产品的摩擦系数基本维持在0.35以上，这与碳化硼、氧化锆和氮化钛三元陶瓷粉的成分配比与颗粒尺寸搭配有关。

从图8可以看出，实施例1所得产品的摩擦稳定系数基本保持在0.8以上甚至接近0.9，说明实施例1所得产品摩擦稳定性较高。结合图7可以得出，实施例1所得产品在摩擦系数较高的基础上也能保证较高的摩擦稳定性。

具体实施方式

本发明实施例和对比例中，所用配对炭陶盘由碳/碳-碳化硅复合材料（碳纤维增强碳化硅-碳基复合材料）制得，材料的制备过程主要包括，通过预制件编制和热解炭沉积制得碳/碳材料后利用融硅浸渗法将液态硅融渗进入碳/碳材料基体中，使其于热解炭反应形成碳化硅，最终得到碳/碳-碳化硅复合材料。碳/碳-碳化硅复合材料具有低密度(2.35g/cm³)、低孔隙率(2.9%)以及高硬度的特性(120.7 HRL)。

实施例和对比例中，产品的摩擦模拟实验为：采用MM-3000缩比试验机，所得产品与碳陶盘配对形成摩擦副完成制动实验。实验参数为：在制动压力0.5 MPa，制动惯量0.45kg·m²，转速24 米/秒。每个实验数据均是在制动实验重复10次后取平均值而得。

实施例1

第一步：配比称重。按照配方依次称取原料，按质量百分比计，电解铜粉56%、还原铁粉15%、电解镍3%、钨粉2%、石墨粉14%、碳化硼粉2%、氧化锆和氮化钛粉共计8%。

其中：电解铜粉的粒径为65~70微米、还原铁粉的粒径为65~70微米、电解镍的粒径为65~70微米、钨粉的粒径为65~70微米、石墨粉的粒径为130~150微米、碳化硼颗粒的粒径为2~5微米、氧化锆陶瓷颗粒粒径在3~5微米，氮化钛陶瓷颗粒粒径在10~15微米。

所用氧化锆与氮化钛陶瓷粉的质量比为3：5。

第二步：原料混合。将第一步中称好的原料粉末混合，得到混合均匀的混合粉末；混合时，先用搅拌混合的方式进行混合，然后再用V型混料机进行混合；

混料时，加入原料粉末质量3%的航空煤油，在V型混料机进行混合时，控制转速为100转/分钟、时间为3小时；

第三步：压制生坯。将充分混匀的原料粉末倒入模具中压制成型，压制参数为：压制压力500MPa，保压时间15秒。

第四步：样品烧结。将生坯放入钟罩式加压炉中烧结。烧结工艺为：烧结压力2MPa，温度600℃，保温保压1小时，烧结压力3MPa，温度700℃，保温保压1小时，烧结压力5MPa，温度940℃，保温保压3小时。

实施例2

第一步：配比称重。按照配方依次称取原料，按质量百分比计，电解铜粉58%、还原铁粉11%、电解镍5%、钨粉4%、石墨粉10%、碳化硼粉4%、氧化锆和氮化钛粉共计8%。

其中：电解铜粉的粒径为70~75微米、还原铁粉的粒径为70~75微米、电解镍的粒径为70~75微米、钨粉的粒径为70~75微米、石墨粉的粒径为150~170微米、碳化硼颗粒的粒径为5~8微米、氧化锆陶瓷颗粒粒径在4~8微米、氮化钛陶瓷颗粒粒径在12~15微米。

所用氧化锆与氮化钛陶瓷粉的质量比为5：3。

混料时，加入原料粉末质量3%的航空煤油，在V型混料机进行混合时，控制转速为150转/分钟、时间为4小时；

第四步：样品烧结。将生坯放入钟罩式加压炉中烧结。烧结工艺为：烧结压力2MPa，温度600℃，保温保压1小时，烧结压力3MPa，温度900℃，保温保压1小时，烧结压力5MPa，温度960℃，保温保压3小时。

实施例3

其制备方法与实验参数与实施例1基本一致，不同之处在于原料含量配比，按质量百分比计，电解铜粉54%、还原铁粉14%、电解镍3%、钨粉5%、石墨粉9%、碳化硼粉5%、氧化锆和氮化钛粉共计10%。

所用氧化锆与氮化钛陶瓷粉的质量比为1：1。

氧化锆陶瓷颗粒粒径在4~8微米、氮化钛陶瓷颗粒粒径在12~15微米。

实施例4

其制备方法与实验参数与实施例1基本一致，不同之处在于：

1.原料含量配比，按质量百分比计，电解铜粉52%、还原铁粉15%、电解镍4%、钨粉6%、石墨粉10%、碳化硼粉5%、氧化锆和氮化钛粉共计8%。

所用氧化锆与氮化钛陶瓷粉的质量比为5：3；

2.步骤二混料时，加入原料粉末质量3%的航空煤油，在V型混料机进行混合时，控制转速为50转/分钟、时间为1小时。

对比例1

其制备方法与实验参数与实施例1基本一致，不同之处在于在此例的配方中并未加入氮化钛作为摩擦组元，按质量百分比计，电解铜粉56%、还原铁粉15%、电解镍3%、钨粉2%、石墨粉14%、碳化硼粉2%、氧化锆粉8%，并且氧化锆陶瓷颗粒粒径在4~8微米。

对比例2

其制备方法与实验参数与实施例2基本一致，不同之处在于在于在此例中并未加入氧化锆作为摩擦组元；按质量百分比计，电解铜粉58%、还原铁粉11%、电解镍5%、钨粉4%、石墨粉10%、碳化硼粉4%、氮化钛粉8%，并且氮化钛陶瓷颗粒粒径在12~15微米左右。

对比例3

其制备方法与实验参数与实施例1基本一致，不同之处在于：按照配方依次称取原料，按质量百分比计，电解铜粉54%、还原铁粉15%、电解镍3%、钨粉2%、石墨粉14%、碳化硼粉2%、氧化锆和氮化钛粉共计10%。

其中氧化锆与氮化钛陶瓷粉质量比为1：1。氧化锆陶瓷颗粒粒径小于4微米左右，氮化钛陶瓷颗粒粒径在25~30微米左右。

对比例4

其制备方法与实施例4基本一致，不同之处在于：步骤二混料时，加入原料粉末质量5%的航空煤油，在V型混料机进行混合时，控制转速为300转/分钟、时间为8小时。

对比例5

其他条件和实施例1一致，不同之处在于：碳化硼颗粒的粒径为3~5微米、氧化锆陶瓷颗粒粒径在3~5微米，氮化钛陶瓷颗粒粒径在3~5微米。

对比例6

其他条件和实施例1一致，不同之处在于：烧结制度为一步烧结，烧结工艺为：烧结压力5 MPa，温度960 ℃，保温保压5小时。

实施例和对比例中，产品的摩擦模拟实验测试结果如表1所示。

如表1所示，实施例1与实施例2的平均摩擦系数均超过0.32，摩擦稳定系数均超过0.8。同时兼顾了较低的磨损率（铜基材料）与对偶件摩擦盘的损伤率。这表明实施例1与实施例2具备了适中且稳定的摩擦系数，同时综合摩擦性能也能满足实际应用需求。实施例3的摩擦系数超过0.40，但是摩擦稳定性低于0.8，这是因为氧化锆和氮化钛的复合陶瓷颗粒的含量过高，导致铜基材料摩擦系数增大，但是平稳度降低。对比例1中只含有氧化锆陶瓷，导致与基体结合度较差。摩擦系数较小。而对比例2中只含有氮化钛陶瓷，导致与基体结合度高，同时过量的氮化钛会与碳化硼形成化学扩散结合，所以平均摩擦系数较高。但是，所有的对比例均存在摩擦稳定性较差，磨损率偏高且对对偶件伤害较大等问题。同时，对比例3中，氧化锆陶瓷颗粒粒径过小而氮化钛陶瓷粒径过大，陶瓷组元粒径出现失配，虽然复合陶瓷整体含量增加导致摩擦系数升高，但是过小的氧化锆陶瓷颗粒无法在摩擦过程中实现磨粒磨损，导致摩擦稳定系数低。而对比例4中，球磨时间过长且球磨速率过高导致的颗粒破碎可能是引起摩擦系数降低的主要原因。从对比例5中可以得知，过于接近的粒径虽然可以在一定程度上提高摩擦稳定系数，但是也会造成摩擦系数的降低，这进一步说明了不同组元的成分单配与合适的粒径配比可以提升铜基材料的摩擦性能。而对比例6摩擦系数降低的主要原因是因为烧结制度为一步烧结，过快的温升速率导致铜基材料在烧结过程中出现晶粒过分长大和缺陷增加等问题，这些情况会导致铜基材料力学性能下降，从而降低其摩擦磨损性能。

Claims

1.一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所用原料按质量百分比计，包括下述组分；

电解铜粉52~58%；

电解镍粉2~6%；

还原铁粉10~20%；

钨粉1~6%；

石墨粉8~15%；

碳化硼粉1~5%；

氧化锆-氮化钛陶瓷粉7~10%，其中氧化锆与氮化钛的质量比为8：0.5~0.5：8；

所用碳化硼颗粒尺寸1~10微米，氧化锆颗粒尺寸为1~10微米，氮化钛粉颗粒尺寸10~20微米，且氮化钛粉颗粒尺寸减去碳化硼颗粒尺寸大于等于4微米；

所述含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料通过下述步骤制备：

步骤一

按设计组分配取各原料；

步骤二

步骤三

将混合均匀的混合粉末加入模具压制成型，得到压制生坯，其中压制过程的工艺参数为：压力500~600MPa，保压时间20~30秒；

步骤四

将生坯放入加压炉中烧结，得到产品；所用烧结工艺的参数为：烧结压力1.5-2.5MPa，温度500~600℃，保温保压1~2小时，烧结压力2.5~3.5MPa，温度600~700℃，保温保压1~3小时，烧结压力3.5~5MPa，温度700~940℃，保温保压2~3小时。

2.根据权利要求1所述的一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：所用原料按质量百分比计，包括下述组分；

电解铜粉55~58%；

电解镍粉2~5%；

还原铁粉11~16%；

钨粉 2~4%；

石墨粉10~14%；

碳化硼粉2~4%；

氧化锆-氮化钛陶瓷粉7.5~8.5%，其中氧化锆与氮化钛的质量比为3:5~5:3。

3.根据权利要求1所述的一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：

碳化硼颗粒的粒径为2~5微米、氧化锆陶瓷颗粒粒径在3~5微米，氮化钛陶瓷颗粒粒径在10~15微米。

4.根据权利要求1所述的一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：

碳化硼颗粒的粒径为5~8微米、氧化锆陶瓷颗粒粒径在4~8微米、氮化钛陶瓷颗粒粒径在12~15微米。

5.根据权利要求2所述的一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：

所用原料按质量百分比计，由下述组分组成：电解铜粉56~58%、还原铁粉11~15%、电解镍3~5%、钨粉2~5%、石墨粉9~14%、碳化硼粉2~4%；氧化锆-氮化钛粉8%，其中氧化锆与氮化钛的质量比为3：5~5：3。

6.根据权利要求5所述的一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：

所用原料按质量百分比计，由下述组分组成：电解铜粉56%、还原铁粉15%、电解镍3%、钨粉2%、石墨粉14%、碳化硼粉2%；氧化锆-氮化钛粉8%，其中氧化锆与氮化钛的质量比为3：5；

或，所用原料按质量百分比计，由下述组分组成：电解铜粉58%、还原铁粉11%、电解镍5%、钨粉4%、石墨粉10%、碳化硼粉4%；氧化锆-氮化钛粉8%，其中氧化锆与氮化钛的质量比为5：3。

7.根据权利要求1所述的一种含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料，其特征在于：

电解铜粉的颗粒尺寸为60~80微米，还原铁粉的颗粒尺寸为60~80微米，电解镍粉的颗粒尺寸为60~80微米，钨粉的颗粒尺寸为60~80微米，石墨粉的颗粒尺寸120~180微米。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料的应用，其特征在于：包括将含陶瓷的铜基粉末冶金摩擦材料用作摩擦材料。