随着我国钻探技术逐渐向深部钻探发展,其对于钻机的提升能力的要求也在逐渐提高,本文结合深井钻机刹车片材料的性能要求,主要选择铜基粉末冶金摩擦材料作为基础来研究对深孔钻机粉末冶金刹片材料的性能的优化,同时在研究的过程中,参考了高速列车、飞机以及国内的一些重载机械的粉末冶金刹车片材料的配方与工艺,学习研究各组元对刹车片材料摩擦磨损性能的影响,通过对比实验,改变SiO₂和Al₂O₃的粒径大小,同时对作为基体组元的Cu粉和Fe粉进行粒径级配,制作材料试块并进行物理力学性能和摩擦磨损性能测试,研究这几种组元粒径变化对试块性能的影响,寻找变化规律,从而对配方的优化提供依据。研究表明:1.材料的孔隙度随着SiO₂与Al₂O₃的粒径增大而逐渐增大,同时SiO₂对材料的孔隙率的影响小于Al₂O₃对材料孔隙率的影响。2.随着SiO₂粒径的增大,材料的摩擦系数增大,同时磨损量也增大。两种粒径耦合添加到基体中,微/纳米粒径的组合效果最好。3.随着Al₂O₃的粒径增大,材料的摩擦系数增大,同时磨损量逐渐增大。由于莫氏硬度比SiO₂大,相同粒径的Al₂O₃和SiO₂,Al₂O₃的摩擦系数和磨损量要比SiO₂大。4.当纳米级别的SiO₂和微米级别的Al₂O₃共同添加基体中时,纳米颗粒强化铜基体,微米颗粒提供较高的摩擦系数,使材料的摩擦系数升高,磨损量降低。5.对粉末冶金材料的粉末进行粒径级配,可以使材料的性能得到优化,孔隙率减小,组织更加致密,摩擦组元可以更好的分布和镶嵌在基体中,材料的摩擦磨损性能得到优化,摩擦系数增大,磨损量减小。