[發明專利]一種高速動車組用粉末冶金制動閘片材料及其制備工藝

有效

• 申請號: 200810031315.7
• 申請日: 2008-05-16
• 公開（公告）號: CN101280374A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 姚萍屏;熊翔;汪琳;白燕麟;何俊
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;B22F5/00;B22F3/16
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種高速動車組用粉末冶金制動閘片材料及其制備工藝。具體說是獲得了一種新型銅基粉末冶金制動閘片。

背景技術

隨著我國鐵路跨越式發展進程的深入，高速動車組的引進和國產化研制正逐步開展并進入實際運營。沒有制動就沒有高速。制動閘片是高速動車組制動裝置中的易耗件，需定期更換。粉末冶金制動閘片材料是高速動車組制動裝置中的關鍵材料之一，利用制動閘片材料與配對制動盤材料的摩擦力使高速動車組的動能轉變為熱能和其它形式的能量，散發到空氣中，從而使制動裝置達到制動的效果。

目前高速列車制動主要使用合成閘片和粉末冶金閘片，其中合成閘片由于使用溫度低，僅在通過特殊設計的結構上獲得使用，現有粉末冶金則存在制動力不足、可靠性差、使用壽命短和對制動盤損傷大等技術缺陷。因此制備出能適合高速列車應用的高性能長壽命的新型粉末冶金制動閘片材料尤為重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種高速動車組用粉末冶金制動閘片材料及其制備工藝，使得制得的閘片使用壽命和制動性能能滿足時速達250km/h及以上速度的高速動車組制動要求。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種高速動車組用粉末冶金制動閘片材料，其特征在于，其原料包括摻雜有錫、鐵合金組元的銅基粉末以及α碳化硅，各成分的質量百分比為：1～8錫、4～10鐵、50～80銅以及1～3α碳化硅。

其原料還包括6～12(質量百分比)石墨、1～8海砂、1～4三氧化二鋁、1～10硼鐵、1～5二硫化鉬以及2～8硅鐵。

一種制備高速動車組用粉末冶金制動閘片材料的工藝，其特征在于，包括以下步驟：

按如下質量百分比稱取各種粉末：4～10鐵、6～12石墨、1～8海砂、1～3α碳化硅、1～8錫、1～4三氧化二鋁、1～10硼鐵、1～5二硫化鉬、2～8硅鐵、余量為銅；混合均勻后摻入航空煤油和乳膠，混合均勻；將混合料經壓制得到壓坯；將壓坯固定于支撐鋼背上(可以通過有相對定位孔定位和固定)，經燒結得到粉末冶金制動閘片材料。

燒結過程為：燒結爐升溫到680～740℃的的過程中壓力為0.8～1.2MPa，再升溫到900～980℃的過程中壓力為1.8～2.2MPa，溫度達到900～980℃后保溫，保溫壓力為2.3～3.0MPa。

航空煤油和乳膠的體積比為3～5∶1，優選4∶1。摻入航空煤油和乳膠的外加量按總料重外加比例1～3ml/kg添加。

所述的燒結過程中往燒結爐通入氫氣保護。

所述將混合料壓制的壓力為350～600MPa。

支撐鋼背采用45號鋼板加工，加工后電鍍銅，電鍍層厚度為10～20μm。

有益效果：

本發明在材料設計方面，采用了鐵/錫等作為合金組元的銅基粉末冶金制動材料，獲得了新的剎車材料基體；并且采用α碳化硅獲得了制動需要的高摩擦系數及摩擦系數穩定性和高的制動力矩；采用梯度升溫和分階段加壓的加壓燒結工藝，保證剎車材料的致密化和材料各組元反應充分；本發明獲得的制動材料的主要物理機械性能見表1。本發明獲得的制動閘片能滿足時速達250km/h及以上速度的高速動車組制動要求(具體性能見實施例)。

表1制動材料主要物理機械性能

??密度(g/cm³)??孔隙度(％)??表觀硬度(HB)?抗彎強度(MPa)??5.6～6.2??＜1.5??10～40?60～80

具體實施方式