[發明專利]一種制動閘片用粉末冶金摩擦材料及制備工藝

在審

• 申請號: 201710189591.5
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN107012358A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 劉瑞江
• 申請（專利權）人: 北京市瑞飛摩擦材料科技有限公司
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C30/02;C22C30/04;C22C32/00;C22C1/05;C22C1/10;B22F7/08
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技術領域

本發明涉及粉末冶金材料領域，尤其是涉及一種制動閘片用粉末冶金摩擦材料及制備工藝。

背景技術

高速列車是指最高行車速度達到或超過200 km/h的鐵路列車。我國高速鐵路和高速列車技術研究和建設經過了20多年的發展歷程，通過引進消化吸收再自我創新，掌握了時速200～250 km/h高速列車制造技術，自主研制生產了時速350 km/h高速列車。隨后，中國鐵路以時速350 km/h高速列車技術平臺為基礎，成功研制生產出新一代高速列車CRH380型高速列車，標志著世界高速列車技術發展到新水平。

高速列車的基礎制動系統是高速列車的關鍵部件。高速列車閘片的制動性能直接影響列車運營的安全性，從而對閘片的制動材料性能特別是摩擦學性能提出了更高的要求。隨著高速列車速度的提高，其制動功率與車速呈3次方關系。基礎制動系統必須能夠承擔高速列車產生的巨大制動負荷，并將動能轉化成熱能并耗散出去。制動元件的體積溫度將達到500 ℃以上，瞬時溫度甚至可達1000 ℃。國內外高速列車制動材料的研究方向朝著充分利用輪軌最大粘著系數、高耐熱度、高比強度、高耐熱沖擊、高摩擦系數方向發展。在200～250 km/h的動車組領域可以采用合成材料作為制動材料，如CRH1拖車制動閘片。而在更高速度的列車制動領域，傳統制動用摩擦材料如合成材料已逐步被粉末冶金摩擦材料所代替，國外250～300 km/h 高速閘片摩擦材料均采用粉末冶金摩擦材料。

與鑄鐵閘瓦和合成閘片相比，粉末冶金閘片具有優良的綜合性能，摩擦系數高，穩定性好及使用溫度高。尤其是在高負荷、高沖擊載荷狀態下，粉末冶金閘片是鑄鐵和合成閘片不可替代的。因此，隨著我國高速鐵路的蓬勃發展，研制出能夠滿足時速300 km/h及以上高速列車制動技術要求的粉末冶金摩擦材料顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種制動閘片用粉末冶金摩擦材料及制備工藝，制得的閘片具有良好的物理力學性能和穩定的摩擦磨損性能，以滿足時速300 km/h及以上高速列車的制動要求。

本發明為達到上述目的所采用的技術方案是：

一種制動閘片用粉末冶金摩擦材料及制備工藝，其特征在于：按重量百分比計算的組分銅41～61%、鐵9～14%、氧化鋯5～14%、錫1～5%、錳鐵2-6%、石墨9～18%、二硫化鉬2～7%、鉻鐵2～8%、鋯英石粉9～10%、碳化硅10～15%。

一種制動閘片用粉末冶金摩擦材料的制備工藝，該工藝包括以下步驟：

1.按質量百分比稱取粉末銅41～61%、鐵9～14%、氧化鋯5～14%、錫1～5%、錳鐵2-6%、石墨9～18%、二硫化鉬2～7%、鉻鐵2～8%、鋯英石粉9～10%、碳化硅10～15%。

2.將上述粉末摻入煤油后通過混料機攪拌均勻；將混合料壓制成壓坯；將壓坯在還原性氣氛或惰性氣氛下經過加壓高溫燒結，與支撐鋼背產生冶金結合，從而牢固固定在支撐鋼背上。

3.壓制工藝：采用模壓成型，壓制壓力為400～600 MPa。

4.燒結工藝為：將壓坯固定在支撐鋼背上，升溫至850～950 ℃，施加壓力1～4MPa，燒結時間為2～4 h。

5.燒結過程中通入還原性氣氛或惰性氣氛，所述氣氛為氫氣、氮氣或分解氨氣氛。

本發明的有益效果為：采用銅、鐵、錫、錳鐵等金屬組元進行優化組合，獲得一種具有高耐熱性、對其他組元形成良好包裹鑲嵌效果的金屬基體。采用氧化鋯、鉻鐵作為摩擦組元提供穩定的摩擦系數和滿足制動所需的制動力矩。采用石墨、二硫化鉬作為潤滑組元降低材料磨損率，防止磨損對偶。采用本發明提供的制備工藝制得的摩擦材料，可以獲得良好的物理力學性能和穩定的摩擦磨損性能，能夠滿足時速380 km/h高速列車的制動要求。

具體實施方式

實施例：本發明一種制動閘片用粉末冶金摩擦材料及制備工藝，其特征在于：按重量百分比計算的組分銅47%、鐵9%、氧化鋯5%、錫1%、錳鐵2%、石墨9%、二硫化鉬2%、鉻鐵2%、鋯英石粉10%、碳化硅15%。

一種制動閘片用粉末冶金摩擦材料的制備工藝，該工藝包括以下步驟：

1.按質量百分比稱取粉末銅47%、鐵9%、氧化鋯5%、錫1%、錳鐵2%、石墨9%、二硫化鉬2%、鉻鐵2%、鋯英石粉10%、碳化硅15%。

2.將上述粉末摻入煤油后通過混料機攪拌均勻；將混合料壓制成壓坯；將壓坯在還原性氣氛或惰性氣氛下經過加壓高溫燒結，與支撐鋼背產生冶金結合，從而牢固固定在支撐鋼背上。