[發(fā)明專利]一種高速列車制動盤及制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710250531.X
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN106838065B
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鵬濤
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南世鑫新材料有限公司
• 主分類號: F16D65/12
• 分類號: F16D65/12;F16D69/02;C22C9/00;C22C9/06;C22C9/01;C22C9/10;C22C32/00;C22C21/10;C22F1/08;C22F1/053;C23C16/26
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

本發(fā)明涉及一種高速列車制動盤及制備方法和應(yīng)用；屬于特種制動盤開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。所述高速列車制動盤包括摩擦盤(1)和復(fù)合式雙層金屬骨架(2)；所述摩擦盤(1)的材質(zhì)為碳陶復(fù)合材料，復(fù)合式雙層金屬骨架(2)的材質(zhì)為通過熱壓復(fù)合的雙層金屬材料。所述組合式制動盤包括碳陶摩擦盤(1)和復(fù)合式雙層金屬骨架(2)；通過鉚接將碳陶摩擦盤(1)和復(fù)合式雙層金屬骨架(2)連接成一體。本發(fā)明所設(shè)計的制動盤應(yīng)用于高鐵時，其使用壽命明顯高于現(xiàn)有產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高速列車制動盤及制備方法和應(yīng)用；屬于特種制動盤開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高速列車制動盤是制動裝置中最為關(guān)鍵的部件之一。隨著列車的提速和制動工況下運(yùn)行條件的惡劣，巨大的制動熱負(fù)荷及熱沖擊會產(chǎn)生很大的溫度梯度，導(dǎo)致制動盤內(nèi)形成極大的熱應(yīng)力。因此，要求制動盤材料不僅具有穩(wěn)定、均勻的摩擦性能和較高的耐磨性能之外，還必須有較高的熱疲勞性能和導(dǎo)熱性能，低的彈性模量和熱膨脹系數(shù)，使得制動熱量能迅速逸散，以減少制動盤摩擦表面急冷急熱所形成的高熱應(yīng)力。

碳陶復(fù)合材料具有重量輕、抗熱衰退、抗熱震、耐磨損、耐高溫等優(yōu)異的性能，相比合金鋼制動材料，可大幅延長制動盤的使用壽命。實用新型專利CN 2039627933 U提出一種高速列車制動盤，包括鋼骨架和碳陶摩擦塊，其采用碳陶摩擦塊代替現(xiàn)有廣泛應(yīng)用的合金鋼制動盤摩擦層，減輕了列車簧下重量，降低了牽引功率耗損，同時提高了制動盤的熱機(jī)械性能，可以減少制動盤盤數(shù)。但是在剎車時，這類制動盤和閘片間接觸摩擦部位的溫度就上升，并且車輛速度越快溫升就越高。由于鋼背的導(dǎo)熱性和熱傳導(dǎo)性較差，散熱效果不好，使得制動盤受摩擦發(fā)熱后，造成接觸摩擦表面的燒蝕，而且摩擦副相互作用產(chǎn)生的熱應(yīng)力還會造成制動盤的熱蠕變和熱疲勞損壞。而且，鋼背的高密度限制了列車速度的進(jìn)一步提升，且導(dǎo)致列車運(yùn)行能耗增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明首次嘗試了復(fù)合式雙層金屬骨架替代鋼骨架，與碳陶復(fù)合材料互配后用做制動盤。

本發(fā)明一種高速列車制動盤，所述制動盤包括摩擦盤(1)和復(fù)合式雙層金屬骨架(2)；其特征在于：所述摩擦盤(1)的材質(zhì)為碳陶復(fù)合材料，所述復(fù)合式雙層金屬骨架(2)由銅基合金盤(2-1)和鋁基合金盤(2-2)構(gòu)成；所述銅基合金盤(2-1)的材質(zhì)為銅合金或彌散強(qiáng)化銅合金；所述鋁基合金盤(2-2)的材質(zhì)為鋁合金或彌散強(qiáng)化鋁合金；將摩擦盤(1)和復(fù)合式雙層金屬骨架(2)組裝后，得到高速列車制動盤；沿高速列車制動盤厚度的方向，所述銅基合金區(qū)域到摩擦盤(1)的最小距離小于鋁基合金區(qū)域到摩擦盤(1)的最小距離。

本發(fā)明一種高速列車制動盤，所述復(fù)合式雙層金屬骨架(2)由銅基合金盤(2-1)和鋁基合金盤(2-2)構(gòu)成；所述銅基合金盤(2-1)為銅合金或彌散強(qiáng)化銅合金；所述銅合金以質(zhì)量百分比計包括下述原料：

Ni 0.5～8wt％；

Cr 0.1～2wt％；

Mg 0～0.3wt％；

Sn 0～0.2wt％；

Al 0～8wt％；

Zn 0～1wt％；

Fe 0～3wt％；

Si 0～1.5wt％；

余量為Cu和不可避免雜質(zhì)；上述原料即為銅合金的原料和組分。

本發(fā)明一種高速列車制動盤，所述彌散強(qiáng)化銅合金以質(zhì)量百分比計包括下述原料：

水霧化Cu-Al合金粉；

Cu₂O粉末；

水霧化Cu-Al合金粉和Cu₂O粉末的質(zhì)量比65～85:1。