[發明專利]一種含鉻熔滲粉及其在銅鉻硅改性炭/陶摩擦材料中的應用

在審

• 申請號: 201710259041.6
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107058915A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 李鵬濤
• 申請（專利權）人: 湖南鍇博新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C47/08
• 分類號: C22C47/08;C22C49/02;C22C49/14;C22C101/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 顏勇

本發明公開了一種含鉻熔滲粉及其在銅鉻硅改性炭/陶摩擦材料中的應用；屬于新材料技術領域。本發明設計的含鉻熔滲粉包含Cu、Cr、Si；其中Cu、Cr、Si的質量比為Cu∶Cr：Si＝(35～50)∶(25～55)：(40～60)。其應用為：首先對炭纖維預制體進行高溫熱處理后采用快速化學氣相滲透法和(或)樹脂浸漬/炭化進行致密化，制得低密度的炭/炭多孔體材料，然后采用非浸泡式熔融浸滲技術對炭/炭多孔體材料同時進行Si、Cr、Cu共滲，通過Si與C、Si與Cr及Si與Cu的反應復合成一體制得銅鉻硅改性炭/陶摩擦材料。本發明制備工藝簡單，所得產品性能優良，便于大規模的工業化應用。

技術領域

本發明公開了一種含鉻熔滲粉及其在銅鉻硅改性炭/陶摩擦材料中的應用；屬于新材料技術領域。

背景技術

列車制動盤材料曾采用過普通鑄鋼、普通鑄鐵、低合金鑄鐵等，此后又相繼研究開發了合金鑄鋼、鍛鋼、蠕墨鑄鐵等。鑄鐵制動盤強度低，在使用過程中容易產生疲勞裂紋；鑄鋼盤也存在摩擦表面熱裂紋和制動盤容易變形脫落等問題；合金鍛鋼制動盤在長期使用過程中，由于熱疲勞、高溫蠕變、高溫氧化及磨損等外載效應作用，容易發生龜裂、磨損和裂紋擴展破壞。

由于列車速度的不斷提高及輕量化的需要，盤形制動裝置性能須進一步高速化、輕量化，傳統的摩擦材料難以滿足，為此研究開發了高耐熱性、低密度炭/炭摩擦材料和炭/陶摩擦材料。

炭/炭摩擦材料密度低、制動能量高，同時具有優異的抗熱沖擊性和高溫強度。上世紀八十年代，日本鐵道綜合技術研究所對炭/炭復合材料制動盤進行了大量的實驗室試驗，并在新干線上進行了裝車試運行；同期，法國在下一代的TGV高速列車上進行了炭/炭復合材料制動盤的裝車實驗。但炭/炭摩擦材料仍存在濕態下摩擦系數穩定性差、制造成本昂貴、運營成高等問題。

針對炭/炭摩擦材料上述問題，人們開發出炭/陶摩擦材料。炭/陶摩擦材料是在炭/炭摩擦材料基礎上浸滲硅，使其表面產生化學穩定性高的SiC，其內部碳纖維承載。炭/陶摩擦材料具有材料化學穩定性高、摩擦特性良好的優點，解決了在炭/炭摩擦材料高熱環境條件下氧化導致摩擦因數降低的難題。然而由于炭/陶摩擦材料導熱系數較低，高速制動時摩擦面會出現局部溫度過高，從而導致摩擦系數不穩定。為此發明人發明了“一種銅硅合金改性炭/陶摩擦材料的制備方法”(申請號201010300558.3)，采用非浸泡式熔融浸滲的方法制得材料，通過銅硅合金來提高材料的導熱性能。然而，上述發明雖通過基體中引入高熱導率的銅或銅硅合金較大程度上提高了材料的導熱性，但仍存在以下幾個問題：(1)銅硅合金改性炭/陶摩擦材料雖能夠滿足300～350km/h高速列車制動要求，但是隨著制動速度的進一步提高，銅硅合金受制動高溫影響將出現反滲，致使材料強度和摩擦系數大幅度降低，同時材料磨耗量大幅增加。(2)銅硅合金改性炭/陶摩擦材料制備過程中未能抑制基體中SiC顆粒長大，粗大的SiC顆粒在高速制動時易剝落夾雜在摩擦表面損傷對偶。(3)由于銅硅合金硬度較低且其對C的潤濕性較差，制備較大尺寸制動盤過程中，銅硅合金熔滲均一差，加工難度大。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種含鉻熔滲粉及其在銅鉻硅改性炭/陶摩擦材料中的應用。

本發明一種含鉻熔滲粉，所述含鉻熔滲粉包含Cu、Cr、Si；其中Cu、Cr、Si的質量比為Cu∶Cr：Si＝(35～50)∶(25～55)：(40～60)。

本發明一種含鉻熔滲粉，所述含鉻熔滲粉由Cu、Cr、Si按質量比(35～50)∶(25～55)：(40～60)組成。

作為優選方案，本發明一種含鉻熔滲粉，按重量比，Cu∶Cr：Si＝(35～45)∶25：(40～45)。

作為進一步的優選方案，本發明一種含鉻熔滲粉，按重量比，Cu∶Cr：Si＝45∶25：40。

作為進一步的優選方案，本發明一種含鉻熔滲粉，按重量比，Cu∶Cr：Si＝35∶25：45。