[發明專利]一種多孔網狀陶瓷增強鋼鐵基復合剎車塊的制備方法

有效

• 申請號: 201811211081.4
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109261941B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 李燁飛;陳璐;鄭巧玲;王娟;鄭開宏;陳志;高義民
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;廣東省材料與加工研究所
• 主分類號: B22D23/04
• 分類號: B22D23/04;C22C37/10;C22C37/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種多孔網狀陶瓷增強鋼鐵基復合剎車塊的制備方法，將TiB₂粉末與添加劑混合后加入去離子水中充分攪拌制得陶瓷漿料懸浮液；將有機泡沫體浸漬在陶瓷漿料中，將浸漬后的有機泡沫體干燥后經高溫燒結得到多孔網狀TiB₂預制體；最后采用鑄滲工藝對制備的多孔網狀TiB₂預制體澆注金屬液，經冷卻脫模后制得多孔網狀陶瓷增強鋼鐵基復合剎車塊體。本發明制備的復合剎車塊摩擦系數高，熱膨脹系數低，剎車塊內部受力均勻，強度和韌性增強,服役壽命提高。

技術領域

本發明屬于耐磨材料制備技術領域，具體涉及一種多孔網狀陶瓷增強鋼鐵基復合剎車塊的制備方法。

背景技術

隨著我國高速鐵路的快速發展，對列車的制動性能提出了更嚴格的要求，制動系統中剎車塊的性能好壞對列車制動效果有著非常大的影響。目前列車的緊急制動主要是依靠車輛制動系統中的制動盤和剎車塊摩擦副的摩擦實現的，剎車塊材料應具有耐熱性強、磨損量小、摩擦系數高、機械強度高等特點。多孔網狀TiB₂陶瓷增強鋼鐵基復合剎車塊是通過鑄造的方式進行冶金熔煉，鑄造出具有強耐熱性、高摩擦系數和低磨損量的新型材料。

現有剎車塊主要采用整體鑄鐵材料制備，或者復合材料進行制備，存在耐熱性較差，服役過程中磨損量較大，機械強度較低，進而導致服役壽命低等缺點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種多孔網狀陶瓷增強鋼鐵基復合剎車塊的制備方法，使復合材料的摩擦磨損性能得到進一步提高。

本發明采用以下技術方案：

一種多孔網狀陶瓷增強鋼鐵基復合剎車塊的制備方法，將TiB₂粉末與添加劑混合后加入去離子水中充分攪拌制得陶瓷漿料懸浮液；將有機泡沫體浸漬在陶瓷漿料懸浮液中，將浸漬后的有機泡沫體干燥后經高溫燒結得到多孔網狀TiB₂預制體；最后采用鑄滲工藝對制備的多孔網狀TiB₂預制體澆注金屬液，經冷卻脫模后制得多孔網狀陶瓷增強鋼鐵基復合剎車塊體。

可選的，TiB₂粉末占陶瓷漿料總質量的60～80％，添加劑占陶瓷漿料總質量的10～30％，去離子水占10～25％。

進一步的，添加劑包括不銹鋼粉、檸檬酸銨、羧甲基纖維素和硅溶膠。

進一步的，不銹鋼粉占添加劑質量的60～80％，檸檬酸銨占添加劑質量的5～8％，羧甲基纖維素占添加劑質量的4～6％，硅溶膠占添加劑質量的10～30％。

可選的，有機泡沫體為軟質聚氨酯，在陶瓷漿料懸浮液中浸漬1～5min后取出并擠出多余漿料。

進一步的，軟質聚氨酯的孔徑為5～50PPI。

可選的，高溫燒結處理具體為：自室溫以1～2℃/min的升溫速率升至600～800℃并保溫30～60min，然后以5～10℃/min的升溫速率升溫至1000～1200℃，再以2～5℃/min的升溫速率升至1550～1600℃燒結1～3h，隨爐冷卻得到多孔網狀TiB₂預制體。

可選的，金屬液為用于制造剎車塊的HT250。

可選的，金屬液按質量百分比包括如下：C占3.5％～3.6％，Si占1.5％～2.0％，Mn占0.5％～1.0％，Cr占0.3％～0.5％，余量為Fe和其他不可避免的雜質。

與現有技術相比，本發明至少具有以下有益效果：