[發明專利]一種粉末冶金連接材料及其使用方法

在審

• 申請號: 202011118227.8
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112342429A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 房沖;謝代義;鄒懷森
• 申請（專利權）人: 北京瑞斯福高新科技股份有限公司
• 主分類號: C22C9/05
• 分類號: C22C9/05;C22C1/10;C22C1/05;B22F3/02;B22F3/10
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;李闖

本發明公開了一種粉末冶金連接材料及其使用方法，該粉末冶金連接材料包括以下重量份的各組分：銅粉60～75份，鐵粉6～13份，鎳粉1～3份，錳粉11～22份，錫粉3～7份，石墨粉1～5份。其使用方法包括：將銅粉、鐵粉、鎳粉、錳粉、錫粉、石墨粉和航空煤油放入快速混料機內進行混合，制得連接材料粉末；將所述連接材料粉末與摩擦材料依次放入模腔，冷壓成型，制得壓坯；將所述壓坯與鍍銅金屬背板配合，并在還原性氣氛中燒結處理。本發明能夠在自身較大的成分、用量變化和較寬的燒結溫度波動范圍內，增加連接材料與金屬背板和摩擦材料的燒結強度，避免連接材料熔融產生的缺陷，確保產品質量穩定性，降低生產成本，提高生產效率。

技術領域

本發明涉及粉末冶金技術領域，尤其涉及一種粉末冶金連接材料及其使用方法。

背景技術

銅基粉末冶金閘片因其優異的導熱性能、良好的高溫穩定性、較高的熱容量和摩擦系數可調節等特點，在高速動車組領域得到了廣泛的應用，目前已成為高速動車組必不可少的關鍵制動部件。

隨著技術的進步和銅基摩擦材料的廣泛應用，銅基摩擦材料呈現出新的技術發展方向，主要體現在摩擦材料燒結壓力的降低并發展出無壓燒結工藝。相比于壓力燒結，無壓燒結一方面可以有效利用金屬粉末本身的摩擦性能，添加較少的硬質顆粒達到較高的摩擦系數，避免過多硬質顆粒的添加對制動盤的異常磨耗和金屬鑲嵌，有利于降低列車的運營維護成本；另一方面，無壓燒結提高了生產效率，降低了能源的消耗，符合經濟發展綠色環保的要求。

基于粉末冶金閘片在高速動車組列車上的成功應用，新一代普速客車CR200J“復興號”動力集中動車組采用了動力分散高速動車組相同結構的粉末冶金閘片。由于CR200J“復興號”動力集中動車組運營線路路況差，制動能量大和電制動功率低等因素，對摩擦材料與金屬背板的粘接強度提出了更高的要求，傳統以銅粉、銅錳合金粉或銅錫合金粉等為連接材料的無壓燒結工藝難以保證摩擦材料與金屬背板的良好粘接效果。主要表現為：無壓燒結主要依靠原子的擴散實現連接層與金屬背板和摩擦材料的燒結，為保證連接層與金屬背板和摩擦材料在燒結過程中達到足夠的接觸面積，連接層需添加合金元素以降低熔點最終形成液相燒結，提高連接層與金屬背板和摩擦材料的燒結強度。但短時的瞬時液相燒結，如銅錫合金粉，形成液相瞬間基本在金屬連接層內合金化，難以與金屬背板和摩擦材料反應，易導致連接材料與金屬背板和摩擦材料的連接強度不夠；長時的液相燒結，諸如銅錳合金粉，在燒結保溫階段均存在液相，液相易沿著金屬背板定位孔、金屬背板與摩擦材料配合面流出，產生不可修復的缺陷。此外，由于連接材料成分和用量的變化以及燒結溫度的波動，導致不同批次以至于同批次產品能同時表現為連接材料熔融溢出和燒結不充分的現象。因此，連接材料的成分、用量和生產工藝等需要嚴格的約束，極大地提高了產品的生產難度和生產成本。

發明內容

針對現有技術中的上述不足之處，本發明提供了一種粉末冶金連接材料及其使用方法。該粉末冶金連接材料能夠在自身較大的成分、用量變化和較寬的燒結溫度波動范圍內，增加連接材料與金屬背板和摩擦材料的燒結強度，避免連接材料熔融產生的缺陷，確保產品質量穩定性，降低生產成本，提高生產效率。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種粉末冶金連接材料，包括以下重量份的各組分：

銅粉60～75份，

鐵粉6～13份，

鎳粉1～3份，

錳粉11～22份，

錫粉3～7份，

石墨粉1～5份。

優選地，還包括：航空煤油；航空煤油的用量為所述銅粉、鐵粉、鎳粉、錳粉、錫粉、石墨粉重量之和的0.3％～0.8％。

優選地，所述銅粉為電解銅粉，呈枝晶狀，粒度為0～63μm。