[發明專利]一種用于列車剎車片的銅粉末復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110574566.5
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113294464A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 陳長紅
• 申請（專利權）人: 廣西榮昇新材料有限公司
• 主分類號: F16D69/02
• 分類號: F16D69/02;F16D69/04;C09K3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于列車剎車片的銅粉末復合材料及其制備方法，按照重量份數計，其原料包括：銅粉15～22份、碳化硅12～18份、改性二氧化硅6～10份、改性鱗片石墨10～15份、高碳鉻鐵顆粒7～11份、礦物質纖維12～20份和聚四氟乙烯纖維4～6份。制備方法包括稱量、配料、混料，混料使用雙罐三維擺動式混料機混料2.5～5h，混料機轉速為300～600r/min；混好料后進行冷壓工藝，其中冷壓壓力為480～600MPa，保壓時間為6～10min；將步驟S2中壓制好的物料放置在管式爐中，通入混合氣體，然后以升溫速率6～9℃/min升至800～900℃，并在該溫下保溫1.5～3h后隨爐冷卻。

技術領域

本發明屬于剎車片用銅復合材料技術領域，具體涉及一種用于列車剎車片的銅粉末復合材料及其制備方法。

背景技術

剎車片在列車的剎車系統中屬于最關鍵的安全制動零件，剎車效果的好壞都是剎車片起決定性作用，剎車片一般由鋼板、粘接隔熱層和摩擦塊構成，其中隔熱層是由不傳熱的材料組成，目的是隔熱。摩擦塊由摩擦材料、粘合劑組成，剎車時被擠壓在剎車盤或剎車鼓上產生摩擦，從而達到車輛減速剎車的目的。由于摩擦作用，摩擦塊會逐漸被磨損，一般來講成本越低的剎車片磨損得越快。摩擦材料使用完后要及時更換剎車片，否則鋼板與剎車盤就會直接接觸，最終會喪失剎車效果并損壞剎車盤，從而造成難以想象的后果。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于列車剎車片的銅粉末復合材料，按照重量份數計，其原料包括銅粉15～22份、碳化硅12～18份、改性二氧化硅6～10份、改性鱗片石墨10～15份、高碳鉻鐵顆粒7～11份、礦物質纖維12～20份和聚四氟乙烯纖維4～6份。

本發明的又一目的是提供一種用于列車剎車片的銅粉末復合材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

S1：按照上述配料比例進行稱量、配料、混料，混料使用雙罐三維擺動式混料機混料2.5～5h，混料機轉速為300～600r/min。

S2：混好料后進行冷壓工藝，其中冷壓壓力為480～600MPa，保壓時間為6～10min。

S3：將步驟S2中壓制好的物料放置在管式爐中，通入混合氣體，然后以升溫速率6～9℃/min升至800～900℃，并在該溫下保溫1.5～3h后隨爐冷卻。

進一步地，所述改性二氧化硅采用以下方法制備：1)將二氧化硅顆粒使用蒸餾水進行清洗5～8次，然后再用丙酮進行浸泡1.5～3h并攪拌，過濾，將其固體物質浸泡在鹽酸溶液中，攪拌2～4h。

2)將步驟S1中的物質干燥后加入到二氯化錫的鹽酸溶液中，攪拌30～45min后過濾，再將固體物質浸泡入二氯化鉛的鹽酸溶液中，攪拌30～50min，過濾，干燥。

更進一步地，所述二氧化硅顆粒的粒徑為100～300nm。

進一步地，所述改性鱗片石墨采用以下方法制備：(1)將鱗片石墨加入到丙酮溶液中攪拌1～2h后過濾，然后使用蒸餾水進行清洗3～6次。

(2)將高氯酸和磷酸混合，然后加入高錳酸鉀，緩慢攪拌30～50min后將步驟S1中的鱗片石墨加入到該混合液中，溫度升至45～60℃攪拌1.5～3h，過濾，用蒸餾水進行洗滌，干燥，然后在300～350℃下燒培15～25min。

進一步地，所述步驟S3中的混合氣體為體積比70％：30％的氬氣和氫氣混合氣體。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：本發明中，使用銅粉、碳化硅、改性二氧化硅、改性鱗片石墨、高碳鉻鐵顆粒、礦物質纖維和聚四氟乙烯纖維指為原料制備的復合材料在轉動速度從3m/s至18m/s時，其摩擦系數保持穩定，不會有大幅度的變化。

附圖說明

圖1為本發明實施例1制備的銅粉末復合材料在不同速率下平均摩擦系數曲線圖。

具體實施方式