一种高速列车用粉末冶金闸片摩擦块及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高速列车用粉末冶金闸片摩擦块及其制备方法，所述摩擦块包括镀铜背板和摩擦体，在所述镀铜背板和摩擦体之间还包括过渡层，所述过渡层分别与所述镀铜背板和摩擦体完全冶金熔合；所述镀铜背板由Q345B材料镀铜而成，所述过渡层由金属粉末和铜粉混合后烧结而成；在烧结时通过所述过渡层将所述镀铜背板和摩擦体粘接在一起。按照该方法所制备的摩擦块能够克服现有摩擦块中背板与摩擦体粘接强度低导致两者分离易脱落的缺点，提高了由该摩擦块制成的粉末冶金闸片的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及列车制动闸片
，尤其涉及一种高速列车用粉末冶金闸片摩擦块及其制备方法。
技术介绍
铁路是国家的重要基础设施，国民经济的大动脉和大众化的交通工具。为了满足我国国民经济建设需求，我国已实际运营高速动车组，为了保证高速动车组安全运行，必须具备稳定且良好的制动系统。在中国，制动闸片是高速列车制动系统的关键部件和易耗件，随着高速动车组运行速度的不断提高，列车的制动负荷也大幅增加，制动时闸片要将列车运行时产生的巨大动能通过摩擦转化为热能，所以要求闸片具有较高的机械强度、良好的耐热性和导热性、稳定的摩擦性能、较低的磨损以及对制动盘不产生异常沟状磨耗。现有技术中普遍使用的闸片有粉末冶金材料和高分子合成材料两类，合成材料因其强度低、耐热性差、热衰退严重，不能适用于时速300公里以上高速列车的制动要求；而铜基粉末冶金摩擦材料由于强度高、导热性能好，摩擦性能稳定等优点，是较为理想的闸片用制动材料。粉末冶金闸片中摩擦块为关键部件，其摩擦性能的好坏直接影响到安全保证和使用寿命，摩擦块主要由背板、过渡层、摩擦体三部分组成，但在现有技术中，由于闸片摩擦块各摩擦面积吸收能量不同导致偏磨，背板粘接强度低导致脱落，这些现象的产生会影响制动效率，降低闸片使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高速列车用粉末冶金闸片摩擦块及其制备方法，按照该方法所制备的摩擦块能够克服现有摩擦块中背板与摩擦体粘接强度低导致两者分离易脱落的缺点，提高了由该摩擦块制成的粉末冶金闸片的使用寿命。一种高速列车用粉末冶金闸片摩擦块，所述摩擦块包括镀铜背板和摩擦体，在所述镀铜背板和摩擦体之间还包括过渡层，所述过渡层分别与所述镀铜背板和摩擦体完全冶金熔合；所述镀铜背板由Q345B材料镀铜而成，所述过渡层由金属粉末和铜粉混合后烧结而成；在烧结时通过所述过渡层将所述镀铜背板和摩擦体粘接在一起。所述摩擦体中主要成分的重量百分比为：40～60％的Cu、10～25％的Fe、2～6％的MoS2、1～2％的B4C、5～10％的石墨、1～2％的W粉、10～20％的Cr-Fe粉、0.5～1.0％的Ni粉以及1～2％的莫来石。所述过渡层为10％的Mn-Cu合金，且所述过渡层的厚度为0.2～1mm。所述烧结过程具体包括：将压制完成后的摩擦块放入具有一定带速，一定烧结温度，并带有惰性保护气体的链带式气氛烧结炉内进行烧结。在所述链带式气氛烧结炉进行烧结处理时：所述链带速度为60mm/min，所述烧结温度为1000～1100℃，所述气氛为惰性保护气体Ar和还原性气体H2，且所述H2和Ar的比例为1:3。一种高速列车用粉末冶金闸片摩擦块的制备方法，所述方法包括：步骤1、将一定量的摩擦体粉料倒入模腔内，用搅拌叉将其搅匀，用预压工装压至限位；其中，所述摩擦体中主要成分的重量百分比为：40～60％的Cu、10～25％的Fe、2～6％的MoS2、1～2％的B4C、5～10％的石墨、1～2％的W粉、10～20％的Cr-Fe粉、0.5～1.0％的Ni粉以及1～2％的莫来石；步骤2、将一定量的过渡层粉倒入所述模腔内摩擦体粉料的上方，旋转刮板将其刮平；其中，所述过渡层为10％的Mn-Cu合金，且所述过渡层的厚度为0.2～1mm；步骤3、将镀铜背板按定位放入上压头或所述模腔内过渡层的上方，启动压机，调整压力至8～12MPa，并压制，待保压30～60秒后，抬起上压头取出压制好的摩擦块；其中，所述镀铜背板由Q345B材料镀铜而成；步骤4、将压制后的摩擦块放入链带式气氛烧结炉内进行烧结，得到所述高速列车用粉末冶金闸片摩擦块。在进行步骤1的操作前，还包括：向所述模腔内中喷涂脱模剂，所述脱模剂为ZnO，且所述脱模剂的加入量为所述摩擦体粉料重量的0.1％－0.2％。在步骤2中所述过渡层粉的重量为摩擦体粉料重量的7～8％。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，按照该方法所制备的摩擦块能够克服现有摩擦块中背板与摩擦体粘接强度低导致两者分离易脱落的缺点，过渡层分别与镀铜背板、摩擦体完全冶金熔合，减少了镀铜背板、摩擦体结合面之间的界面应力，摩擦块不易分层，大大提高了由该摩擦块制成的粉末冶金闸片的使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例所提供的高速列车用粉末冶金闸片摩擦块的结构示意图；图2为本专利技术实施例所述制备方法的流程示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面将结合附图对本专利技术实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本专利技术实施例所提供的高速列车用粉末冶金闸片摩擦块的结构示意图，所述摩擦块包括镀铜背板和摩擦体，在所述镀铜背板和摩擦体之间还包括过渡层，所述过渡层分别与所述镀铜背板和摩擦体完全冶金熔合；所述镀铜背板由Q345B材料镀铜而成，所述过渡层由金属粉末和铜粉混合后烧结而成，在烧结时通过所述过渡层将镀铜背板和摩擦体粘接在一起。具体来说，该过渡层可以为10％的Mn-Cu合金，且所述过渡层的厚度范围为0.2～1mm。具体实现中，该摩擦体可包括基本组元、摩擦组元和润滑组元，所述摩擦体中主要成分的重量百分比(wt.％)范围为：40～60％的Cu、10～25％的Fe、2～6％的MoS2、1～2％的B4C、5～10％的石墨、1～2％的W粉、10～20％的Cr-Fe粉、0.5～1.0％的Ni粉以及1～2％的莫来石。优选的，该摩擦体的主要成分的重量百分比进一步可以如下表所示：表1Cu粉FeMoS2B4C石墨W粉Cr-Fe粉Ni粉莫来石50～5510～123～41～25～61～210～120.5～0.71.6～2另外，上述镀铜背板的表面铜镀层厚度不小于2μm，其具体性能见下表2所示：表2进一步的，上述烧结过程具体包括：将压制完成后的摩擦块放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速列车用粉末冶金闸片摩擦块，其特征在于，所述摩擦块包括镀铜背板和摩擦体，在所述镀铜背板和摩擦体之间还包括过渡层，所述过渡层分别与所述镀铜背板和摩擦体完全冶金熔合；所述镀铜背板由Q345B材料镀铜而成，所述过渡层由金属粉末和铜粉混合后烧结而成；在烧结时通过所述过渡层将所述镀铜背板和摩擦体粘接在一起。

【技术特征摘要】
1.一种高速列车用粉末冶金闸片摩擦块，其特征在于，所述摩擦块包括镀铜背板和
摩擦体，在所述镀铜背板和摩擦体之间还包括过渡层，所述过渡层分别与所述镀铜背板
和摩擦体完全冶金熔合；
所述镀铜背板由Q345B材料镀铜而成，所述过渡层由金属粉末和铜粉混合后烧结而
成；
在烧结时通过所述过渡层将所述镀铜背板和摩擦体粘接在一起。
2.根据权利要求1所述高速列车用粉末冶金闸片摩擦块，其特征在于，所述摩擦体
中主要成分的重量百分比为：
40～60％的Cu、10～25％的Fe、2～6％的MoS2、1～2％的B4C、5～10％的石墨、1～2％的W
粉、10～20％的Cr-Fe粉、0.5～1.0％的Ni粉以及1～2％的莫来石。
3.根据权利要求1所述高速列车用粉末冶金闸片摩擦块，其特征在于，
所述过渡层为10％的Mn-Cu合金，且所述过渡层的厚度为0.2～1mm。
4.根据权利要求1所述高速列车用粉末冶金闸片摩擦块，其特征在于，所述烧结过
程具体包括：
将压制完成后的摩擦块放入具有一定带速，一定烧结温度，并带有惰性保护气体的
链带式气氛烧结炉内进行烧结。
5.根据权利要求4所述高速列车用粉末冶金闸片摩擦块，其特征在于，在所述链带
式气氛烧结炉进行烧结处理时：
所述链带速度为60mm/min，所述烧结温度为1000～1100℃，所述气氛为惰性保护气
体Ar和还原性气体H2，且所述H2和Ar的比例为1:3。

【专利技术属性】
技术研发人员：郭明海，
申请(专利权)人：北京瑞斯福高新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11