高速列车用纤维增强铜基制动闸片及制备和摩擦制动性能制造技术

本发明专利技术一种高速列车用纤维增强铜基制动闸片及制备和摩擦制动性能，包括质量百分比为80‑98.5％的金属粉末，质量百分比为1‑15％的非金属粉末，质量百分比为0.5‑5％的纤维组元；非金属粉末中粒状石墨粉与鳞片石墨粉和金属粉末中的铬粉与高碳铬铁粉均按照比例添加，纤维组元为不同性质纤维混合使用。将上述粉末按比例混合均匀，冷压成形后热压烧结，得到铜基粉末冶金闸片。所得闸片按照低压低速，高压高速，高压高速连续紧急制动三阶段制动程序进行摩擦制动性能检测，检测方法能够反映出高速列车制动用铜基粉末冶金闸片的摩擦制动性能。该闸片在高速下具有较高的摩擦系数，摩擦系数稳定、衰减小，磨损量低以及对制动盘的损伤小优点。

Fiber Reinforced Copper Base Brake Pads for High Speed Trains and Their Fabrication and Friction Braking Performance

The invention relates to a fiber reinforced copper-based brake pad for high-speed train and its preparation and friction braking performance, including metal powder with a mass percentage of 80 98.5%, non-metallic powder with a mass percentage of 1 15% and fiber components with a mass percentage of 0.5 5%; chromium powder and high carbon ferrochromium powder in granular graphite powder and flake graphite powder in non-metallic powder are in accordance with the ratio. For example, the fiber components are mixed with different fibers. Copper-based powder metallurgical brake pads are obtained by mixing the above powders in proportion and sintering them by hot pressing after cold pressing. The obtained brake pads are tested according to the three-stage braking procedure of low-pressure, low-speed, high-pressure and high-speed continuous emergency braking. The test method can reflect the friction braking performance of copper-based powder metallurgy brake pads for high-speed train braking. The brake pad has the advantages of high friction coefficient at high speed, stable friction coefficient, low attenuation, low wear and little damage to the brake disc.

【技术实现步骤摘要】
高速列车用纤维增强铜基制动闸片及制备和摩擦制动性能
本专利技术属于粉末冶金摩擦材料制备
，尤其涉及一种高速列车用纤维增强铜基制动闸片及制备和摩擦制动性能。
技术介绍
高速列车基础制动装置一般采用盘形制动，利用闸片与制动盘相接触产生的摩擦力实现减速或停车。闸片与制动盘构成摩擦副，其中制动闸片是保证高速列车运行安全的关键部件，其性能优劣直接影响高速列车的制动性能、制动盘和闸片本身的使用寿命及列车的运行安全。随着列车运行速度的提高和载荷的增大，其对制动闸片的性能要求也越来越高。德国高铁ICE的最高速度达到406.9km/h,法国高铁TGV的V150超高速列车的试验行驶速度达到578.4km/h,日本高速列车稳定运行速度为300km/h，中国的复兴号高速列车组的稳定运行速度更是达到了350km/h。目前，高速列车制动用闸片主要是铜基粉末冶金闸片，这是由于铜基闸片具有优异的摩擦性能、优异的制动效果、以及良好的导热性能。但是，随着列车高速化，制动负荷越来越大，制动时产生的热能及热冲击也大大增加。摩擦表面铜在高挤压压力和高的温度下发生软化流动，造成摩擦系数在制动过程中产生较大的波动和明显的热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速列车用纤维增强铜基粉末冶金制动闸片，其特征在于：所述铜基粉末冶金制动闸片的组成成分包括金属粉末、非金属粉末和纤维组元；其中，所述金属粉末的质量百分比为80‑98.5％，非金属粉末的质量百分比为1‑20％，纤维组元的质量百分比为0.5‑5％。

【技术特征摘要】
1.一种高速列车用纤维增强铜基粉末冶金制动闸片，其特征在于：所述铜基粉末冶金制动闸片的组成成分包括金属粉末、非金属粉末和纤维组元；其中，所述金属粉末的质量百分比为80-98.5％，非金属粉末的质量百分比为1-20％，纤维组元的质量百分比为0.5-5％。2.根据权利要求1所述的纤维增强铜基粉末冶金制动闸片，其特征在于：所述金属粉末的各个组分的质量百分比为：铜粉：45-65％；铁粉：15-30％；锐钛矿型二氧化钛粉：1-10％；二硫化钼粉：1-5％；铬粉：1-10％；高碳铬铁粉：1-10％。所述铜粉的粒径为48-75μm，所述铁粉的粒径为45-150μm，所述二氧化钛粉的粒径为<10μm，所述二硫化钼粉的粒径为45-150μm，所述铬粉的粒径为10-48μm，所述高碳铬铁粉的粒径为10-48μm。3.根据权利要求1所述的纤维增强铜基粉末冶金制动闸片，其特征在于：所述非金属粉末的各个组分质量百分比为：片状石墨粉：1-10％；粒状石墨粉：1-10％；所述片状石墨粉的粒径为180-380μm，所述粒状石墨粉的粒径为106-300μm。4.根据权利要求1所述的纤维增强铜基粉末冶金制动闸片，其特征在于：所述纤维组元为刚性的氧化铝纤维或碳化硅纤维，柔性的碳纤维中的一种时：其中，当选用氧化铝纤维时，质量百分比为：1-5％；当选用碳化硅纤维或碳纤维时，质量百分比为：0.5-3％。5.根据权利要求4所述的纤维增强铜基粉末冶金制动闸片，其特征在于：所述纤维组元为刚性的氧化铝纤维或碳化硅纤维和柔性的碳纤维混合时：刚性的氧化铝纤维或者碳化硅纤维与柔性的碳纤维的比例为1:0.5-1:1，混合纤维的含量为1-4％。6.根据权利要求5所述的纤维增强铜基粉末冶金制动闸片，其特征在于，纤维状组元：氧化铝纤维：直径5-20μm，长度10-100μm；碳化硅纤维：直径0.1-0.5μm，长度10-50μm；碳纤维：直径0.2-0.6μm，长度5-50μm。7.根据权利要求6所述的纤维增强铜基粉末冶金制动闸片，其特征在于，其特征在于：刚性的氧化铝的长径比为5:1-20:1，刚性的碳化硅纤维或柔性的碳纤维的长径比为10:1-100:1。8.根据权利要求3所述纤维增强铜基粉末冶金制动闸片，其特征在于：所述粒状石墨粉与鳞片石墨粉的的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：章林，曲选辉，张鹏，吴佩芳，释迦才让，曹静武，付康习，
申请(专利权)人：北京科技大学，北京天宜上佳高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11