高速列车耐摩擦制动片及其制备方法技术

高速列车耐摩擦制动片及其制备方法属于列车高温耐磨闸片装置及其制备方法领域，该制动片包括基材润滑导热体和分布其中的多个耐磨体晶块阵列层。本发明专利技术的高速列车制动闸片具有优良耐磨性能和导热性能，耐磨体晶块阵列层与基材润滑导热体烧结后，形成具有特殊应力和热传导结构的非均一化复合新材料，将不同的功能相进行分离与组合，通过耐磨相提高制动材料使用寿命，通过导热相提高热传导性能，实现结构的相互独立与功能的相互补充，可成为提高高铁制动材料使用性能的可行途径。

Friction resistant brake pad of high speed train and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
高速列车耐摩擦制动片及其制备方法
本专利技术属于列车高温耐磨闸片装置及其制备方法领域，具体涉及一种高速列车耐摩擦制动片及其制备方法。
技术介绍
在高铁列车的制动过程中，高速运行的动能会在轮盘与闸片之间转化为大量的摩擦热，导致制动闸片产生高温，闸片的结构强度或散热效率不足，均可能导致其崩裂甚至失效，从而影响行车安全。现有的高速列车制动闸片通常分为三层，其闸片的最内层的铜材质基座作为散热盘，闸片的最外层为密度均匀的硬质合金耐磨层，基座耐磨层之间通过导热性能较好的石墨层连接，硬质合金耐磨层为在铁材质中均布陶瓷颗粒。然而，此类现有的耐磨层虽然可以基本满足闸片的硬度需求，但其耐磨层中均一化的陶瓷颗粒密度分布结构削弱了耐磨层自身的热传导速率，无法将其摩擦热迅速传导至石墨层和铜材质基座，并且，耐磨层与石墨层之间连接强度相对较弱，是闸片整体结构上的薄弱环节。因此，闸片的结构设计对保障其结构强度和耐热性，以及延长闸片的使用寿命，保证高铁制动的可靠性和安全性都具有非常重要的意义。另一方面，将弹丸状的原料装在多个料斗内，通过控制料斗出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高速列车耐摩擦制动片，其特征在于：该制动片包括基材润滑导热体(1)和分布其中的多个耐磨体晶块阵列层(2)，多个耐磨体晶块阵列层(2)彼此按间距值H层叠布置，每个耐磨体晶块阵列层(2)均由多个六角磨球团块(2-1)按边长为L的正方形阵列而成；/n所述基材润滑导热体(1)由基材润滑导热体矩形棱柱毛坯(3)切割而成，基材润滑导热体(1)的上、下端面为彼此平行的导热体上端面s和导热体下端面t，耐磨体晶块阵列层(2)与导热体上端面s或导热体下端面t所呈的锐角夹角为θ；/n所述六角磨球团块(2-1)包括质心按正六边形图案布置的六个三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)，其正六边形图案的外接圆半径为R；三轴椭...

【技术特征摘要】
1.高速列车耐摩擦制动片，其特征在于：该制动片包括基材润滑导热体(1)和分布其中的多个耐磨体晶块阵列层(2)，多个耐磨体晶块阵列层(2)彼此按间距值H层叠布置，每个耐磨体晶块阵列层(2)均由多个六角磨球团块(2-1)按边长为L的正方形阵列而成；
所述基材润滑导热体(1)由基材润滑导热体矩形棱柱毛坯(3)切割而成，基材润滑导热体(1)的上、下端面为彼此平行的导热体上端面s和导热体下端面t，耐磨体晶块阵列层(2)与导热体上端面s或导热体下端面t所呈的锐角夹角为θ；
所述六角磨球团块(2-1)包括质心按正六边形图案布置的六个三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)，其正六边形图案的外接圆半径为R；三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)是椭球体，其长轴为a，一个短轴为b，另一个短轴为c；
所述同一个六角磨球团块(2-1)内的六个三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)的长轴a均平行。


2.如权利要求1所述的高速列车耐摩擦制动片，其特征在于：同一个六角磨球团块(2-1)内的六个三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)的长轴a均平行于基材润滑导热体矩形棱柱毛坯(3)的x轴方向，且三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)的尺寸参数满足下式：



式中：短轴c为4mm，长轴a为5mm，且长轴a的长度是短轴b长度值的二倍。


3.如权利要求2所述的高速列车耐摩擦制动片，其特征在于：所述夹角θ的取值范围是7.5°至15°；H＝4c；


4.如权利要求3所述的高速列车耐摩擦制动片，其特征在于：所述三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)的材质为铁锰合金，其铁锰合金中各成分的质量百分含量为：96.13％的铁、1.43％的锰、0.7％的铬、0.62％的硅、0.43％的镍、0.39％的钼、0.21％的硼、0.049％的钛、0.025％的磷和0.016％的硫；所述基材润滑导热体矩形棱柱毛坯(3)的材质为铜锡合金，其铜锡合金中各成分的质量百分含量为：92.14％的铜、4.53％的锡、1.21％的锌、0.97％的镍、0.51％的铝、0.38％的铅和0.26％的磷。


5.如权利要求1至4的任意一项所述的高速列车耐摩擦制动片的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一：将基材润滑导热体矩形棱柱毛坯(3)所需铜锡合金各个组分材料的单质颗粒按质量百分含量92.14％的铜、4.53％的锡、1.21％的锌、0.97％的镍、0.51％的铝、0.38％的铅、0.26％的磷的配方比例混合，并用300转/分钟的球磨机球磨1.5小时，制得基材润滑导热体矩形棱柱毛坯(3)的原料粉末；
步骤二：制备三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)的原料粉末，其具体包括如下子步骤：
步骤2.1：按照质量百分含量96.13％的铁、1.43％的锰、0.7％的铬、0.62％的硅、0.43％的镍、0.39％的钼、0.21％的硼、0.049％的钛、0.025％的磷和0.016％的硫的锰铁合金配方比例分别准备三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)所需的各个组分材料的单质颗粒；
步骤2.2：将步骤2.1所述三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)组分材料中的钛颗粒和硼单质颗粒率先单独混合，并用500转/分钟的球磨机球磨2小时，制得硼钛混合粉末；
步骤2.3：将步骤2.2所得硼钛混合粉末与步骤2.1中除钛颗粒和硼单质颗粒之外的其它余量组分混合，并通过搅拌机进行机械混粉，混料机转速为100转/分钟，混料时间为1小时，从而制得三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)的原料粉末；
步骤三：批量制作三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)的珠粒，其具体包括如下子步骤：
步骤3.1：通过粉末热辊压成形工艺将步骤2.3所得的三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)原料粉末制成符合尺寸参数的三轴椭球磨球体毛坯料珠粒；辊压压强为25MPa-50Mpa；
步骤3.2：用真空烧结方式对步骤3.1所得三轴椭球磨球体毛坯料珠粒进行烧结，烧结温度为750℃，烧结时间为2小时，冷却方式为随炉冷却，冷却时间为8至12小时，从而制得所需的三轴椭球磨球体珠粒(2-1-1)的珠粒；
步骤四：制作基材润滑导热体矩形棱柱毛坯(3)，其具体包括如下子步骤：
步骤4.1：在高度为H1的矩形箱体模具内平铺第一层步骤一所述的基材润滑导热体矩形棱柱毛坯(3)的原料粉末，且其原料粉末的铺设...

【专利技术属性】
技术研发人员：田宇，鲍洪阳，刘殿卫，
申请(专利权)人：中车长春轨道客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22