一种用于列车刹车片的铜粉末复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于列车刹车片的铜粉末复合材料及其制备方法，按照重量份数计，其原料包括：铜粉15～22份、碳化硅12～18份、改性二氧化硅6～10份、改性鳞片石墨10～15份、高碳铬铁颗粒7～11份、矿物质纤维12～20份和聚四氟乙烯纤维4～6份。制备方法包括称量、配料、混料，混料使用双罐三维摆动式混料机混料2.5～5h，混料机转速为300～600r/min；混好料后进行冷压工艺，其中冷压压力为480～600MPa，保压时间为6～10min；将步骤S2中压制好的物料放置在管式炉中，通入混合气体，然后以升温速率6～9℃/min升至800～900℃，并在该温下保温1.5～3h后随炉冷却。

【技术实现步骤摘要】
一种用于列车刹车片的铜粉末复合材料及其制备方法
本专利技术属于刹车片用铜复合材料
，具体涉及一种用于列车刹车片的铜粉末复合材料及其制备方法。
技术介绍
刹车片在列车的刹车系统中属于最关键的安全制动零件，刹车效果的好坏都是刹车片起决定性作用，刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成，其中隔热层是由不传热的材料组成，目的是隔热。摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成，刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的。由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，一般来讲成本越低的刹车片磨损得越快。摩擦材料使用完后要及时更换刹车片，否则钢板与刹车盘就会直接接触，最终会丧失刹车效果并损坏刹车盘，从而造成难以想象的后果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于列车刹车片的铜粉末复合材料，按照重量份数计，其原料包括铜粉15～22份、碳化硅12～18份、改性二氧化硅6～10份、改性鳞片石墨10～15份、高碳铬铁颗粒7～11份、矿物质纤维12～20份和聚四氟乙烯纤维4～6份。本专利技术的又一目的是提供一种用于列车刹车片的铜粉末复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：S1：按照上述配料比例进行称量、配料、混料，混料使用双罐三维摆动式混料机混料2.5～5h，混料机转速为300～600r/min。S2：混好料后进行冷压工艺，其中冷压压力为480～600MPa，保压时间为6～10min。S3：将步骤S2中压制好的物料放置在管式炉中，通入混合气体，然后以升温速率6～9℃/min升至800～900℃，并在该温下保温1.5～3h后随炉冷却。进一步地，所述改性二氧化硅采用以下方法制备：1)将二氧化硅颗粒使用蒸馏水进行清洗5～8次，然后再用丙酮进行浸泡1.5～3h并搅拌，过滤，将其固体物质浸泡在盐酸溶液中，搅拌2～4h。2)将步骤S1中的物质干燥后加入到二氯化锡的盐酸溶液中，搅拌30～45min后过滤，再将固体物质浸泡入二氯化铅的盐酸溶液中，搅拌30～50min，过滤，干燥。更进一步地，所述二氧化硅颗粒的粒径为100～300nm。进一步地，所述改性鳞片石墨采用以下方法制备：(1)将鳞片石墨加入到丙酮溶液中搅拌1～2h后过滤，然后使用蒸馏水进行清洗3～6次。(2)将高氯酸和磷酸混合，然后加入高锰酸钾，缓慢搅拌30～50min后将步骤S1中的鳞片石墨加入到该混合液中，温度升至45～60℃搅拌1.5～3h，过滤，用蒸馏水进行洗涤，干燥，然后在300～350℃下烧培15～25min。进一步地，所述步骤S3中的混合气体为体积比70％：30％的氩气和氢气混合气体。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术中，使用铜粉、碳化硅、改性二氧化硅、改性鳞片石墨、高碳铬铁颗粒、矿物质纤维和聚四氟乙烯纤维指为原料制备的复合材料在转动速度从3m/s至18m/s时，其摩擦系数保持稳定，不会有大幅度的变化。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的铜粉末复合材料在不同速率下平均摩擦系数曲线图。具体实施方式下面对本专利技术实施例作具体详细的说明，本实施例在本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。实施例1一种用于列车刹车片的铜粉末复合材料的制备方法，按照重量份数计，其原料包括铜粉15份、碳化硅12份、改性二氧化硅6份、改性鳞片石墨10份、高碳铬铁颗粒7份、矿物质纤维12份和聚四氟乙烯纤维4份。具体包括以下步骤：S1：按照上述配料比例进行称量、配料、混料，混料使用双罐三维摆动式混料机混料2.5h，混料机转速为300r/min。S2：混好料后进行冷压工艺，其中冷压压力为480MPa，保压时间为6min。S3：将步骤S2中压制好的物料放置在管式炉中，通入体积比70％：30％的氩气和氢气混合气体，然后以升温速率6℃/min升至800℃，并在该温下保温1.5h后随炉冷却。所述改性二氧化硅采用以下方法制备：1)将粒径为100nm的二氧化硅颗粒使用蒸馏水进行清洗5次，然后再用丙酮进行浸泡1.5h并搅拌，过滤，将其固体物质浸泡在盐酸溶液中，搅拌2h。2)将步骤S1中的物质干燥后加入到二氯化锡的盐酸溶液中，搅拌30min后过滤，再将固体物质浸泡入二氯化铅的盐酸溶液中，搅拌30min，过滤，干燥。所述改性鳞片石墨采用以下方法制备：(1)将鳞片石墨加入到丙酮溶液中搅拌1h后过滤，然后使用蒸馏水进行清洗3次。(2)将高氯酸和磷酸混合，然后加入高锰酸钾，缓慢搅拌30min后将步骤S1中的鳞片石墨加入到该混合液中，温度升至45℃搅拌1.5h，过滤，用蒸馏水进行洗涤，干燥，然后在300℃下烧培15min。实施例2一种用于列车刹车片的铜粉末复合材料的制备方法，按照重量份数计，其原料包括铜粉22份、碳化硅18份、改性二氧化硅10份、改性鳞片石墨15份、高碳铬铁颗粒11份、矿物质纤维20份和聚四氟乙烯纤维6份。具体包括以下步骤：S1：按照上述配料比例进行称量、配料、混料，混料使用双罐三维摆动式混料机混料5h，混料机转速为600r/min。S2：混好料后进行冷压工艺，其中冷压压力为600MPa，保压时间为10min。S3：将步骤S2中压制好的物料放置在管式炉中，通入体积比70％：30％的氩气和氢气混合气体，然后以升温速率9℃/min升至900℃，并在该温下保温3h后随炉冷却。所述改性二氧化硅采用以下方法制备：1)将粒径为300nm的二氧化硅颗粒使用蒸馏水进行清洗8次，然后再用丙酮进行浸泡3h并搅拌，过滤，将其固体物质浸泡在盐酸溶液中，搅拌4h。2)将步骤S1中的物质干燥后加入到二氯化锡的盐酸溶液中，搅拌45min后过滤，再将固体物质浸泡入二氯化铅的盐酸溶液中，搅拌50min，过滤，干燥。所述改性鳞片石墨采用以下方法制备：(1)将鳞片石墨加入到丙酮溶液中搅拌2h后过滤，然后使用蒸馏水进行清洗6次。(2)将高氯酸和磷酸混合，然后加入高锰酸钾，缓慢搅拌50min后将步骤S1中的鳞片石墨加入到该混合液中，温度升至60℃搅拌3h，过滤，用蒸馏水进行洗涤，干燥，然后在350℃下烧培25min。实施例3一种用于列车刹车片的铜粉末复合材料的制备方法，按照重量份数计，其原料包括铜粉18份、碳化硅14份、改性二氧化硅7份、改性鳞片石墨12份、高碳铬铁颗粒8份、矿物质纤维15份和聚四氟乙烯纤维5份。具体包括以下步骤：S1：按照上述配料比例进行称量、配料、混料，混料使用双罐三维摆动式混料机混料3h，混料机转速为400r/min。S2：混好料后进行冷压工艺，其中冷压压力为500MPa，保压时间为8min。S3：将步骤S2中压制好的物料放置在管式炉中，通入体积比70％：30％的氩气和氢气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于列车刹车片的铜粉末复合材料，其特征在于，按照重量份数计，其原料包括：铜粉15～22份、碳化硅12～18份、改性二氧化硅6～10份、改性鳞片石墨10～15份、高碳铬铁颗粒7～11份、矿物质纤维12～20份和聚四氟乙烯纤维4～6份。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于列车刹车片的铜粉末复合材料，其特征在于，按照重量份数计，其原料包括：铜粉15～22份、碳化硅12～18份、改性二氧化硅6～10份、改性鳞片石墨10～15份、高碳铬铁颗粒7～11份、矿物质纤维12～20份和聚四氟乙烯纤维4～6份。


2.根据权利要求1所述的一种用于列车刹车片的铜粉末复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1：按照上述配料比例进行称量、配料、混料，混料使用双罐三维摆动式混料机混料2.5～5h，混料机转速为300～600r/min；
S2：混好料后进行冷压工艺，其中冷压压力为480～600MPa，保压时间为6～10min；
S3：将步骤S2中压制好的物料放置在管式炉中，通入混合气体，然后以升温速率6～9℃/min升至800～900℃，并在该温下保温1.5～3h后随炉冷却。


3.根据权利要求1所述的一种用于列车刹车片的铜粉末复合材料的制备方法，其特征在于，所述改性二氧化硅采用以下方法制备：
1)将二氧化硅颗粒使用蒸馏水进行清洗5～8次，然后再用丙酮进行浸泡1.5～3h并搅拌，过...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈长红，
申请(专利权)人：广西荣昇新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45