[发明专利]一种高速列车用粉末冶金闸片摩擦块及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及列车制动闸片技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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％。