[发明专利]一种环保粉末冶金闸瓦及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环保粉末冶金闸瓦及其制备方法，以铁作为基体组元，通过加入铜粉、硼铁粉、锰铁粉、锡粉等强化组元，从而对基体组元进行强化；通过加入碳化硅、氧化铝等组元，从而增加闸瓦摩擦系数；通过加入石墨、二硫化钼等润滑组元，从而增加闸瓦磨损过程中表面的光滑度并减少对制动轮的磨损量。使用本技术方案制备的闸瓦，没有使用到可能产生有毒有害物质的元素，平均摩擦系数比合成闸瓦高，制动距离短，而且没有明显的热衰退现象，摩擦系数稳定且闸瓦以及制动轮的磨损量都较小。

技术领域

本发明属于高速列车制动技术领域，具体涉及一种粉末冶金闸瓦及其制备方法。

背景技术

国内列车向高速发展趋势的加强，其消耗部件一制动闸瓦的研制必须紧跟社会发展对工业环保要求。由于高速列车制动时，其动能绝大部分变为热能，使得制动闸瓦和制动轮摩擦表面温度较高，对摩擦材料的要求更加苛刻。在高速刹车过程中，闸瓦要承受较大的剪切力、较高的温度和压力，且不能产生危害人体健康的可能产生有毒有害气体的粉尘或化合物，这就对对闸片的性能提出了很高的要求。

目前高速列车制动使用的粉末冶金闸瓦为满足高耐磨性、导热性、摩擦性能等要求不同程度的使用了铅及其化合物、锌及其化合物、石棉等会产生有害物质的材料。因此制备出能适合高速列车制动系统应用的摩擦系数适中、耐磨性好、制动平稳和寿命长、能够满足环保要求的新型制动闸瓦成为当前研究工作者的当务之急。

发明内容

为克服部分粉末冶金闸瓦在高温下的有毒有害物质或粉尘的产生、摩擦系数不稳定的问题，本发明提供了一种环保粉末冶金闸瓦及其制备方法，旨在提供一种摩擦系数适中、耐磨、制动平稳、使用寿命长、不含有毒有害物质，能满足高速列车制动要求的粉末冶金闸瓦材料以及提供该高速列车用粉末冶金闸瓦的制备工艺。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种环保粉末冶金闸瓦，其特征在于：其摩擦体材料按质量百分比计算包括铁粉50～70％、铜粉8～12％、石墨5～15％、碳化硅2～6％、氧化铝2～6％、铋粉1～4％、硼铁1～3％、锰铁0.5～3％、二硫化钼1～5％、锡粉2～5％。上述各组分经充分混合后高温烧结而成。

2、根据权利要求1所述的一种环保粉末冶金闸瓦，其特征在于：所述各组元的微观性状分别为：铁粉纯度≥98％，粒度为20～75μm，海绵状；铜粉纯度≥99.5％，粒度为20～75μm，树枝状；石墨纯度≥92％，粒度为20～40μm，颗粒状；碳化硅纯度≥97％，粒度为50～63μm；氧化铝纯度≥98％，牌号为70#～100#；铋粉纯度≥99％，粒度为20～75μm，深灰色粉剂；硼铁纯度：硼≥14～19％，Fe余量，预合金粉；锰铁纯度：锰≥98％，粒度为20～45μm，预合金粉；二硫化钼纯度≥97％，黑色粉剂；锡粉纯度Sn≥99.5％，粉状。

3、一种如权利要求1或2所述的环保粉末冶金闸瓦的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)原材料的处理：将铜粉和铁粉进行还原处理，将石墨、碳化硅、二硫化钼进行烘干处理。

(2)按比例称取经步骤(1)处理后的各组成原料并放入混料机进行均匀混料，混料转速为30～60r/min，混料时间为6～12h。

(3)将步骤(2)混合均匀后的混合料，按闸瓦压制参数进行称料，倒入压制模具中，在400～500MPa的压制压力，经压制过程，制得压坯。

(4)将刹车块钢背进行吹砂处理。