[发明专利]一种应用复合材料过渡层的高铁闸片摩擦块及其制备方法

说明书

本发明涉及一种应用复合材料过渡层的高铁闸片摩擦块及其制备方法，包括依次连接的钢背、复合材料过渡层、摩擦材料，所述复合材料过渡层与摩擦材料采用相同的金属元素与配比，所述复合材料过渡层按重量份比由以下原料组成，金属粉70～100、非金属粉1～30，所述非金属粉包括无机非金属粉。本发明的复合材料过渡层连接摩擦材料与钢背，能使摩擦材料和钢背牢固结合，加入了少量无机非金属粉，使复合材料过渡层与摩擦材料的热膨胀性相当，降低复合材料过渡层与摩擦材料由于热膨胀性不同而产生裂纹的影响，也降低了在刹车过程中摩擦材料与钢背分离的风险。

技术领域

本发明涉及一种应用复合材料过渡层的高铁闸片摩擦块及其制备方法，属于粉末冶金材料领域。

背景技术

近年来，我国高速铁路发展迅猛，取得了举世瞩目的成就。自2008年以来到2017年底，不到10年的时间，我国高速铁路运营里程已超过2.6万千米，预计2020年，将达到3万千米。为适应高速列车更快速、更安全的发展要求，高速列车制动材料应具备稳定的摩擦系数，优良的耐磨性等特性，目前300km/h及以上的高速列车均采用粉末冶金制动闸片。

粉末冶金制动材料是由基体组元、摩擦组元和润滑组元组成，用粉末冶金方法制成的复合材料。铜基制动材料具有稳定的摩擦因数、优良的耐磨性和耐热性、环境适应性好、对制动盘损伤小等特征，被广泛用于国内外高速列车。

现有的高速列车制动闸片摩擦材料是直接将摩擦材料烧结在钢背上，摩擦材料目前以铜基为主，钢背经镀铜处理后，二者可紧密连接。但随着高速列车的发展，列车速度日渐增快，制动闸片受到的载荷增大，刹车时产生的温度不断升高，为满足在高速下具备稳定的摩擦系数，较高的强度，闸片中加入大量非金属元素，这些非金属元素使得摩擦材料与钢背结合力下降，在制动过程中摩擦材料与钢背易发生脱离，造成重大安全隐患。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种应用复合材料过渡层的高铁闸片摩擦块及其制备方法，它能降低过渡层与摩擦材料由于热膨胀性不同而产生裂纹的影响，并能与摩擦材料和钢背紧密连接。

本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明一种应用复合材料过渡层的高铁闸片摩擦块，包括依次连接的钢背、复合材料过渡层、摩擦材料，所述复合材料过渡层与摩擦材料采用相同的金属元素与配比。

所述的应用复合材料过渡层的高铁闸片摩擦块，所述复合材料过渡层的厚度为0.1～5mm。

所述的应用复合材料过渡层的高铁闸片摩擦块，所述复合材料过渡层按重量份比由以下原料组成：

金属粉70～100、非金属粉1～30；

所述非金属粉包括无机非金属粉。

所述的应用复合材料过渡层的高铁闸片摩擦块，所述复合材料过渡层中的金属粉按重量份比由以下原料组成：

铜粉30～80、铁粉10～35。

优选的，所述的应用复合材料过渡层的高铁闸片摩擦块，所述的无机非金属粉为正盐、氧化物、碳化物、氮化物、石墨的一种或多种；

所述正盐为硫酸钙、硅酸铝、钛酸钾的一种或多种；

所述氧化物为氧化钛、氧化锆、氧化铁、四氧化三铁、氧化铝、二氧化硅的一种或多种；

所述碳化物为碳化铬、碳化钒、碳化锆、碳化硼、碳化硅的一种或多种；

所述氮化物为氮化铝、氮化钛、氮化钒的一种或多种。

一种应用复合材料过渡层的高铁闸片摩擦块的制备方法，其包括以下步骤：

a.使用称料设备，按复合材料过渡层各物质的重量份比称取各物质原料，将原材料放入三维混料机内，搅拌均匀，混料时长为0.5～4h，得复合材料过渡层的混合料；