[发明专利]一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种铜基粉末冶金材料的制备方法，其技术方案要点是包括以下步骤：S1、准备材料阶段，原材料包括铜粉、锡粉、铁粉、石墨粉、铁合金粉、硬质金属粉、陶瓷相颗粒、非金属碳化物；S2、混料阶段，按配比要求混料，将粉末原材料以及适量的有机溶剂一并放入混料机中进行混合，得到均匀混合料；S3、压制阶段，将混合料称取所需的重量，放入钢制模具中进行压制，并设置保压时间，压制结束后得到所需形状的压坯；S4、烧结阶段，将压坯均匀摆放在工装盘上，并叠放至一定高度，放入通有保护气氛的烧结炉中，并设置保温时间，保温结束后冷却出炉后得到所需的烧结件；S5、组装阶段，将烧结件与其余零部件进行组装连接，得到动车组闸片成品。

技术领域

本发明涉及铜基摩擦材料技术领域，更具体地说，它涉及一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料的制备方法。

背景技术

高铁动车正朝着高速化、轻量化及智能化的方向发展，高铁动车稳定运行速度均已达到或超过300km/h，并向着更高速发展，动车在300km/h时紧急制动工况下，制动能量密度高达450J/mm2，在制动过程中，摩擦副材料的单位面积能载高于3000J/cm2称为高能制动，同时高能制动使得摩擦副接触表面的闪点温度高达900℃，因此传统制动材料已经难以适应列车高速化、轻量化的发展要求，亟需一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料的制备方法来满足需求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、准备材料阶段，摩擦体原材料包括，铜粉、锡粉、铁粉、石墨粉、铁合金粉、硬质金属粉、陶瓷相颗粒、非金属碳化物；

S2、混料阶段，按配比要求混料，将称好的各种粉末原材料以及适量的有机溶剂一并放入混料机中进行混合，得到均匀混合料；

S3、压制阶段，将混合料称取所需的重量，放入钢制模具中进行压制，并设置保压时间，压制结束后得到所需形状的压坯；

S4、烧结阶段，将压坯均匀摆放在工装盘上，并叠放至一定高度，放入通有保护气氛的烧结炉中，并设置保温时间，保温结束后冷却出炉后得到所需的烧结件；

S5、组装阶段，将烧结件与其余零部件进行组装连接，得到动车组闸片成品。

本发明进一步设置为：所述步骤S1中，铜基粉末冶金摩擦材料制备所用原材料按照质量百分数计，包括以下成分铜粉40-55%、锡粉1-4%、铁粉10-20%、石墨粉10-18%、铁合金粉5-11%、硬质金属粉0.5-3%、陶瓷颗粒0.5-2.5%、非金属碳化物0.5-2.5%。

本发明进一步设置为：所述铜粉粒度范围 50-200μm；所述锡粉粒度范围 50-200μm；所述铁粉粒度范围50-200μm；所述铁合金粉粒度范围10-120μm；所述硬质金属粉粒度范围 0-45μm；所述陶瓷相颗粒0-45μm；所述非金属碳化物粒度范围 0—45μm。

本发明进一步设置为：所述石墨粉包括颗粒石墨和鳞片石墨，所述颗粒石墨粒度范围为60-300μm；所述鳞片石墨粒度范围为150-500μm，所述颗粒石墨与鳞片石墨质量比为1:3-1:1。

本发明进一步设置为：所述铁合金粉包括钼铁、铬铁中一种或两种。

本发明进一步设置为：所述硬质金属粉包括钨粉、钼粉中一种或两种。

本发明进一步设置为：所述陶瓷相颗粒包括莫来石、氧化锆、锆砂中一种及以上。

本发明进一步设置为：所述非金属碳化物颗粒包括碳化硼、碳化硅中一种或两种。

本发明进一步设置为：所述步骤S3中，成型压力设置为200-400MPa，并根据实际情况设置保压时间，压制结束后得到所需形状的压坯