[发明专利]一种高铁制动闸片背板结构及其脉冲电流焊接方法

说明书

本发明涉及一种高铁制动闸片背板结构及其脉冲电流焊接方法，通过单向脉冲电流，引燃制动材料与背板间的梯度分布高熵粉体，形成波动性结构的焊接面；所述的单向脉冲电流，脉冲频率1250Hz‑25000Hz，所述的高熵粉体按照质量百分比，由以下成分按照比例组成：钛粉7%、碳粉10%、二硼化钛粉10%、铜粉40%、铁粉33%。优点是焊接方式简单，适应性强、参数调节范围大、焊接后制动材料与背板间连接牢固、抗冲击性能好、并能通过改变过渡粉体成分，实现不同连接性能需求，适应不同的产品质量标准。

技术领域

本发明涉及高铁制动部件领域，具体涉及一种高铁制动闸片背板结构及其脉冲电流焊接方法。

背景技术

高铁闸片是高铁制动的关键部件，直接关系到高铁的制动效果，闸片上的背板，是闸片的主体，对闸片整体起支撑作用，不仅是所有零件装配的主体，还是闸片与制动钳安装的接口。高速列车由于速度等级较高，制动能量相对较大。制动时制动闸片与制动盘间的热负荷 较大：不仅要求闸片的摩擦块体耐磨、耐高温、低噪声，而且要求摩擦块体与其安装的部件 之间应具有良好的热传导性能和载荷均衡性能等。

目前，高速列车盘形制动装置制动系统中，由于闸 片摩擦块与钢背以及燕尾为铆焊或铆接连接，摩擦块与钢背间既无相对转动也无发浮动，致 使每个摩擦块作用在制动盘上的制动压力不均衡，无法获得最大有效摩擦面积，制动时热负 荷偏大，闸片使用寿命降低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种高铁制动闸片背板结构及其脉冲电流焊接方法，焊接方式简单，焊接牢固，工艺简便。

本发明的技术方案：

一种高铁制动闸片背板结构及其脉冲电流焊接方法，通过单向脉冲电流，引燃制动材料与背板间的梯度分布高熵粉体，形成波动性结构的焊接面。

所述的单向脉冲电流，脉冲频率1250Hz-25000Hz，其波形满足以下方程：f(x)=x^2/3+(1+x²)^1/2*sin(ax)，其中a取值范围为(-100-2)。所述的高熵粉体按照质量百分比，由以下成分按照比例组成：钛粉（7%-10%）、碳粉（7%-12%）、二硼化钛粉（20%-35%）、铜粉（30%-40%）、铁粉（30%-40%）。所述的高熵粉体梯度分布结构，采用以下方法制备，将钛粉碳粉二硼化钛粉铜粉按照上述比例进行混合，并采用行星式球磨机进行球磨，球磨速度200转/分-500转/分，球磨时间60-240分钟，球磨气氛为氩气环境；将钛粉碳粉二硼化钛粉铁粉按照比例进行混合，并采用行星式球磨机进行球磨，球磨速度200转/分-500转/分，球磨时间60-240分钟，球磨气氛为氩气环境；在制备过程中，首先将烧结后的制动材料置于模具中，再将经球磨的钛粉碳粉二硼化钛粉铜粉高熵混合粉体铺放至制动材料表面，铺粉厚度为0.3mm-0.5mm，再采用构型模具对粉体进行压制构型，压制压力0.1-0.25Mpa，之后再将球磨的钛粉碳粉二硼化钛粉铁粉高熵混合粉体铺放至构型粉体上，铺放厚度为0.5-0.8mm，最后将背板置于钛粉碳粉二硼化钛粉铁粉高熵混合粉体上。

所述的构型模具，其界面轮廓满足以下方程：（余弦曲线方程y=acosx，其中，a的取值范围为（0.1-0.3））所述的脉冲电流焊接方法，在完成所述的材料铺放工序后，采用石墨电极对材料进行压制，并利用所述电流进行焊接，压制压力为2.5-5Mpa，焊接时间为20-35秒。

本发明的优点是焊接方式简单，适应性强、参数调节范围大、焊接后制动材料与背板间连接牢固、抗冲击性能好、并能通过改变过渡粉体成分，实现不同连接性能需求，适应不同的产品质量标准。

具体实施方式

下面结合具体实施例进行说明介绍：

实施例1

一种高铁制动闸片背板结构及其脉冲电流焊接方法，通过单向脉冲电流，引燃制动材料与背板间的梯度分布高熵粉体，形成波动性结构的焊接面。所述的单向脉冲电流，脉冲频率1250Hz-25000Hz，其波形满足以下方程：f(x)=x2/3+(1+x2)1/2*sin(ax)，其中a取值为-80。所述的高熵粉体按照质量百分比，由以下成分按照比例组成：钛粉7%、碳粉10%、二硼化钛粉10%、铜粉40%、铁粉33%。所述的高熵粉体梯度分布结构，采用以下方法制备，将钛粉碳粉二硼化钛粉铜粉按照7%、10%、10%、40%、33%的比例进行混合，并采用行星式球磨机进行球磨，球磨速度200转/分-500转/分，球磨时间60-240分钟，球磨气氛为氩气环境；将钛粉碳粉二硼化钛粉铁粉按照比例进行混合，并采用行星式球磨机进行球磨，球磨速度200转/分-500转/分，球磨时间60-240分钟，球磨气氛为氩气环境；在制备过程中，首先将烧结后的制动材料置于模具中，再将经球磨的钛粉碳粉二硼化钛粉铜粉高熵混合粉体铺放至制动材料表面，铺粉厚度为0.3mm-0.5mm，再采用构型模具对粉体进行压制构型，压制压力0.1-0.25Mpa，之后再将球磨的钛粉碳粉二硼化钛粉铁粉高熵混合粉体铺放至构型粉体上，铺放厚度为0.5-0.8mm，最后将背板置于钛粉碳粉二硼化钛粉铁粉高熵混合粉体上。所述的构型模具，其界面轮廓满足以下方程：（余弦曲线方程y=acosx，其中，a的取值为0.1）所述的脉冲电流焊接方法，在完成所述的材料铺放工序后，采用石墨电极对材料进行压制，并利用所述电流进行焊接，压制压力为2.5-5Mpa，焊接时间为20-35秒。