一種高速列車用粉末冶金閘片摩擦塊及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及列車制動閘片技術領域，尤其涉及一種高速列車用粉末冶金閘片摩擦 塊及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 鐵路是國家的重要基礎設施，國民經濟的大動脈和大眾化的交通工具。為了滿足 我國國民經濟建設需求，我國已實際運營高速動車組，為了保證高速動車組安全運行，必須 具備穩定且良好的制動系統。在中國，制動閘片是高速列車制動系統的關鍵部件和易耗件， 隨著高速動車組運行速度的不斷提高，列車的制動負荷也大幅增加，制動時閘片要將列車 運行時產生的巨大動能通過摩擦轉化為熱能，所以要求閘片具有較高的機械強度、良好的 耐熱性和導熱性、穩定的摩擦性能、較低的磨損以及對制動盤不產生異常溝狀磨耗。
[0003] 現有技術中普遍使用的閘片有粉末冶金材料和高分子合成材料兩類，合成材料因 其強度低、耐熱性差、熱衰退嚴重，不能適用于時速300公里以上高速列車的制動要求;而銅 基粉末冶金摩擦材料由于強度高、導熱性能好，摩擦性能穩定等優點，是較為理想的閘片用 制動材料。粉末冶金閘片中摩擦塊為關鍵部件，其摩擦性能的好壞直接影響到安全保證和 使用壽命，摩擦塊主要由背板、過渡層、摩擦體三部分組成，但在現有技術中，由于閘片摩擦 塊各摩擦面積吸收能量不同導致偏磨，背板粘接強度低導致脫落，這些現象的產生會影響 制動效率，降低閘片使用壽命。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的是提供一種高速列車用粉末冶金閘片摩擦塊及其制備方法，按照該 方法所制備的摩擦塊能夠克服現有摩擦塊中背板與摩擦體粘接強度低導致兩者分離易脫 落的缺點，提高了由該摩擦塊制成的粉末冶金閘片的使用壽命。
[0005] -種高速列車用粉末冶金閘片摩擦塊，所述摩擦塊包括鍍銅背板和摩擦體，在所 述鍍銅背板和摩擦體之間還包括過渡層，所述過渡層分別與所述鍍銅背板和摩擦體完全冶 金恪合；
[0006] 所述鍍銅背板由Q345B材料鍍銅而成，所述過渡層由金屬粉末和銅粉混合后燒結 而成；
[0007] 在燒結時通過所述過渡層將所述鍍銅背板和摩擦體粘接在一起。
[0008] 所述摩擦體中主要成分的重量百分比為：
[0009] 40 ~60%的〇1、10~25%的卩〇、2~6%的]?〇52、1~2%的84(：、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%的莫來石。
[0010] 所述過渡層為10%的Mn-Cu合金，且所述過渡層的厚度為0.2~1mm。
[0011] 所述燒結過程具體包括：
[0012] 將壓制完成后的摩擦塊放入具有一定帶速，一定燒結溫度，并帶有惰性保護氣體 的鏈帶式氣氛燒結爐內進行燒結。
[0013] 在所述鏈帶式氣氛燒結爐進行燒結處理時：
[0014] 所述鏈帶速度為60mm/min，所述燒結溫度為1000~IlOOcC，所述氣氛為惰性保護 氣體Ar和還原性氣體H2,且所述H2和Ar的比例為1: 3。
[0015] -種高速列車用粉末冶金閘片摩擦塊的制備方法，所述方法包括：
[0016]步驟1、將一定量的摩擦體粉料倒入模腔內，用攪拌叉將其攪勻，用預壓工裝壓至 限位;其中，所述摩擦體中主要成分的重量百分比為:40~60%的Cu、10~25%的Fe、2~6% 的MoS2、l~2%的B4C、5~10%的石墨、1~2%的￥粉、10~20%的Cr-Fe粉、0.5~1.0%的Ni 粉以及1~2%的莫來石；
[0017] 步驟2、將一定量的過渡層粉倒入所述模腔內摩擦體粉料的上方，旋轉刮板將其刮 平;其中，所述過渡層為I 〇 %的Mn-Cu合金，且所述過渡層的厚度為0.2~Imm;
[0018] 步驟3、將鍍銅背板按定位放入上壓頭或所述模腔內過渡層的上方，啟動壓機，調 整壓力至8~12MPa，并壓制，待保壓30~60秒后，抬起上壓頭取出壓制好的摩擦塊;其中，所 述鍍銅背板由Q345B材料鍍銅而成；
[0019] 步驟4、將壓制后的摩擦塊放入鏈帶式氣氛燒結爐內進行燒結，得到所述高速列車 用粉末冶金閘片摩擦塊。
[0020] 在進行步驟1的操作前，還包括：
[0021] 向所述模腔內中噴涂脫模劑，所述脫模劑為ZnO,且所述脫模劑的加入量為所述摩 擦體粉料重量的〇. 1 % -. 2 %。
[0022] 在步驟2中所述過渡層粉的重量為摩擦體粉料重量的7~8%。
[0023] 由上述本發明提供的技術方案可以看出，按照該方法所制備的摩擦塊能夠克服現 有摩擦塊中背板與摩擦體粘接強度低導致兩者分離易脫落的缺點，過渡層分別與鍍銅背 板、摩擦體完全冶金熔合，減少了鍍銅背板、摩擦體結合面之間的界面應力，摩擦塊不易分 層，大大提高了由該摩擦塊制成的粉末冶金閘片的使用壽命。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本 領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他 附圖。
[0025] 圖1為本發明實施例所提供的高速列車用粉末冶金閘片摩擦塊的結構示意圖；
[0026] 圖2為本發明實施例所述制備方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本 發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施 例，都屬于本發明的保護范圍。
[0028]下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述，如圖1所示為本發明實施 例所提供的高速列車用粉末冶金閘片摩擦塊的結構示意圖，所述摩擦塊包括鍍銅背板和摩 擦體，在所述鍍銅背板和摩擦體之間還包括過渡層，所述過渡層分別與所述鍍銅背板和摩 擦體完全冶金熔合；
[0029] 所述鍍銅背板由Q345B材料鍍銅而成，所述過渡層由金屬粉末和銅粉混合后燒結 而成，在燒結時通過所述過渡層將鍍銅背板和摩擦體粘接在一起。
[0030] 具體來說，該過渡層可以為10%的Mn-Cu合金，且所述過渡層的厚度范圍為0.2~ Imm0
[0031 ] 具體實現中，該摩擦體可包括基本組元、摩擦組元和潤滑組元，所述摩擦體中主要 成分的重量百分比(wt. %)范圍為：
[0032] 40~60% 的Cu、10~25% 的Fe、2~6% 的MoS2U~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%的莫來石。
[0033] 優選的，該摩擦體的主要成分的重量百分比進一步可以如下表所示：
[0034] 表 1
[0036] 另外，上述鍍銅背板的表面銅鍍層厚度不小于2μπι，其具體性能見下表2所示：
[0037] 表 2