本發(fā)明涉及列車用摩擦材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種高速列車粉末冶金閘片摩擦塊及制備方法。
背景技術(shù)：
：目前，鐵路是國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施、國民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈和大眾化的交通工具。為了滿足我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求，我國已實(shí)際運(yùn)營高速動(dòng)車組，為了保證高速動(dòng)車組安全運(yùn)行，必須具備穩(wěn)定且良好的制動(dòng)系統(tǒng)。在中國，制動(dòng)閘片是高速列車制動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件和易耗件，隨著高速動(dòng)車組運(yùn)行速度的不斷提高，列車的制動(dòng)負(fù)荷也大幅增加，制動(dòng)時(shí)閘片要將列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的巨大動(dòng)能通過摩擦轉(zhuǎn)化為熱能，所以要求閘片具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、良好的耐熱性和導(dǎo)熱性、穩(wěn)定的摩擦性能、較低的磨損以及對制動(dòng)盤不產(chǎn)生異常溝狀磨耗性能。為了使高速動(dòng)車組相關(guān)的配套技術(shù)國產(chǎn)化，打破國外壟斷市場，近年來國內(nèi)科研院所對制動(dòng)閘片展開了廣泛的研究，現(xiàn)有技術(shù)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，粉末冶金閘片中摩擦塊為關(guān)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，但現(xiàn)有技術(shù)由于閘片摩擦塊各摩擦面積吸收能量不同導(dǎo)致偏磨，背板粘接強(qiáng)度低導(dǎo)致脫落，這些現(xiàn)象的產(chǎn)生會(huì)影響制動(dòng)效率，從而降低閘片使用壽命。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種高速列車粉末冶金閘片摩擦塊及制備方法，能夠克服摩擦塊中背板與摩擦體粘接強(qiáng)度低所導(dǎo)致兩者分離易脫落的缺點(diǎn)，大大提高了由該摩擦塊制成的高速列車粉末冶金閘片的使用壽命。一種高速列車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具有過渡層，所述過渡層分別與所述鍍銅背板、摩擦體完全冶金熔合；所述摩擦體、過渡層、鍍銅背板通過壓制后燒結(jié)形成所述高速列車粉末冶金閘片摩擦塊；且所述過渡層由金屬粉末和銅粉混合后燒結(jié)而成。所述摩擦體中各組分的重量百分比為：40-60的cu粉、16-25的fe粉、2-6的銅合金粉、2-6的鐵合金粉、2-10的cr-fe粉、0.5-2的莫來石和10-20的石墨；且各組分的重量百分比總和為100。所述過渡層為3-10％的sn-cu合金，且所述過渡層的厚度為0.2～1mm。所述鍍銅背板由q345b材料鍍銅而成，且表面銅鍍層的厚度為8μm-20μm。所得到的摩擦塊的形狀為正六邊形或帶圓弧的偏五邊形。所述燒結(jié)在鏈帶式氣氛燒結(jié)爐中進(jìn)行；在燒結(jié)過程中，鏈帶速度為30-60mm/min，燒結(jié)溫度為800～1100℃，氣氛為惰性保護(hù)氣體ar和還原性氣體h2，且所述h2和ar的比例為1:3。一種高速列車粉末冶金閘片摩擦塊的制備方法，所述制備方法包括：步驟1、將摩擦體粉料倒入模腔內(nèi)，用預(yù)壓工裝將其壓至限定位置；步驟2、將一定量的過渡層粉倒入模腔內(nèi)摩擦體粉料的上方，旋轉(zhuǎn)刮板將其均勻刮平；步驟3、將鍍銅背板按定位放入上壓頭或模腔內(nèi)過渡層粉的上方，啟動(dòng)壓機(jī)，調(diào)整壓力至8-12mpa，并進(jìn)行壓制，待保壓5-10秒后，上壓頭泄壓，下降模腔和中心桿，抬起上壓頭取出壓制后的摩擦塊；步驟4、將壓制后的摩擦塊放入鏈帶式氣氛燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)形成所述高速列車粉末冶金閘片摩擦塊。在進(jìn)行所述步驟1的操作之前，所述方法還包括：向模腔內(nèi)中噴涂脫模劑，所述脫模劑為石墨粉；且所述脫模劑的加入量為摩擦體粉料重量的0.1％－0.2％。在所述步驟2中：所加入的過渡層粉的重量按壓制模腔的橫截面積計(jì)算，每平方厘米為0.3g-0.5g。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，該方法所制備的摩擦塊能夠克服摩擦塊中背板與摩擦體粘接強(qiáng)度低所導(dǎo)致兩者分離易脫落的缺點(diǎn)，大大提高了由該摩擦塊制成的高速列車粉末冶金閘片的使用壽命。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)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(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供高速列車粉末冶金閘片摩擦塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供制備方法的流程示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例所提供高速列車粉末冶金閘片摩擦塊的結(jié)構(gòu)示意圖，所述摩擦塊主要包括鍍銅背板和摩擦體，在所述鍍銅背板和摩擦體之間還具有過渡層，所述過渡層分別與所述鍍銅背板、摩擦體完全冶金熔合；所述摩擦體、過渡層、鍍銅背板通過壓制后燒結(jié)形成所述高速列車粉末冶金閘片摩擦塊；且所述過渡層由金屬粉末和銅粉混合后燒結(jié)而成。具體實(shí)現(xiàn)中，所述摩擦體中各組分的重量百分比可以為：40-60的cu粉、16-25的fe粉、2-6的銅合金粉、2-6的鐵合金粉、2-10的cr-fe粉、0.5-2的莫來石和10-20的石墨；且各組分的重量百分比總和為100。這里，為了使摩擦體達(dá)到既定的摩擦系數(shù)、磨耗量和剪切強(qiáng)度，并具有耐蝕、耐磨、抗粘結(jié)、抗高溫、導(dǎo)熱性高等性能，同時(shí)具有一定的強(qiáng)度和潤滑性能，對摩擦體的各組分做了優(yōu)化，增加了cu粉含量，提高了摩擦體的導(dǎo)熱能力，并添加了少量耐熱、耐蝕粉料，提高了摩擦體的抗高溫和耐腐蝕性能，石墨粉具有潤滑和高溫抗粘結(jié)作用，防止材料轉(zhuǎn)移和金屬鑲嵌的發(fā)生，同時(shí)片狀石墨具有減振吸噪作用，有利于提高高速列車制動(dòng)的穩(wěn)定性。進(jìn)一步的，該摩擦體中各組分的重量百分比可以進(jìn)一步優(yōu)化為下表1所示：表1摩擦體材料成分(wt.％)cu粉fe粉銅合金粉鐵合金粉cr-fe粉莫來石石墨50～5520～254～64～65～100.5～110～15另外，上述過渡層可以為3-10％的sn-cu合金，且所述過渡層的厚度為0.2～1mm。所加入的過渡層粉的重量按壓制模腔的橫截面積計(jì)算，每平方厘米為0.3g-0.5g。而鍍銅背板由q345b材料鍍銅而成，且表面銅鍍層的厚度為8μm-20μm，如下表2所示為鍍銅背板的材料性能要求：表2鍍銅背板材料性能要求最終所得到的摩擦塊的形狀可以為正六邊形或帶圓弧的偏五邊形。另外，上述燒結(jié)在鏈帶式氣氛燒結(jié)爐中進(jìn)行；在燒結(jié)過程中，鏈帶速度為30-60mm/min，燒結(jié)溫度為800～1100℃，氣氛為惰性保護(hù)氣體ar和還原性氣體h2，且所述h2和ar的比例為1:3。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種高速列車粉末冶金閘片摩擦塊的制備方法，如圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例所提供制備方法的流程示意圖，所述制備方法包括：步驟1、將摩擦體粉料倒入模腔內(nèi)，用預(yù)壓工裝將其壓至限定位置；步驟2、將一定量的過渡層粉倒入模腔內(nèi)摩擦體粉料的上方，旋轉(zhuǎn)刮板將其均勻刮平；在該步驟中，過渡層可以為3-10％的sn-cu合金，且所述過渡層的厚度為0.2～1mm。所加入的過渡層粉的重量按壓制模腔的橫截面積計(jì)算，每平方厘米為0.3g-0.5g。步驟3、再將鍍銅背板按定位放入上壓頭或模腔內(nèi)過渡層粉的上方，啟動(dòng)壓機(jī)，調(diào)整壓力至8-12mpa，并進(jìn)行壓制，待保壓5-10秒后，上壓頭泄壓，下降模腔和中心桿，抬起上壓頭取出壓制后的摩擦塊；步驟4、將壓制后的摩擦塊放入鏈帶式氣氛燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)形成所述高速列車粉末冶金閘片摩擦塊。另外，在進(jìn)行所述步驟1的操作之前，還可以向模腔內(nèi)中噴涂脫模劑，所述脫模劑為石墨粉；且所述脫模劑的加入量為摩擦體粉料重量的0.1％－0.2％。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所得到的摩擦塊在鍍銅背板和摩擦體之間具有過渡層，過渡層分別與鍍銅背板、摩擦體完全冶金熔合，減少了鍍銅背板和摩擦體結(jié)合面之間的界面應(yīng)力，使摩擦塊不易分層和脫落，從而大大提高了由該摩擦塊制成的時(shí)速200-250公里高速列車粉末冶金閘片的使用壽命。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁12