CN106838079A - 一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，涉及粉末冶金材料领域，是由下列组分按重量份数组成：铜30～70份、铁10～30份、石墨5～20份、氧化锆1～20份、二硫化钼1～10份、碳化硅3～5份、锡1～5份、锰1～5份、镍1～5份、铬铁0.5～5份、铝硅酸盐矿石粉1.5～3.5份。本发明的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，适用于高寒地区的高速列车制作制动闸片使用，其较现有的冶金摩擦材料增加了碳化硅和莫来石成分，这两种成分提升产品抗热衰退能力，避免了在高寒地区制动闸片可能出现的热衰退现象，极大的保证了高寒地区高速列车的行车安全，同时能够获得良好的物理力学性能和稳定的摩擦磨损性能。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金材料领域，尤其涉及一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料。
背景技术
高速列车是指最高行车速度达到或超过200km/h的铁路列车。随着我国高铁技术的成熟，在2015年我国第一条高寒地区高速列车线路正式开通，高寒地区对于铁轨和高速列车都有着极高的要求，尤其是列车制动系统；例如申请号为CN201510137685.9的一种高速列车制动闸片用粉末冶金摩擦材料及其制备方法，其采用氧化锆和铬铁作为摩擦元，虽然其能够提供稳定的摩擦系数、满足制动所需要的制动力矩，但是在高寒地区，温度较低，制动闸片的热衰退能力下降，同时制动闸片还必须能够承担高速列车产生的巨大负荷，并将动能转化成热能耗散出去，这就导致现有的闸片制动效果不佳，存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明对于上述现有技术的不足，提供了一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料。
本发明的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，是由下列组分按重量份数组成：铜30～70份、铁10～30份、石墨5～20份、氧化锆1～20份、二硫化钼1～10份、碳化硅3～5份、锡1～5份、锰1～5份、镍1～5份、铬铁0.5～5份、铝硅酸盐矿石粉1.5～3.5份。
作为本发明的进一步改进，所述的冶金摩擦材料是由下列组分按重量份数组成：铜40～60份、铁15～25份、石墨10～17份、氧化锆4～16份、二硫化钼3～7份、碳化硅3～5份、锡1～3份、锰2～3份、镍3～5份、铬铁1～2份、铝硅酸盐矿石粉1.5～3.5份。
作为本发明的进一步改进，所述的石墨是由以下组分按重量份数组成：鳞片石墨5～7份和粒状石墨5～10份。
作为本发明的进一步改进，所述的铬铁为高碳铬铁。
作为本发明的进一步改进，所述的氧化锆为钇稳定电熔氧化锆。
作为本发明的进一步改进，所述的铝硅酸盐矿石粉为莫来石粉。
冶金摩擦材料是用粉末冶金的方法制成的、具有高摩擦系数和高耐磨性的金属与非金属组成的材料，也称烧结摩擦材料。这种材料通常由基体金属(铜、铁或其合金)、润滑组元(铅、石墨、二硫化钼等)、摩擦组元(二氧化硅、石棉等)3部分组成；其组织特点是：具有特殊性能的各种质点均匀地分布在连续的金属基体中。金属基体发挥良好的导热性并承受机械应力，均匀分布的质点保证所需的摩擦性能。与传统的石棉树脂或金属摩擦材料相比，它的优点是摩擦系数高，摩擦系数随温度、压力和速度的变化而产生的变化小，耐高温、抗咬合性好，磨损小，寿命长等；为了增加粉末冶金摩擦材料的强度，通常将其粘结在钢背上而成为双金属结构。
本发明采用铜、铁、锡、锰、镍为金属组元进行优化组合，获得一种具有高耐热性、对其他组元形成良好包裹镶嵌效果的金属基体；采用石墨、二硫化钼作为润滑组元降低材料磨损率，防止磨损对偶；采用：氧化锆、铬铁，碳化硅、铝硅酸盐矿石粉作为摩擦组元提供稳定的摩擦系数和满足制动所需的制动力矩。
镍作为金属基体，其耐腐蚀，同时能够调节产品硬度，以适用于高速列车制动闸片使用。
碳化硅化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好。
莫来石是一种优质的耐火原料，这一类矿物比较稀少。莫来石是铝硅酸盐在高温下生成的矿物，人工加热铝硅酸盐时会形成莫来石，莫来石矿被用来生产高温耐火材料。
本发明的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，适用于高寒地区的高速列车制作制动闸片使用，其较现有的冶金摩擦材料增加了碳化硅和莫来石成分，这两种成分提升产品抗热衰退能力，避免了在高寒地区制动闸片可能出现的热衰退现象，极大的保证了高寒地区高速列车的行车安全，同时能够获得良好的物理力学性能和稳定的摩擦磨损性能。
具体实施方式
实施例1
本发明的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，是由下列组分按重量份数组成：铜30份、铁10份、石墨5份、钇稳定电熔氧化锆1份、二硫化钼1份、碳化硅3份、锡1份、锰1份、镍1份、高碳铬铁0.5份、莫来石粉1.5份，其中石墨是由鳞片石墨和粒状石墨组成，其重量比为：1：1。
本发明的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，其工艺方法为：将上述组分掺入煤油后，通过混料机搅拌均匀；然后将混合料压制成压坯；再将压坯在还原性气氛或惰性气氛下经过加压高温烧结，与支撑钢背产生冶金结合，最终牢固固定在支撑钢背上；其中，压坯压制压力为400~600 MPa；将压坯固定在支撑钢背上，升温至850~950 ℃，施加压力1~4 MPa，烧结时间2~4 h；气氛为氢气、氮气、氢气氮气混合气或分解氨气体。
实施例2
本发明的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，是由下列组分按重量份数组成：铜70份、铁30份、石墨20份、钇稳定电熔氧化锆20份、二硫化钼10份、碳化硅5份、锡5份、锰5份、镍5份、高碳铬铁5份、莫来石粉3.5份，其中石墨是由鳞片石墨和粒状石墨组成，其重量比为：1：2。
其制备方法同实施例1。
实施例3
本发明的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，是由下列组分按重量份数组成：铜40份、铁15份、石墨10份、钇稳定电熔氧化锆4份、二硫化钼3份、碳化硅3份、锡1份、锰2份、镍3份、高碳铬铁1份、莫来石粉1.5份，其中石墨是由鳞片石墨和粒状石墨组成，其重量比为：1：1.5。
其制备方法同实施例1。
实施例4
本发明的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，是由下列组分按重量份数组成：铜60份、铁25份、石墨17份、钇稳定电熔氧化锆16份、二硫化钼7份、碳化硅5份、锡3份、锰3份、镍5份、高碳铬铁2份、莫来石粉3.5份，其中石墨是由鳞片石墨和粒状石墨组成，其重量比为：1：1.2。
其制备方法同实施例1。
实施例5
本发明的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，是由下列组分按重量份数组成：铜50份、铁20份、石墨15份、钇稳定电熔氧化锆10份、二硫化钼5份、碳化硅4份、锡2份、锰2.5份、镍4份、高碳铬铁1.5份、莫来石粉2份，其中石墨是由鳞片石墨和粒状石墨组成，其重量比为：1：1.8。
其制备方法同实施例1。
Claims (6)
1.一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，是由下列组分按重量份数组成：铜30～70份、铁10～30份、石墨5～20份、氧化锆1～20份、二硫化钼1～10份、碳化硅3～5份、锡1～5份、锰1～5份、镍1～5份、铬铁0.5～5份、铝硅酸盐矿石粉1.5～3.5份。
2.如权利要求1所述的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，其特征在于，其是由下列组分按重量份数组成：铜40～60份、铁15～25份、石墨10～17份、氧化锆4～16份、二硫化钼3～7份、碳化硅3～5份、锡1～3份、锰2～3份、镍3～5份、铬铁1～2份、铝硅酸盐矿石粉1.5～3.5份。
3.如权利要求1或2所述的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，其特征在于所述的石墨是由鳞片石墨和粒状石墨组成，其重量比为：1：1～2。
4.如权利要求1或2所述的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，其特征在于铬铁为高碳铬铁。
5.如权利要求1或2所述的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，其特征在于氧化锆为钇稳定电熔氧化锆。
6.如权利要求1或2所述的一种高寒地区高速列车制动闸片用冶金摩擦材料，其特征在于铝硅酸盐矿石粉为莫来石粉。
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