[发明专利]一种闸片及其制备方法

说明书

本发明提供了一种闸片的制备方法，包括：将闸片原料粉末在附着有金属层的钢背表面进行3D打印，得到闸片；所述金属层的成分与闸片原料成分中的金属成分相同。本发明在3D打印过程中高能电子束能够使闸片材料中各组分充分反应，使得到的闸片具有较好的力学性能和摩擦性能；而且，本发明采用表面附着有与闸片原料中金属成分相同的金属层的钢背，3D打印过程中在高能电子束的扫描下，金属层熔化形成一层较薄的熔池，与闸片原料粉末进行充分的冶金结合，使闸片中的耐磨层和钢背具有较高的结合强度。另外，3D打印过程中电子束能量在钢背表面的粉体原料上扫描，不会对钢背内部的组织结构造成影响，保证了钢背本身的机械性能。

技术领域

本发明涉及制动装置技术领域，尤其涉及一种闸片及其制备方法。

背景技术

制动闸片是高速列车组制动装置中的关键材料，利用闸片材料与配对制动盘材料的摩擦力使高速列车组的动能转化成热能或其他形式的能量，散发到空气中。闸片根据材料的不同可分为合成闸片、复合材料闸片以及粉末冶金闸片等。早期高速列车使用的合成闸片由于其机械强度较低、冲击韧性较差，磨损量较大，闸片在运行中会出现微裂纹，而且这种闸片材料对水比较敏感，列车在雨季和潮湿地区运行时，会因为闸片潮湿导致材料摩擦力减小，使其制动性能降低。

复合材料闸片一般采用碳/碳复合材料，这种复合材料材是以碳为基体的碳纤维增强的新型结构材料，其增强组分一般为短切碳纤维。这种复合材料的制造成本昂贵，目前大部分只应用于航空航天等重要领域。现有高速列车用闸片材料还是使用生产工艺成熟以及生产成本较低的粉末冶金闸片。

粉末冶金闸片的制备工艺采用传统的粉末冶金方法，将原料粉末混合均匀后压制成型，然后将压坯固定在钢背上一起随炉烧结，最终得到耐磨层与钢背结合的闸片整体，将闸片整体与燕尾板焊接为一体安装到支架上，即可与制动盘组成刹车副。现有技术采用粉末冶金方法制备闸片在烧结过程中，由于闸片内各组分的收缩系数不同，容易产生孔隙、夹粗等缺陷，导致闸片的致密度较低，从而影响其最终的力学性能和摩擦性能。而且，由于是将闸片压坯和钢背一同烧结，烧结过程中闸片压坯本身的收缩与钢背的收缩不一致，使两者的结合强度较低，在使用过程中容易造成闸片脱落的情况。另外，烧结过程中高温会使钢背内部组织结构的变化，影响钢背的机械性能，进而影响整个制动闸片以及刹车副的制动效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种闸片及其制备方法，本发明提供的闸片具有较好的制动效果。

本发明提供了一种闸片的制备方法，包括：

将闸片原料粉末在附着有金属层的钢背表面进行3D打印，得到闸片；

所述金属层的成分与闸片原料成分中的金属成分相同。

优选的，所述3D打印过程中的电子束功率为200～300W。

优选的，所述3D打印过程中的光斑直径为0.1～0.25mm。

优选的，所述3D打印过程中的扫描速度为5～30mm/s。

优选的，所述3D打印过程中的铺粉厚度为0.03～0.1mm。

优选的，所述3D打印过程中的扫描间距为0.07～0.2mm。

优选的，所述金属层的厚度为0.1～0.5mm。

优选的，所述附着有金属层的钢背的制备方法为：

在钢背表面电镀金属层。

优选的，所述闸片原料为铜基闸片原料、铁基闸片原料、镍基闸片原料或钛基闸片原料。

本发明提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的闸片。