[发明专利]一种铁路客车用粉末冶金摩擦材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铁路客车用粉末冶金摩擦材料及其制备方法，包括以下质量份的各组分：铜粉40～60份，铁粉8～20份，锡粉4～11份，铬合金粉3～8份，镍粉3～4份，钼合金粉1～3份，磷铁合金粉0.5～3份，锰粉0.5～3份，碳化钛2～5份，莫来石2～5份，氧化铬1～3份，石墨9～25份，二硫化钼1～4份。将铜粉、铁粉、锡粉、铬合金粉、镍粉、锰粉、钼合金粉和磷铁粉经机械合金化处理后，加入剩余组分和粘结剂进行混料；混合料冷压成型后，脱胶处理，然后进行无压高温烧结处理即可。本发明不仅降低了压力烧结的生产成本及对设备和工装限制要求，而且提高连续生产效率和摩擦材料性能的稳定性。

技术领域

本发明涉及粉末冶金摩擦材料技术领域，尤其涉及一种铁路客车用粉末冶金摩擦材料及其制备方法。

背景技术

2017年中国铁路总公司推出了时速160公里动力集中电动车组(复兴号“CR200J”)，作为首个在普速线上开跑的复兴号，与传统25T型铁路客车相比，运行速度更高，轴重更大。传统普速列车采用合成材料，由于其材料熔点和力学性能低，摩擦系数不稳定，在使用过程中易碳化和损伤制动盘，不利于列车的安全平稳制动，难以满足制动的要求。时速160公里的动力集中电动车组的核心部件实现了简统化设计，各个零部件标准和接口相同，按照国家标准动车组零部件设计。制动闸片作为列车运行安全的关键零部件，要求在复杂恶劣的运行环境中具备优良的摩擦性能，并且需要承受较高的温度，还需要承受巨大的侧向剪切力和制动压力；合成材料由于其材料熔点和力学性能低，难以承受高速动车组列车制动时的巨大冲击，因此新一代动力集中电动车组明确要求使用粉末冶金闸片代替合成闸片，以提高列车的制动性能。

粉末冶金闸片是以铜、铁、镍等粉末为基体，添加石墨等润滑组元和陶瓷等摩擦组元，经混合、压制和烧结成研磨粒子，最后与钢背组装而成。研磨粒子固定在钢背上，制动时通过闸片托将制动压力施加给研磨粒子，使摩擦材料与制动盘接触摩擦制动，动能转化为热能散发到空气中或随磨屑带走，最终实现列车的减速停车。

在目前公布的专利中，几乎全部的粉末冶金摩擦材料均需要进行压力烧结，烧结压力介于0.5MPa～5.0MPa之间，这种烧结工艺对生产设备和工装的要求较高，存在烧结压力分布不均，需对粉末冶金摩擦材料进行后期整形处理，生产效率低、生产成本高和性能不稳定等缺点。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种铁路客车用粉末冶金摩擦材料及其制备方法，不仅降低了现有压力烧结的生产成本及对设备和工装要求，而且提高了生产效率和摩擦材料的性能稳定性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种铁路客车用粉末冶金摩擦材料，包括以下质量份的各组分：

铜粉40～60份，铁粉8～20份，锡粉4～11份，铬合金粉3～8份，镍粉3～4份，钼合金粉1～3份，磷铁合金粉0.5～3份，锰粉0.5～3份，碳化钛2～5份，莫来石2～5份，氧化铬1～3份，石墨9～25份，二硫化钼1～4份。

优选地，所述的铬合金粉为高碳铬铁粉，粒度为0～75μm，由50～70wt％的铬、≤10wt％的碳和余量的铁组成。

优选地，所述的钼合金粉为钼铁粉，粒度为0～45μm，由60～70wt％的钼、≤8wt％的碳和余量的铁组成。

优选地，所述的莫来石为烧结莫来石，粒度为20～150μm，氧化铝含量为55～65wt％。

优选地，所述的石墨由鳞片石墨和颗粒石墨组成，并且鳞片石墨和颗粒石墨重量比为1～2:1。

一种铁路客车用粉末冶金摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤A、按照上述的各组分配比，将铜粉、铁粉、锡粉、铬合金粉、镍粉、锰粉、钼合金粉和磷铁粉加入到高速混料机内进行机械合金化处理，从而得到预合金粉；