[发明专利]一种摩擦体及其制备方法、制动闸片

说明书

本发明公开一种摩擦体及其制备方法、制动闸片，涉及摩擦体材料技术领域，以解决相关技术中铜铁基粉末冶金制动闸片存在易热裂、耐磨性差，同时由于铜铁基粉末冶金制动闸片的质量大，使得列车的耗能也不断增加的技术问题。摩擦体包括铝基复合体和形成在铝基复合体表面的表面涂层。铝基复合体为TaC增强Al‑Si‑Mn‑Cr铝基摩擦体。以铝基复合体的质量百分比计，铝基复合体包括10％～20％的硅、2％～6％的锰、4％～8％的铬、5％～15％的碳化钽，其余为铝。摩擦体的制备方法用于制备上述摩擦体。本发明提供的摩擦体用于制动闸片。

技术领域

本发明涉及摩擦体材料技术领域，尤其涉及一种用于制动闸片的摩擦体及其制备方法、制动闸片。

背景技术

闸片是组成列车制动装置的重要部件之一，目前高速列车的制动主要采用粉末冶金闸片进行制动。因具有价格低廉、原料来源广泛的优点，铜铁基粉末冶金制动闸片被普遍应用。

列车在制动时，制动闸片将动能转化为热能并散发到空气中达到制动目的，但是铜铁基粉末冶金制动闸片存在易热裂、耐磨性差，同时由于铜铁基粉末冶金制动闸片的质量大，使得列车的耗能也不断增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摩擦体及其制备方法、制动闸片，以提高制动闸片中摩擦体的热稳定性、耐高温性以及耐磨性，降低摩擦体的质量，减少列车的耗能。

为了实现上述目的，本发明提供一种摩擦体。该摩擦体包括铝基复合体以及形成在所述铝基复合体表面的表面涂层，所述铝基复合体为TaC增强Al-Si-Mn-Cr铝基摩擦体；以所述铝基复合体的质量百分比计，所述铝基复合体包括10％～20％的硅、2％～6％的锰、4％～8％的铬、5％～15％的碳化钽，其余为铝。

与现有技术相比，本发明提供的摩擦体中，硅可以抑制热膨胀、改善耐磨性。经发明人实验研究，当硅的质量百分比小于10％时，硅所起到的固溶强化效果有限；而当硅的质量百分比大于20％时，会引发晶格过渡畸变，因此，将硅的质量百分比定为10％～20％。锰可以细化晶粒、提高高温强度，当锰的质量百分比小于2％时，对铝基复合体的强化作用有限；当锰的质量百分比大于6％时，会形成过量Al₆Mn弥散相，因此，将锰的质量百分比定为2％～6％。铬可以改善应力腐蚀开裂敏感性，当铬的质量百分比小于4％时，对提高铝基复合体的耐磨性效果不明显；当铬的质量百分比大于8％时，会增加淬火敏感性，因此将铬的质量百分比定为4％～8％。碳化钽可通过钉扎位错移动的作用提高铝基复合体的强度，经过多次试验将碳化钽的质量百分比定为5％～15％。由此可见，本发明提供的摩擦体中通过硅、锰、铬合金元素以及碳化钽强化颗粒的协同效应，并可通过固溶强化和沉淀强化作用，提高铝基复合体的热稳定性和高温强度，同时改善铝基复合体的耐磨性。

另外，现有制动闸片包括摩擦体、骨架、卡簧和钢背等零件组装。经过研究发现，对簧下部件减重后的节能效果是相当于簧上部件减重后节能效果的8-11倍，而制动闸片属于簧下部件，且本发明实施例提供的摩擦体包括铝基复合体，相对于现有铜铁基制动闸片重量轻，因此可减少列车的耗能。

本发明还提供了一种摩擦体的制备方法，所述摩擦体的制备方法包括：

以铝、硅、锰、铬以及碳化钽为原料，采用粉末冶金方法制备铝基复合体；在所述铝基复合体的表面形成表面涂层。

与现有技术相比，本发明提供的摩擦体的制备方法的有益效果与上述技术方案所述摩擦体的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明还提供了一种制动闸片，所述制动闸片包括上述技术方案所述的摩擦体。

与现有技术相比，本发明提供的制动闸片的有益效果与上述技术方案所述摩擦体的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：