[发明专利]具有稳定摩擦系数的高速列车制动盘材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有稳定摩擦系数的高速列车制动盘材料的制备方法，其特征在于：以质量百分比计，其原料及配比如下：

制备方法包括以下步骤：

S1. 按上述成分要求配比制动盘元素，并加入电炉将加热到1580~1690℃，使其充分熔化，得到钢水；

S2. 在充分熔化的钢水中加入形核剂，随后浇铸成锭；

S3. 采用多向模锻进行锻造，得到锻造坯；

S4. 将得到的锻造坯进行正火-淬火-回火三段性能热处理，即得到具有稳定摩擦系数的高速列车制动盘材料；

所述形核剂为球壳结构纳米Fe₃Al@Al₂O₃；

所述球壳结构纳米Fe₃Al@Al₂O₃为以Fe₃Al为内核，内核的外面原位生成Al₂O₃壳层，Al₂O₃壳层上均布有若干毛细孔；

S4中，所述正火-淬火-回火三段性能热处理为：正火：加热到900℃保温0.8~1h随后空冷至室温；淬火：加热到900℃随后油冷至室温；回火：加热到550℃保温2~4h，随后炉冷至室温。

2.根据权利要求1所述的一种具有稳定摩擦系数的高速列车制动盘材料的制备方法，其特征在于：所述具有稳定摩擦系数的高速列车制动盘材料在晶内弥散分布有Fe₃Al超细相。

3.根据权利要求1所述的一种具有稳定摩擦系数的高速列车制动盘材料的制备方法，其特征在于：所述球壳结构纳米Fe₃Al@Al₂O₃的制备方法为：

S201. 按原子比3:1配比粒径为50~100nm的Fe粉和Al粉，置于高纯氩气保护真空高能球磨机中，在500~800rpm球磨3~5h，冷却完全后在充有氩气的真空手套箱中取出，得到混合粉料；

S202. 将球磨好的混合粉料置于真空管式炉中，在3×10^-3~1×10^-3MPa、1350~1480℃的条件下保温1~2.5h，随后炉冷至室温；

S203. 将S202炉冷后的混合粉料置于浓度为0.8~1.5 mol/L、38~45℃的联氨溶液中浸蚀13~25h，随后过滤并用酒精超声清洗，烘干得到球壳结构纳米Fe₃Al@Al₂O₃。

4.根据权利要求1所述的一种具有稳定摩擦系数的高速列车制动盘材料的制备方法，其特征在于：S3中，所述多向模锻锻造的始锻温度为1050℃，终锻温度为900℃，锻造比大于3.5:1。

5.根据权利要求2所述的一种具有稳定摩擦次数的高速列车制动盘材料的制备方法，其特征在于：所述Fe₃Al超细相的粒径范围为5~30μm。