[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

说明书

本发明公开了一种具有稳定摩擦系数的高速列车制动盘材料，原料及配比如下：C：0.20～0.35％；Si：0.21～0.31％；Mn：0.68～1.19％；V：0.18～0.42％；Cr：1.07～2.54％；Ni：0.89～2.33％；Mo：0.17～0.39％；Cu：0.12～0.75％；P：0.005～0.01％；S：0.005～0.01％；Al：2.55～4.38％；Fe:余量。本发明还公开了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。本发明的制动盘材料的组织中有晶内弥散分布的Fe₃Al超细相，Fe₃Al超细相具备低热膨胀系数和高硬度，其摩擦性能不随摩擦温度等制动条件的变化而引起摩擦性能波动性，使摩擦盘制动过程中具有稳定的摩擦系数。

技术领域

本发明涉及一种具有稳定摩擦系数的高速列车制动盘材料及其制备方法，属于高速列车制动用的摩擦材料技术领域。

背景技术

随着国民经济快速发展，我国高速铁路事业发展迅速，高铁覆盖到全国28个省份以及160多个地级以上城市。“四纵四横”干线基本成形，高铁运营里程稳居世界高铁里程榜首。2016年7月国家发改委、交通部、中国铁路公司联合发布了《中长期铁路网规划》(2016-2030年)，该规划明确指出在全国区域“八纵八横”高速铁路运输网，预计到2020年，全国高速铁路将由2015年底的1.9万公里增加到3万公里，这一蓝图进一步推动我国高铁事业的发展。

列车制动可靠性是攸关高速列车安全运行的核心因素，根据制动力产生方式，目前列车的制动主要分为摩擦制动、动力制动和电磁制动，随着技术的不断创新发展，动力制动和电磁制动发挥的作用愈加明显，但国际铁路联盟UIC仍规定：高速列车运行过程中其它制动方式失效时，摩擦制动必须确保列车能在规定的距离内停车，以保障列车安全运行。

铁路列车使用较早的摩擦制动方式为闸瓦制动，又称为踏面制动，主要通过闸瓦与车轮间的摩擦形成制动力。闸瓦制动过程中大部分热量被车轮吸收，随着列车速度的不断提升，制动产生的热量增加，车轮容易因温升发生剥离或热裂。由于动能转移能力差、制动效率低及摩擦副选择单一等问题，闸瓦制动已无法满足随着列车速度提升所需的大功率制动性能要求。

20世纪初，盘形制动装置问世，其主要是利用闸片夹紧安装在车盘轮侧面或车轴上的制动盘来产生制动力，使得车轮无需承受制动负荷，进而增加其寿命，而且制动产生的大部分热量能够通过制动盘快速散发出去，因此盘形制动具有较高的制动功率。同时，制动盘对闸片材料要求不高，半金属基合成闸片及粉末冶金闸片均可与之匹配。高速制动盘优异的摩擦制动性能可以确保列车短距离安全停车，作为摩擦制动系统关键组件其生产制造技术是限制高速列车技术发展的重要因素之一。

随着我国高速铁路事业的发展，我国列车在提速运行的同时还需面对长地域跨度和长时间摩擦的工况，这就对列车摩擦盘的摩擦稳定性和低温强韧匹配性提出了新的要求，以满足南北方地域不同引起的长距离摩擦和环境温度差引起的摩擦稳定性不足和低温脆性倾向大的问题。

综上所述，本领域技术人员亟需研究一种高稳定列车制动盘材料及其制备方法，解决高速列车制动盘摩擦稳定性不足和低温脆性倾向大的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，本发明提供一种可以解决高速列车制动盘摩擦稳定性不足和低温脆性倾向大的问题的列车制动盘材料。

同时，本发明提供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。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种具有稳定摩擦系数的高速列车制动盘材料，以质量百分比计，其原料及配比如下：

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，包括以下步骤：