[发明专利]一种动车用闸片、闸片用摩擦材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高速列车制动闸片技术领域，公开了一种闸片用摩擦材料，用于解决闸片仅能在时速350km/h以下使用，在更高速度下会带来闸片强度下降、摩擦系数衰减等缺陷问题。本发明提供的闸片用摩擦材料，以重量份数计，包括如下原料组分：基体组分52～66份，摩擦组分4～7份，增强组分15～28份和润滑组分19～32份；其中，所述基体组分包括铜包铁粉，所述摩擦组分包括碳化钨，所述增强组分包括过渡金属合金粉；所述润滑组分包括石墨烯和碳化硅晶须中的任意一种或几种。本发明有效提高了摩擦材料的耐热性、基体强度，降低了热衰性，降低了自身的磨损率。本发明还提供了一种摩擦材料的制备方法及动车用闸片。

技术领域

本发明涉及高速列车制动闸片技术领域，具体涉及一种动车用闸片、闸片用摩擦材料及其制备方法。

背景技术

现有技术中，铁路列车车辆使用的制动闸片多为粉末冶金闸片，例如铜基粉末冶金闸片。随着超高速动车组的出现，最高时速可以达到450公里，持续时速为400公里，各项性能要求尤其是制动性能提出了更严格的要求。目前国内外使用的制动闸片最高试验速度380km/h，从制动能量来看，超高速动车组的制动能量是现有闸片的1.4倍。以往公开的发明专利由于闸片受强度、摩擦性能和耐热性能的限制，闸片仅能在时速350km/h以下使用，在更高速度下会带来闸片强度下降、摩擦系数衰减等缺陷。

发明内容

为了解决现有技术中，闸片仅能在时速350km/h以下使用，在更高速度下会带来闸片强度下降、摩擦系数衰减等缺陷问题，本发明提供了一种动车用闸片、闸片用摩擦材料及其制备方法，使其能应用于时速超过350km/h，甚至400km/h的超高速动车组上。

第一方面，本发明提供的一种闸片用摩擦材料，以重量份数计，包括如下原料组分：基体组分52～66份，摩擦组分4～7份，增强组分15～28份和润滑组分19～32份；其中，基体组分包括铜包铁粉，摩擦组分包括碳化钨，增强组分包括过渡金属合金粉；润滑组分包括石墨烯和碳化硅晶须中的任意一种或几种。

与现有技术相比，本发明提供的闸片用摩擦材料包括基体组分、摩擦组件、增强组分和润滑组分。其中基体组分选择铜包铁粉，由于铜包铁粉的润滑性好，铜包铁粉用于摩擦材料时，与其他组分配合，不会产生偏析现象，增加了摩擦材料的基体的强度，提高摩擦材料的使用寿命。此外，铁粉外层镀上致密的纯铜层，可改善摩擦材料的传热通道，提高摩擦材料的热传导率，从而提高摩擦材料的导热性和温度传导性。进一步地，在制备摩擦体时的烧结过程中，铜包铁粉与其他金属粉体之间可以产生合金化，进而可以提高金属粉之间的合金化程度，进一步提高了摩擦材料的机械性能。润滑组分选择石墨烯和碳化硅晶须，碳化硅晶须熔点略高，约1400℃，石墨烯熔点3000℃，可以适应更高温度范围的要求，可以在高温下用于润滑保护摩擦面。此外，由于石墨烯和碳化硅晶须的化学性能比一般的增强材料更稳定，用于摩擦材料时，还可以同时起到增强作用。石墨烯和碳化硅晶须与其它各组分之间相互配合，有效提高了摩擦材料的耐热性、基体强度，降低了热衰性，降低了自身的磨损率。各种工况下如高温、高压、高寒、高风沙、潮湿条件下摩擦系数有足够大的稳定性，尤其是耐热性能优异，能够保证较长时间加热到800-900℃和长时间加热到650-750℃时，摩擦材料有足够的机械强度和耐摩擦性能。

第二方面，本发明提供一种闸片用摩擦材料的制备方法，用于闸片用摩擦材料，包括：

按照上述重量份称取各原料组分并进行充分混合，即得混合料；

将混合料加造粒剂进行造粒，获得粒径为1-3mm的颗粒；

将颗粒进行模具压型，获得压胚；

将压胚在氢气和氮气组成的还原性气氛保护下进行加压烧结，之后进行冷却，即得闸片用摩擦材料。

本发明提供的闸片用摩擦材料的制备方法的有益效果与上述技术方案的闸片用摩擦材料的有益效果相同，此处不做赘述。

第三方面，本发明还提供一种动车用闸片，包括权上述闸片用摩擦材料。