[发明专利]一种低磨耗粉末冶金闸片及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种低磨耗粉末冶金闸片及其制备工艺，其中，一种低磨耗粉末冶金闸片的制备工艺包括:混配料：获取原料，将各原料混合均匀获得混合料；压制：将混合料在500‑600MPa的压力条件下保压2‑20s；烧结：在烧结气氛下进行烧结，烧结温度为750‑1050℃、烧结压力≤10MPa，烧结时间为2‑8h。本发明可以使烧结过程中的各组分能够充分的扩散结合，加强了闸片内部石墨与金属基体的结合强度，缓解了在制动过程中石墨剥离的现象，从而降低磨耗，延长寿命。

技术领域

本发明涉及粉末冶金闸片技术领域，具体涉及一种低磨耗粉末冶金闸片及其制备工艺。

背景技术

为适应高速列车更快速、更安全、更舒适、更环保的发展需求,高速列车制动材料应具备合适且稳定的摩擦因数、优良的耐磨性、高的耐热性与抗热疲劳性、足够的机械强度、与制动盘匹配良好、良好的环境适应性及环境友好性等特性。而粉末冶金闸片由于在制动方面具有不可替代的优越性,目前300km/h及以上的高速列车均采用此类闸片。

动车组闸片属于易损易耗件，直接影响着动车组的运营成本。同时，闸片与制动盘是一对摩擦副，闸片自身的材料配方及结构直接关系到摩擦副的综合性能及制动盘寿命。因此，研发出更低磨耗的粉末冶金闸片，用以延长闸片寿命、降低动车组运营成本十分有必要。

为了延长粉末冶金高铁闸片的寿命，降低磨耗，需要首先明白影响粉末冶金闸片寿命的因素，然后从而对症进行优化。通过发明人对闸片进行扫描电镜分析发现，其内部石墨与金属基体结合较差。在制动过程中容易出现剥离的现象，而这种非金属的剥离现象正是影响闸片寿命的主要因素。

而现有公开的能够解决石墨与金属基体结合较差的方式正如中国专利CN102925731A一种提高铜合金石墨复合材料性能的粉末冶金制备方法所记载的，采用化学镀法对石墨表面进行改性后，在使改性后的石墨与铜合金复合制备成拥有更低摩擦系数和更高耐磨性能的复合材料。但上述改性的方式存在操作步骤复杂、成本更高的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有采用化学镀法改性后的石墨进行粉末冶金闸片制备导致操作复杂、成本更高的缺陷，从而提供操作步骤更简单、制备成本更低廉的一种低磨耗粉末冶金闸片的制备工艺。

一种低磨耗粉末冶金闸片的制备工艺，包括:

混配料：获取原料，将各原料混合均匀获得混合料；

压制：将混合料在500-600MPa的压力条件下保压2-20s；

烧结：在烧结气氛下进行烧结，烧结温度为750-1050℃、烧结压力≤10MPa，烧结时间为2-8h。

原料进行混合时的转速为10-50r/min，混料时间为10-200min。在该混料过程中，适当延长混料时间，可以使各组分原材料能够混合的更加均匀，避免非金属原材料出现聚集的现象；但混合时间过长则降低生产效率，本发明中该混料时间优选为80-200min，更优选为80-140min。

原料中石墨的粒径为20-140目。

所述压制步骤中的压力优选为550-600MPa，保压时间优选为8-20s。

所述烧结温度优选为800-1050℃，进一步优选为950-1050℃；烧结时间优选为4-8h。本发明通过增加烧结温度和烧结时长，结合压制工艺以及石墨粒径，可以显著增加石墨和金属基体之间的结合强度，有效达到更优异的性能。本发明中烧结的温度至少提高50℃，时长至少增加1h。

所述烧结气氛为真空气氛、惰性气氛或还原性气氛。

所述低磨耗粉末冶金闸片为铜基粉末冶金闸片。

所述铜基粉末冶金闸片的铜含量为40％-70％。