[发明专利]一种铁路货车用粉末冶金超低摩闸瓦及制备方法

摘要

本发明公开了一种铁路货车用粉末冶金超低摩闸瓦及制备方法，由以下重量份原料组成：铁粉67～85份、铜粉5～10份、锡粉1～3份、镍粉2～4份、锆英粉0.5～1份、二硫化钼2～5份、鳞片石墨2～6份、人造石墨2～4份、硬脂酸锌0.3～0.5份。将这些原料通过还原或烘干、混料、压制成型、烧结成型及后期的机械加工等一系列加工流程，制造一种摩擦性能优越、超耐磨、耐高温且热衰退稳定的铁路和大型货车用闸瓦。

主权项

1.一种铁路货车用粉末冶金超低摩闸瓦，其特征在于：由以下重量份原料组成：铁粉75份、铜粉7.5份、锡粉2.5份、镍粉2份、锆英粉0.6份、二硫化钼4份、鳞片石墨4份、人造石墨3份、硬脂酸锌0.4份；所述组成原料的各组元微观性状分别为：铁粉纯度≥98.5％，粒度为75～150μm，海绵状；铜粉纯度≥99.5％，粒度为20～75μm，树枝状；锡粉纯度≥99.5％，粒度为25～75μm，球状；镍粉纯度≥99.5％，粒度为20～63μm，为球状；二硫化钼纯度≥97％，粒度为20～45μm，层状粉剂；鳞片石墨纯度≥96％，灰份＜4％，粒度为75～150μm，鳞片层状；人造石墨纯度≥96％，灰份＜4％，粒度为250～355μm，为颗粒状；锆英粉的粒度为180～250μm，多棱状；所述铁路货车用粉末冶金超低摩闸瓦的制备方法包括如下步骤：(A)原材料的处理：将铜粉和铁粉进行还原处理；非金属材料二硫化钼、鳞片石墨、人造石墨和锆英粉需经烘干处理；(B)将步骤(A)处理后的原材料及其他原料根据闸瓦材料组分配比进行称取并混合，混合均匀后，掺入机油和汽油的混合液混合均匀，所述的机油为20#锭子油，占材料总重量的0.2～0.5％；所述的汽油占材料总重量的0.2～0.5％；(C)将步骤(B)的混合料，放入V型混料机中进行混料，混料转速为20～40转/分，混料时间6～12h，混合料混料完毕进行化学分析，合格后进行下工序；(D)将步骤(C)合格的混合料，按闸瓦刹车块压制参数进行称料，倒入钢模中，以400～500MPa的压力下压制得压坯；(E)将步骤(D)压制得的压坯放到经吹砂处理的背板上，按层叠放，刹车块与刹车块之间用高密石墨盘隔开，在钟罩式或井式加压烧结炉中进行烧结；(F)将步骤(E)所得烧结毛坯，经硬度检测、尺寸检测、物理力学性能检测合格后，机械加工后，3件刹车块铆接在瓦背上制得铁路货车用超低摩闸瓦；所述步骤(A)分为以下步骤：(a1)铜粉和铁粉的还原处理：铜粉的还原温度为400～450℃，铁粉的还原温度为600～700℃，在氨分解气体环境中保温3小时后空冷至室温，还原后的铜粉和铁粉须经相应粒度的标准筛子过筛处理；(a2)非金属元素二硫化钼、鳞片石墨、人造石墨和锆英粉需经烘干处理，烘干温度为140～160℃，保温3小时后随炉冷却；所述步骤(E)中烧结工艺参数为：在氨分解气体保护下，从室温到500℃，不加压，以5～8℃/min的升温速度加热，到500℃时保温20～30min，给刹车块施加0.6～0.8MPa的压力，从500℃到800℃，给刹车块施加1.0～1.2MPa的压力，以3～5℃/min的升温速度加热，到800℃时保温20～30min，给刹车块施加1.5～1.8MPa的压力，从800℃到1010±10℃，给刹车块施加2.0～2.2MPa的压力，以3～5℃/min的升温速度加热，到1010±10℃时保温100～150min，给刹车块施加2.5～2.8MPa的压力，保温完毕，打开加热罩，空冷至800～900℃，进行水冷至低于100℃取件。