一种高摩擦热稳定性的列车闸片用粉末冶金材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高摩擦热稳定性的列车闸片用粉末冶金材料，包括以下原料：铜粉、锌粉、锰铁矿粉、铁粉、铅粉、二硫化钼粉、钇粉、碳化钛粉、碳化钽粉、锡粉、二氧化硅、氮化硼粉、石墨粉、甘油、硬酯酸、玻璃纤维、碳纤维PBT树脂、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、脱气剂、流平剂、偶联剂、粘合剂、增强剂、切削剂、润滑剂、聚丙烯蜡、氮化硅、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、硫化亚锰、碳化硅、乙二醇乙醚醋酸酯、分散剂、调节剂、抑制剂、扩链剂、插层剂、相容剂、稀释剂、安定剂、架桥剂、增韧剂、稳定剂、终止剂，本发明专利技术通过特定的成分配比，使得高摩擦热稳定性的列车闸片用粉末冶金材料整体密度均匀，致密度高，耐磨性、强度和硬度好，材料利用率高。

Powder metallurgy material for train brake pad with high friction and thermal stability

The invention discloses a train brake friction and high thermal stability by powder metallurgy material comprises the following raw materials: copper, zinc, manganese ore powder, iron powder, lead powder, molybdenum powder, yttrium powder, titanium carbide powder, tantalum powder, tin powder, silica, boron nitride powder, graphite powder, glycerin, stearic acid, glass fiber, carbon fiber PBT resin, carboxymethyl cellulose, polyacrylamide, degassing agent, leveling agent, coupling agent, adhesive agent, reinforcing agent, cutting agent, lubricant, polypropylene wax, silicon nitride, epoxy propyl trimethoxysilane, manganese sulfide, silicon carbide, ethylene glycol ether acetate, dispersing agent, modifier, inhibitor, chain extender, intercalation agent, compatibilizer, diluent, stabilizer, crosslinking agent, toughening agent, stabilizer, terminator, the composition of specific, The utility model has the advantages of uniform density, high density, good abrasion resistance, good strength and hardness, and high material utilization rate for train brake pieces with high friction and thermal stability.

【技术实现步骤摘要】
一种高摩擦热稳定性的列车闸片用粉末冶金材料
本专利技术属于粉末冶金
，具体涉及一种高摩擦热稳定性的列车闸片用粉末冶金材料。
技术介绍
目前，铁路是国家的重要基础设施、国民经济的大动脉和大众化交通工具。为了保证高速动车组高速安全运行，必须具备稳定且良好的制动系统，其中制动闸片是高速列车制动系统的关键部件和易损件。随着高速动车组运行速度的不断提高，列车的制动负荷也大幅增加，制动时闸片将巨大的动能通过摩擦转化为热能，所以要求闸片制动材料应具有较高的机械强度、良好的耐热性和导热性、稳定的摩擦性能、较低的磨损以及降低对车轮的磨耗。现有技术中普遍使用的闸片材料有粉末冶金和高分子合成材料两类，其中高分子合成材料因强度低、耐热性差、热衰严重，不能适用于时速300公里以上高速列车的制动要求；而粉末冶金通过优化配方和工艺，可以达到强度高、导热性好，摩擦性能稳定等优点，因此是较为理想的闸片用制动材料，目前粉末冶金材料体系中通常加入金属锡形成Cu-Sn合金以强化基体，但由于锡是低熔点金属(231.86℃)，因此由该基体制备的粉末冶金材料的闸片使用温度在500℃以下，而超过500℃后材料的强度和摩擦性能将急剧衰退，将不能有效制动。但是，现有的列车闸片用粉末冶金材料，由于配方不够完善、混料不均匀，导致材料利用率低，压制成的生坯的不均匀，通过热处理所得的零件的整体密度不均匀，致密度低，摩擦热稳定性、耐热性、耐磨性、强度和硬度较差。
技术实现思路
本专利技术提供一种高摩擦热稳定性的列车闸片用粉末冶金材料，以解决现有列车闸片用粉末冶金材料整体密度不均匀，致密度低，摩擦热稳定性、耐热性、耐磨性、强度和硬度较差，材料利用率低，制备成本高等问题。本专利技术的高摩擦热稳定性的列车闸片用粉末冶金材料，通过特定的成分配比，使得高摩擦热稳定性的列车闸片用粉末冶金材料整体密度均匀，致密度高，摩擦热稳定性和耐热性优、抗压强度和硬度较好，材料利用率高。为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种高摩擦热稳定性的列车闸片用粉末冶金材料，以重量为单位，包括以下原料：铜粉752-1498份、锌粉35-58份、锰铁矿粉15-27份、铁粉15-24份、铅粉24-34份、二硫化钼粉17-26份、钇粉13-26份、碳化钛粉18-29份、碳化钽粉14-18份、锡粉13-19份、二氧化硅5-12份、氮化硼粉12-18份、石墨粉7-13份、甘油23-32份、硬酯酸9-18份、玻璃纤维14-23份、碳纤维6-13份、PBT树脂7-12份、羧甲基纤维素14-17份、聚丙烯酰胺8-15份、聚丙烯蜡13-25份、氮化硅6-9份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷5-12份、硫化亚锰10-14份、碳化硅6-9份、乙二醇乙醚醋酸酯4-6份、脱气剂0.6-0.9份、流平剂0.5-0.8份、偶联剂0.6-1.2份、粘合剂1.4-3.2份、增强剂0.9-1.5份、切削剂0.8-1.2份、润滑剂0.9-1.6份、分散剂0.7-0.9份、调节剂0.6-0.8份、抑制剂1-1.4份、扩链剂0.7-1.3份、插层剂0.6-0.9份、相容剂1.2-1.6份、稀释剂0.5-0.8份、安定剂0.9-1.5份、架桥剂0.6-1.1份、增韧剂0.5-0.7份、稳定剂0.3-0.6份、终止剂0.4-0.6份；所述脱气剂为硬脂酸；所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷；所述偶联剂为环氧硅烷类偶联剂；所述粘合剂，以重量份为单位，包括以下原料：铝化镍19-24份、三铝化钛12-17份、氮化铝10-15份、钒4-6份、钇3-5份；所述增强剂为701粉增强剂；所述切削剂以重量为单位，包括以下原料：硅油24-28份、苯二甲酸二丁酯12-17份、二壬基萘磺酸钠9-16份、2，6-二叔丁基对乙酚12-15份、乙二酸聚酯11-13份、丙烯酰胺9-12份、油酸酰胺8-10份、氨基羧酸类螯合剂3-5份；所述润滑剂，以重量为单位，包括以下原料：聚乙烯基异丁醚23-48份、聚丙烯蜡9-14份、硬脂酸铅15-23份、羧酸酰胺7-14份、丙烯酸酯13-16份、N-甲基吡咯烷酮8-12份；所述分散剂以重量为单位，包括以下原料：聚乙二醇25-32份、Bi2O33-5份、氨丙基三乙氧基硅烷6-9份、碳化铝10-15份、Nb2O54-6份、硫酸锌10-13份、硬脂酸单甘油酯20-30份；所述调节剂为丙烯酸酯类调节剂；所述抑制剂，以重量份为单位，包括以下原料：碳化钨20-27份、碳化铌14-19份、氮化钨12-16份、硫化钼10-12份、氟化铈13-16份、碳纤维9-12份；所述安定剂组成成分为磷石膏0.5-0.9份、氧化铁0.4-0.6份；所述稳定剂为肪酸类稳定剂；所述终止剂为苯乙烯；所述高摩擦热稳定性的列车闸片用粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将铜粉、锌粉、锰铁矿粉、铁粉、铅粉、二硫化钼粉、钇粉、碳化钛粉、碳化钽粉、锡粉、二氧化硅、氮化硼粉、石墨粉、甘油、硬酯酸、玻璃纤维、碳纤维加入到搅拌机中，在转速为126-356r/min下搅拌9-14min，制得混合物A；S2：将PBT树脂、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、脱气剂、流平剂、偶联剂、粘合剂、增强剂、切削剂、润滑剂加入搅拌机中在转速为216-427r/min下搅拌14-22min，制得混合物B；S3：将步骤S1制得的混合物A、步骤S2制得的混合物B、聚丙烯蜡、氮化硅、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、硫化亚锰、碳化硅、乙二醇乙醚醋酸酯、分散剂、调节剂、抑制剂、扩链剂、插层剂、相容剂、稀释剂、安定剂、架桥剂、增韧剂、稳定剂、终止剂加入到搅拌机中，在温度为259-305℃，转速为300-500r/min下搅拌1.5-3.5h，制得混合物C；S4：将步骤S3制得的混合物C放入压机，由压机将所述混合物C送入预设的产品模具中，并在压力为612-635MPa下压制成生坯件；S5：将步骤S4制得的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在702-718℃下，预烧结40-46min，其中氢气与氮气的体积比为1.16-2.25:90.6-95.8，然后按以下升温和温度进行烧结：1）以升温速率14-21℃/min，从702-718℃升温至918-952℃，并保温7-10min；2）以升温速率19-24℃/min，从918-952℃升温至1020-1115℃，并保温12-16min；3）以升温速率10-12℃/min，从1020-1115℃升温至1230-1280℃，并在此温度下烧结138-145min，制得工件；S6：将步骤S5制得的工件进行淬火，淬火温度为822-838℃，淬火时间为35-47min，然后以升温速率8-15℃/min升温至939-947℃，保温60-71min，再进行回火，回火温度为232-243℃，回火保温时间为69-74min，制得材料A；S7：将步骤S6制得的材料A在渗碳炉中，在气态的渗碳介质中加热到863-885℃，保温4.4-5.1h，接着冷却至122-135℃，保温5.2-6.4h，再接着冷却到室温，制得材料B；S8：将步骤S7制得的材料B送入蒸汽炉内，进行蒸汽处理，蒸汽温度为693-748℃，保温2.2-3.1h，然后在184-196℃下保温3.2-3.5h，最后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高摩擦热稳定性的列车闸片用粉末冶金材料，其特征在于，以重量为单位，包括以下原料：铜粉752‑1498份、锌粉35‑58份、锰铁矿粉15‑27份、铁粉15‑24份、铅粉24‑34份、二硫化钼粉17‑26份、钇粉13‑26份、碳化钛粉18‑29份、碳化钽粉14‑18份、锡粉13‑19份、二氧化硅5‑12份、氮化硼粉12‑18份、石墨粉7‑13份、甘油23‑32份、硬酯酸9‑18份、玻璃纤维14‑23份、碳纤维6‑13份、PBT树脂7‑12份、羧甲基纤维素14‑17份、聚丙烯酰胺8‑15份、聚丙烯蜡13‑25份、氮化硅6‑9份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷5‑12份、硫化亚锰10‑14份、碳化硅6‑9份、乙二醇乙醚醋酸酯4‑6份、脱气剂0.6‑0.9份、流平剂0.5‑0.8份、偶联剂0.6‑1.2份、粘合剂1.4‑3.2份、增强剂0.9‑1.5份、切削剂0.8‑1.2份、润滑剂0.9‑1.6份、分散剂0.7‑0.9份、调节剂0.6‑0.8份、抑制剂1‑1.4份、扩链剂0.7‑1.3份、插层剂0.6‑0.9份、相容剂1.2‑1.6份、稀释剂0.5‑0.8份、安定剂0.9‑1.5份、架桥剂0.6‑1.1份、增韧剂0.5‑0.7份、稳定剂0.3‑0.6份、终止剂0.4‑0.6份；所述脱气剂为硬脂酸；所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷；所述偶联剂为环氧硅烷类偶联剂；所述粘合剂，以重量份为单位，包括以下原料：铝化镍19‑24份、三铝化钛12‑17份、氮化铝10‑15份、钒4‑6份、钇3‑5份；所述增强剂为701粉增强剂；所述切削剂以重量为单位，包括以下原料：硅油24‑28份、苯二甲酸二丁酯12‑17份、二壬基萘磺酸钠9‑16份、2，6‑二叔丁基对乙酚12‑15份、乙二酸聚酯11‑13份、丙烯酰胺9‑12份、油酸酰胺8‑10份、氨基羧酸类螯合剂3‑5份；所述润滑剂，以重量为单位，包括以下原料：聚乙烯基异丁醚23‑48份、聚丙烯蜡9‑14份、硬脂酸铅15‑23份、羧酸酰胺7‑14份、丙烯酸酯13‑16份、N‑甲基吡咯烷酮8‑12份；所述分散剂以重量为单位，包括以下原料：聚乙二醇25‑32份、Bi...

【技术特征摘要】
1.一种高摩擦热稳定性的列车闸片用粉末冶金材料，其特征在于，以重量为单位，包括以下原料：铜粉752-1498份、锌粉35-58份、锰铁矿粉15-27份、铁粉15-24份、铅粉24-34份、二硫化钼粉17-26份、钇粉13-26份、碳化钛粉18-29份、碳化钽粉14-18份、锡粉13-19份、二氧化硅5-12份、氮化硼粉12-18份、石墨粉7-13份、甘油23-32份、硬酯酸9-18份、玻璃纤维14-23份、碳纤维6-13份、PBT树脂7-12份、羧甲基纤维素14-17份、聚丙烯酰胺8-15份、聚丙烯蜡13-25份、氮化硅6-9份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷5-12份、硫化亚锰10-14份、碳化硅6-9份、乙二醇乙醚醋酸酯4-6份、脱气剂0.6-0.9份、流平剂0.5-0.8份、偶联剂0.6-1.2份、粘合剂1.4-3.2份、增强剂0.9-1.5份、切削剂0.8-1.2份、润滑剂0.9-1.6份、分散剂0.7-0.9份、调节剂0.6-0.8份、抑制剂1-1.4份、扩链剂0.7-1.3份、插层剂0.6-0.9份、相容剂1.2-1.6份、稀释剂0.5-0.8份、安定剂0.9-1.5份、架桥剂0.6-1.1份、增韧剂0.5-0.7份、稳定剂0.3-0.6份、终止剂0.4-0.6份；所述脱气剂为硬脂酸；所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷；所述偶联剂为环氧硅烷类偶联剂；所述粘合剂，以重量份为单位，包括以下原料：铝化镍19-24份、三铝化钛12-17份、氮化铝10-15份、钒4-6份、钇3-5份；所述增强剂为701粉增强剂；所述切削剂以重量为单位，包括以下原料：硅油24-28份、苯二甲酸二丁酯12-17份、二壬基萘磺酸钠9-16份、2，6-二叔丁基对乙酚12-15份、乙二酸聚酯11-13份、丙烯酰胺9-12份、油酸酰胺8-10份、氨基羧酸类螯合剂3-5份；所述润滑剂，以重量为单位，包括以下原料：聚乙烯基异丁醚23-48份、聚丙烯蜡9-14份、硬脂酸铅15-23份、羧酸酰胺7-14份、丙烯酸酯13-16份、N-甲基吡咯烷酮8-12份；所述分散剂以重量为单位，包括以下原料：聚乙二醇25-32份、Bi2O33-5份、氨丙基三乙氧基硅烷6-9份、碳化铝10-15份、Nb2O54-6份、硫酸锌10-13份、硬脂酸单甘油酯20-30份；所述调节剂为丙烯酸酯类调节剂；所述抑制剂，以重量份为单位，包括以下原料：碳化钨20-27份、碳化铌14-19份、氮化钨12-16份、硫化钼10-12份、氟化铈13-16份、碳纤维9-12份；所述安定剂组成成分为磷石膏0.5-0.9份、氧化铁0.4-0.6份；所述稳定剂为肪酸类稳定剂；所述终止剂为苯乙烯；所述高摩擦热稳定性的列车闸片用粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将铜粉、锌粉、锰铁矿粉、铁粉、铅粉、二硫化钼粉、钇粉、碳化钛粉、碳化钽粉、锡粉、二氧化硅、氮化硼粉、石墨粉、甘油、硬酯酸、玻璃纤维、碳纤维加入到搅拌机中，在转速为126-356r/min下搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫肯堂，
申请(专利权)人：广西南宁智翠科技咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45