一种高速列车制动摩擦块及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高速列车制动摩擦块，属于列车制动技术领域。本发明专利技术提供的高速列车制动摩擦块包括小钢背、摩擦体和设置在小钢背和摩擦体之间的过渡层。本发明专利技术通过在小钢背与摩擦体之间添加过渡层，提高了高速列车制动摩擦块的剪切强度，使小钢背与摩擦体粘结更牢固，实施例结果表明，本发明专利技术提供的高速列车制动摩擦块粘结面的剪切强度可达16.65MPa以上，与动车组暂行技术条件要求的7MPa相比提高了137％。同时，本发明专利技术提供了一种高速列车制动摩擦块的制备方法，此法简单易行，易于实现工业化生产。

A Brake Friction Block for High Speed Train and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种高速列车制动摩擦块及其制备方法
本专利技术涉及列车制动领域，特别涉及一种高速列车制动摩擦块及其制备方法。
技术介绍
我国高铁的运营速度大多在300～350km/h，列车在正常制动尤其是紧急制动时会对制动部位产生强大的热冲击，制动部位承受此热冲击的的关键部件便是刹车片的摩擦块。高铁刹车片用摩擦块一般由镀铜小钢背(以下简称小钢背)和铜基粉末冶金摩擦体(以下简称摩擦体)两部分组成。小钢背与摩擦体在经过压制后初步粘结，在后续烧结时两者进一步粘结，然而两者虽有一定的粘结强度，但由于两者材料不同，其粘结强度并不是很高。但是在对列车进行制动时，如果小钢背与摩擦体的粘结强度存在问题，则会有摩擦体掉落的风险，作为列车运行中最重要的制动部件，摩擦体的掉落可能会造成列车不能在规定距离内停车，严重时可能会造成重大铁路事故。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种高速列车制动摩擦块及其制备方法。本专利技术提供的高速列车制动摩擦块剪切强度高，能大大提高列车制动时的安全性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种高速列车制动摩擦块，包括小钢背、摩擦体和设置在小钢背和摩擦体之间的过渡层；所述过渡层由包括以下质量百分含量的组分制备得到：Cu粉80～90％；Fe粉5～15％；Sn粉5～8％。优选的，所述过渡层的厚度为1～1.5mm。优选的，所述过渡层中Cu粉的粒径≤80μm，Fe粉的粒径≤150μm，Sn粉的粒径≤80μm。优选的，所述摩擦体由包括以下质量百分含量的组分制备得到：优选的，所述摩擦体中Cu粉的粒径≤80μm，Fe粉的粒径≤80μm，Cr粉的粒径≤150μm，SiO2的粒径≤10μm，Al2O3的粒径≤10μm，MoS2的粒径≤200μm，石墨的粒径≤200μm。优选的，所述小钢背的材质为Q235-A钢。本专利技术提供了上述高速列车制动摩擦块的制备方法，包括以下步骤：(1)将所述过渡层原料混合，得到过渡层混合料；将所述摩擦体原料混合，得到摩擦体混合料；(2)将所述小钢背、过渡层混合料和摩擦体混合料压制成型后进行加压烧结，得到高速列车制动摩擦块。优选的，所述步骤(2)中压制成型的压力为500～550MPa，保压的时间为5～10s。优选的，所述步骤(2)中加压烧结的压力为1.5～2.5MPa，温度为850～900℃，时间为2～3h。优选的，所述步骤(2)中加压烧结的保护气氛为氨分解气体。本专利技术提供了一种高速列车制动摩擦块，包括小钢背、摩擦体和设置在小钢背和摩擦体之间的过渡层。本专利技术通过在小钢背与摩擦体之间添加过渡层，提高了高速列车制动摩擦块的剪切强度，使小钢背与摩擦体粘结更牢固。实施例结果表明，本专利技术提供的高速列车制动摩擦块粘结面的剪切强度可达16.65MPa以上，与动车组暂行技术条件要求的7MPa相比提高了137％。本专利技术提供了一种高速列车制动摩擦块的制备方法，此法简单易行，易于实现工业化生产。附图说明图1为本专利技术提供的高速列车制动摩擦块的结构图；其中1为小钢背，2为过渡层，3为摩擦体。具体实施方式本专利技术提供了一种高速列车制动摩擦块，结构图如图1所示；包括小钢背1、摩擦体3和设置在小钢背和摩擦体之间的过渡层2；所述过渡层由包括以下质量百分含量的组分制备得到：Cu粉80～90％；Fe粉5～15％；Sn粉5～8％。本专利技术提供的高速列车制动摩擦块包括小钢背。在本专利技术中，所述小钢背的材质优选为Q235-A钢；本专利技术对所述小钢背的形状没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的形状，能够使高速列车制动摩擦块安装在列车制动装置中即可。本专利技术提供的高速列车制动摩擦块包括设置在小钢背和摩擦体之间的过渡层。在本专利技术中，所述过渡层的厚度优选为1～1.5mm，更优选为1.2～1.4mm。以质量百分含量计，本专利技术所述过渡层的制备原料包括80～90％的Cu粉，优选为84～88％。在本专利技术中，所述Cu粉的粒径优选≤80μm，更优选为40～60μm。在本专利技术中，所述过渡层中的Cu作为基体组元，决定材料的耐磨及耐热性能。以质量百分含量计，本专利技术所述过渡层的制备原料包括5～15％的Fe粉，优选为8～12％。在本专利技术中，所述Fe粉的粒径优选≤150μm，更优选为80～120μm。在本专利技术中，所述过渡层中的Fe固溶到Cu基体中，形成固溶体，对基体起到强化作用，能够提高材料的强度与硬度。以质量百分含量计，本专利技术所述过渡层的制备原料包括5～8％的Sn粉，优选为6～7％。在本专利技术中，所述Sn粉的粒径优选≤80μm，更优选为40～60μm。在本专利技术中，所述过渡层中的Sn固溶到Cu基体中，形成固溶体，对基体起到强化作用，能够提高材料的强度与硬度。在本专利技术中，摩擦体中摩擦组元的存在，会降低摩擦体与小钢背间的粘接强度，而过渡层的添加，使过渡层与钢背和摩擦体间在烧结过程中发生了冶金结合，可以提高高速列车制动摩擦块的剪切强度，使小钢背与摩擦体粘结更牢固。本专利技术提供的高速列车制动摩擦块包括摩擦体。本专利技术对所述摩擦体的厚度没有特殊的要求，使用本领域熟知的摩擦体厚度即可。在本专利技术中，所述摩擦体优选由包括以下质量百分含量的组分制备得到：以质量百分含量计，本专利技术所述摩擦体的制备原料包括50～60％的Cu粉，优选为52～58％。在本专利技术中，所述Cu粉的粒径优选≤80μm，更优选为40～60μm。在本专利技术中，所述摩擦体中的Cu为基体，决定材料的耐磨及耐热性能。以质量百分含量计，本专利技术所述摩擦体的制备原料包括15～25％的Fe粉，优选为18～22％。在本专利技术中，所述Fe粉的粒径优选≤150μm，更优选为80～120μm。在本专利技术中，所述摩擦体中的Fe固溶到Cu基体中，形成固溶体，对基体起到强化作用，能够提高材料的强度与硬度。以质量百分含量计，本专利技术所述摩擦体的制备原料包括2～8％的Cr粉，优选为4～6％。在本专利技术中，所述Cr粉的粒径优选≤150μm，更优选为80～120μm。在本专利技术中，所述摩擦体中的Cr作为摩擦组元均匀的分布在基体中，能够提高材料的摩擦系数。以质量百分含量计，本专利技术所述摩擦体的制备原料包括1～2％的SiO2，优选为1.5％。在本专利技术中，所述SiO2的粒径优选≤10μm，更优选为6～8μm。在本专利技术中，所述摩擦体中的SiO2作为摩擦组元均匀的分布在基体中，能够提高材料的摩擦系数。以质量百分含量计，本专利技术所述摩擦体的制备原料包括0.5～1％的Al2O3，优选为0.75％。在本专利技术中，所述Al2O3的粒径优选≤10μm，更优选为6～8μm。在本专利技术中，所述摩擦体中的Al2O3作为摩擦组元均匀的分布在基体中，能够提高材料的摩擦系数。以质量百分含量计，本专利技术所述摩擦体的制备原料包括1～2％的MoS2，优选为1.5％。在本专利技术中，所述MoS2的粒径优选≤200μm，更优选为150～180μm。在本专利技术中，所述摩擦体中的MoS2作为润滑组元，由于此材料结构中，层与层之间的结合较弱而层内原子间结合较强，起到固体润滑的作用，能够提高材料的摩擦稳定性与耐磨性。以质量百分含量计，本专利技术所述摩擦体的制备原料包括8～15％的石墨，优选为10～12％。在本专利技术中，所述石墨的粒径优选≤200μm，更优选为150～180μm。在本专利技术中，所述摩擦体中的石墨可以作为润滑组元，由于此材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速列车制动摩擦块，其特征在于，包括小钢背、摩擦体和设置在小钢背和摩擦体之间的过渡层；所述过渡层由包括以下质量百分含量的组分制备得到：Cu粉  80～90％；Fe粉  5～15％；Sn粉  5～8％。

【技术特征摘要】
1.一种高速列车制动摩擦块，其特征在于，包括小钢背、摩擦体和设置在小钢背和摩擦体之间的过渡层；所述过渡层由包括以下质量百分含量的组分制备得到：Cu粉80～90％；Fe粉5～15％；Sn粉5～8％。2.根据权利要求1所述的高速列车制动摩擦块，其特征在于，所述过渡层的厚度为1～1.5mm。3.根据权利要求1所述的高速列车制动摩擦块，其特征在于，所述过渡层中Cu粉的粒径≤80μm，Fe粉的粒径≤150μm，Sn粉的粒径≤80μm。4.根据权利要求1所述的高速列车制动摩擦块，其特征在于，所述摩擦体由包括以下质量百分含量的组分制备得到：5.根据权利要求4所述的高速列车制动摩擦块，其特征在于，所述摩擦体中Cu粉的粒径≤80μm，Fe粉的粒径≤80μm，Cr粉的粒径≤150μm，SiO2的粒径≤10μm，Al2O3的粒径≤10μm，MoS2的粒径...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立，熊翔，刘如铁，黄金保，
申请(专利权)人：红心科技有限公司，
类型：发明
国别省市：西藏,54