專利名稱：用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制動(dòng)閘片的材料，特別是涉及一種用于高速動(dòng)車組 制動(dòng)閘片的粉末冶金材料。
背景技術(shù)：
高速動(dòng)車組的弓I進(jìn)和國(guó)產(chǎn)化研制，使得我國(guó)的鐵路事業(yè)有了飛躍式 的發(fā)展。在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，穩(wěn)定且良好的制動(dòng)系統(tǒng)是高速動(dòng)車組高速運(yùn)行 的保證。隨著高速動(dòng)車組運(yùn)行速度的不斷提高，列車的制動(dòng)負(fù)荷也大幅 增加，這就對(duì)列車的制動(dòng)系統(tǒng)提出了更高的要求。閘片是高速動(dòng)車組制 動(dòng)系統(tǒng)的重要部件之一，在列車制動(dòng)時(shí)閘片能夠吸收動(dòng)能，并將動(dòng)能轉(zhuǎn) 化為熱能散發(fā)到空氣中，所以在制動(dòng)時(shí)要求閘片材料既不能自身有毀壞 性的磨損，也不能破壞制動(dòng)摩擦副部件。
我國(guó)現(xiàn)有列車制動(dòng)閘片基本上采用合成材料，這種材料的主要成分 為有機(jī)材料，主要存在下述缺陷 (O強(qiáng)度低；
(2) 耐熱性能差，其最高使用溫度不能超過40(TC;
(3) 耐磨性能較差，不能承受較大的壓力， 一般僅用于運(yùn)行速度小 于200km/h的列車上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材 料，可以有效解決現(xiàn)有合成材料強(qiáng)度低、耐熱性能差、耐磨性能較差等 缺陷。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的 粉末冶金材料，包括以下重量百分比的組成成分銅55-70%、錫2-7%、 鋅2-6%、鐵1-7%、 二氧化硅1-5%、三氧化鉬4-8%、三氧化二鋁3-7% 和碳6-13%。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶
金材料還包括重量百分比為5-9%的鎳、重量百分比為4-7%的鎢或重量百 分比為1-6%的鉛，或上述組分的任意組合。
進(jìn)一步地，所述銅的重量百分比為55-60%;所述鐵的重量百分比為 1-4%;所述三氧化二鋁的重量百分比為3-5%。
本發(fā)明提供了一種用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料，該材 料采用銅為金屬基體，可以保證其較高的導(dǎo)熱性；加入鎳等元素，可以 提高其熱容量和耐磨性；再輔之以碳、鋅、鐵、錫、鉛等元素，使其具 有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)、減小表面磨損；采用二氧化硅、三氧化鉬、三氧化 二鋁等以減少表面粘結(jié)和卡滯。因此，本發(fā)明具有較高的摩擦耐熱性、 穩(wěn)定的摩擦系數(shù)、較強(qiáng)的耐磨性和較好的熱物理穩(wěn)定性能，同時(shí)機(jī)械強(qiáng) 度也有顯著提高，能夠滿足高速動(dòng)車組高速運(yùn)行時(shí)制動(dòng)的需要。
下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅55%、錫7%、鋅2%、鐵7%、 二氧化硅1%、三氧化鉬8%、 三氧化二鋁7%和碳13%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為24.6，抗壓強(qiáng)度為35.3MPa。
實(shí)施例2
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅70%、錫2%、鋅6%、鐵1°/。、 二氧化硅5%、三氧化鉬4%、 三氧化二鋁6%和碳6%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為20.9，抗壓強(qiáng)度為33.9MPa。
實(shí)施例3
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組
4成成分銅64%、錫5%、鋅5%、鐵4%、 二氧化硅3%、三氧化鉬6%、 三氧化二鋁3%和碳10%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下-硬度HB為22.6，抗壓強(qiáng)度為37.4MPa。
實(shí)施例4
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅55%、錫7%、鋅2%、鐵7%、 二氧化硅1%、三氧化鉬8%、 三氧化二鋁3%、碳12%和鎳5%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為24.6，抗壓強(qiáng)度為37.3MPa。
實(shí)施例5
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶余材料包括以下重量百分比的組 成成分銅70%、錫2%、鋅2%、鐵1%、 二氧化硅1%、三氧化鉬4%、 三氧化二鋁5%、碳6%和鎳9%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為21.6，抗壓強(qiáng)度為33.3MPa。
實(shí)施例6
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅57%、錫6%、鋅4%、鐵4%、 二氧化硅2.5%、三氧化鉬6%、 三氧化二鋁3.5%、碳10%和鎳7%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為23.6，抗壓強(qiáng)度為35.1MPa。
實(shí)施例7
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅55%、錫7%、鋅2%、鐵7%、 二氧化硅1%、三氧化鉬8%、 三氧化二鋁3%、碳13%和鴿4%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為24.5，抗壓強(qiáng)度為37.8MPa。
實(shí)施例8
5用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組
成成分銅70%、錫2%、鋅2%、鐵1%、 二氧化硅1%、三氧化鉬4%、 三氧化二鋁7%、碳6%和鴇7%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下
硬度HB為21，抗壓強(qiáng)度為34.8MPa。 實(shí)施例9
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅57%、錫5%、鋅5%、鐵4%、 二氧化硅3%、三氧化鉬7%、 三氧化二鋁3.5%、碳10%和鉤5.5%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為22,抗壓強(qiáng)度為36.8MPa。
實(shí)施例10
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅55%、錫7%、鋅2%、鐵7%、 二氧化硅4%、三氧化鉬8%、 三氧化二鋁3%、碳13°/。和鉛1%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為24.8，抗壓強(qiáng)度為36MPa。
實(shí)施例11
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅70%、錫2%、鋅3%、鐵1%、 二氧化硅1%、三氧化鉬4%、 三氧化二鋁7%、碳6%和鉛6%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為21.8，抗壓強(qiáng)度為34.2MPa。
實(shí)施例12
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅57%、錫6%、鋅4%、鐵4%、 二氧化硅3.5%、三氧化鉬7%、 三氧化二鋁3.5%、碳11°/。和鉛4%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為24.8，抗壓強(qiáng)度為35.2MPa。實(shí)施例13
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組
成成分銅55%、錫7%、鋅2%、鐵7%、 二氧化硅4%、三氧化鉬4%、 三氧化二鋁3%、碳7%、鎳5%和鉛6%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下
硬度HB為25.8，抗壓強(qiáng)度為34.2MPa。 實(shí)施例14
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅70%、錫2%、鋅2%、鐵1%、 二氧化硅1%、三氧化鉬4%、 三氧化二鋁4%、碳6°/。、鎳9%和鉛1%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為21.8，抗壓強(qiáng)度為34.2MPa。
實(shí)施例15
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅57%、錫6°/。、鋅4%、鐵4%、 二氧化硅2.5%、三氧化鉬6%、 三氧化二鋁3.5%、碳7%、鎳7%和鉛3%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下-硬度HB為23.9，抗壓強(qiáng)度為35.1MPa。
實(shí)施例16
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅55%、錫7%、鋅2%、鐵7%、 二氧化硅4%、三氧化鉬6%、 三氧化二鋁3%、碳6%、鎢4%和鉛6%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為24，抗壓強(qiáng)度為37MPa。
實(shí)施例17
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅70%、錫2%、鋅2%、鐵1%、 二氧化硅1%、三氧化鉬4%、 三氧化二鋁6%、碳6%、鎢7%和鉛1%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下硬度HB為22.1，抗壓強(qiáng)度為35.3MPa。 實(shí)施例18
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅57%、錫5%、鋅5%、鐵4%、 二氧化硅3%、三氧化鉬6%、 三氧化二鋁3.5°/。、碳8%、鴇5.5%和鉛3%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下-硬度HB為23.8，抗壓強(qiáng)度為37MPa。
實(shí)施例19
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅55%、錫7%、鋅2%、鐵7%、 二氧化硅4%、三氧化鉬4%、 三氧化二鋁3%、碳6°/。、鎳5%和鎢7%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為24，抗壓強(qiáng)度為37MPa。
實(shí)施例20
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅68%、錫2%、鋅2%、鐵1%、 二氧化硅1%、三氧化鉬4%、 三氧化二鋁3%、碳6%、鎳9%和鎢4%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為22.6，抗壓強(qiáng)度為34MPa。
實(shí)施例21
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅57%、錫6%、鋅4%、鐵4%、 二氧化硅2%、三氧化鉬6%、 三氧化二鋁3.5%、碳7%、鎳6%和鎢4.5%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為24，抗壓強(qiáng)度為36MPa。
實(shí)施例22
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅55%、錫2%、鋅2%、鐵1%、 二氧化硅5%、三氧化鉬4%、 三氧化二鋁3%、碳6%、鎳9%、鎢7°/。和鉛6%。
8按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下
硬度HB為24，抗壓強(qiáng)度為37MPa。 實(shí)施例23
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅70%、錫2%、鋅2%、鐵1%、 二氧化硅1%、三氧化鉬4%、 三氧化二鋁3%、碳7%、鎳5%、鉤4°/。和鉛1%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下
硬度HB為21，抗壓強(qiáng)度為36.3MPa。 實(shí)施例24
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅57%、錫5%、鋅3%、鐵4%、 二氧化硅2%、三氧化鉬5%、 三氧化二鋁3.5%、碳8%、鎳6%、鎢4.5%和鉛2%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為23，抗壓強(qiáng)度為35.2MPa。
實(shí)施例25
用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料包括以下重量百分比的組 成成分銅57%、錫5%、鋅3%、鐵4%、 二氧化硅1.5%、三氧化鉬5%、 三氧化二鋁3.5%、碳7%、鎳6%、鎢4.5%、鉛2°/。和雜質(zhì)1.5%。
按照上述組成成分所得的粉末冶金材料在常溫下的機(jī)械性能如下 硬度HB為23.5，抗壓強(qiáng)度為35.8MPa。
在實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)中，模擬試驗(yàn)速度最高為350km/h，試驗(yàn)期間最高 瞬間溫度達(dá)到720°C，上述實(shí)施例1至實(shí)施例25的粉末冶金材料在不同 溫度、壓力和速度下摩擦系數(shù)的波動(dòng)不超過平均摩擦系數(shù)值的±15%;摩 擦對(duì)象的工作表面沒有發(fā)生粘結(jié)，磨耗量小于0.35cm3/MJ;并且粉末冶 金材料本身沒有出現(xiàn)破裂、分層、掉塊等現(xiàn)象，也沒有燃燒、冒煙和散 發(fā)出不良?xì)馕兜那樾伟l(fā)生。
本發(fā)明提供了一種用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料，具有 較高的摩擦耐熱性、穩(wěn)定的摩擦系數(shù)、較強(qiáng)的耐磨性和較好的熱物理穩(wěn) 定性能，同時(shí)機(jī)械強(qiáng)度也有顯著提高，能夠滿足高速動(dòng)車組高速運(yùn)行時(shí)
9制動(dòng)的需要。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非 限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而 不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料，其特征在于，包括以下重量百分比的組成成分銅55-70％、錫2-7％、鋅2-6％、鐵1-7％、二氧化硅1-5％、三氧化鉬4-8％、三氧化二鋁3-7％和碳6-13％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料， 其特征在于，還包括重量百分比為5-9%的鎳、重量百分比為4-7%的鎢或 重量百分比為1-6%的鉛，或上述組分的任意組合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金 材料，其特征在于，所述銅的重量百分比為55-60%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金 材料，其特征在于，所述鐵的重量百分比為1-4%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金 材料，其特征在于，所述三氧化二鋁的重量百分比為3-5%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料，包括以下重量百分比的組成成分銅55-70％、錫2-7％、鋅2-6％、鐵1-7％、二氧化硅1-5％、三氧化鉬4-8％、三氧化二鋁3-7％和碳6-13％。本發(fā)明還可以包括重量百分比為5-9％的鎳、重量百分比為4-7％的鎢或重量百分比為1-6％的鉛，或上述組分的任意組合。本發(fā)明用于高速動(dòng)車組制動(dòng)閘片的粉末冶金材料具有較高的摩擦耐熱性、穩(wěn)定的摩擦系數(shù)、較強(qiáng)的耐磨性和較好的熱物理穩(wěn)定性能，同時(shí)機(jī)械強(qiáng)度也有顯著提高，能夠滿足高速動(dòng)車組高速運(yùn)行時(shí)制動(dòng)的需要。
文檔編號(hào)B22F1/00GK101623759SQ200910091259
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者劉麗蓉 申請(qǐng)人:劉麗蓉