本發(fā)明涉及粉末冶金材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高寒地區(qū)高速列車(chē)制動(dòng)閘片用冶金摩擦材料。

背景技術(shù)：

高速列車(chē)是指最高行車(chē)速度達(dá)到或超過(guò)200km/h的鐵路列車(chē)。隨著我國(guó)高鐵技術(shù)的成熟，在2015年我國(guó)第一條高寒地區(qū)高速列車(chē)線路正式開(kāi)通，高寒地區(qū)對(duì)于鐵軌和高速列車(chē)都有著極高的要求，尤其是列車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)；例如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201510137685.9的一種高速列車(chē)制動(dòng)閘片用粉末冶金摩擦材料及其制備方法，其采用氧化鋯和鉻鐵作為摩擦元，雖然其能夠提供穩(wěn)定的摩擦系數(shù)、滿足制動(dòng)所需要的制動(dòng)力矩，但是在高寒地區(qū)，溫度較低，制動(dòng)閘片的熱衰退能力下降，同時(shí)制動(dòng)閘片還必須能夠承擔(dān)高速列車(chē)產(chǎn)生的巨大負(fù)荷，并將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能耗散出去，這就導(dǎo)致現(xiàn)有的閘片制動(dòng)效果不佳，存在一定的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明對(duì)于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高寒地區(qū)高速列車(chē)制動(dòng)閘片用冶金摩擦材料。

本發(fā)明的一種高寒地區(qū)高速列車(chē)制動(dòng)閘片用冶金摩擦材料，是由下列組分按重量份數(shù)組成：銅30～70份、鐵10～30份、石墨5～20份、氧化鋯1～20份、二硫化鉬1～10份、碳化硅3～5份、錫1～5份、錳1～5份、鎳1～5份、鉻鐵0.5～5份、鋁硅酸鹽礦石粉1.5～3.5份。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的冶金摩擦材料是由下列組分按重量份數(shù)組成：銅40～60份、鐵15～25份、石墨10～17份、氧化鋯4～16份、二硫化鉬3～7份、碳化硅3～5份、錫1～3份、錳2～3份、鎳3～5份、鉻鐵1～2份、鋁硅酸鹽礦石粉1.5～3.5份。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的石墨是由以下組分按重量份數(shù)組成：鱗片石墨5～7份和粒狀石墨5～10份。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的鉻鐵為高碳鉻鐵。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的氧化鋯為釔穩(wěn)定電熔氧化鋯。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的鋁硅酸鹽礦石粉為莫來(lái)石粉。

冶金摩擦材料是用粉末冶金的方法制成的、具有高摩擦系數(shù)和高耐磨性的金屬與非金屬組成的材料，也稱燒結(jié)摩擦材料。這種材料通常由基體金屬(銅、鐵或其合金)、潤(rùn)滑組元(鉛、石墨、二硫化鉬等)、摩擦組元(二氧化硅、石棉等)3部分組成；其組織特點(diǎn)是：具有特殊性能的各種質(zhì)點(diǎn)均勻地分布在連續(xù)的金屬基體中。金屬基體發(fā)揮良好的導(dǎo)熱性并承受機(jī)械應(yīng)力，均勻分布的質(zhì)點(diǎn)保證所需的摩擦性能。與傳統(tǒng)的石棉樹(shù)脂或金屬摩擦材料相比，它的優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)高，摩擦系數(shù)隨溫度、壓力和速度的變化而產(chǎn)生的變化小，耐高溫、抗咬合性好，磨損小，壽命長(zhǎng)等；為了增加粉末冶金摩擦材料的強(qiáng)度，通常將其粘結(jié)在鋼背上而成為雙金屬結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明采用銅、鐵、錫、錳、鎳為金屬組元進(jìn)行優(yōu)化組合，獲得一種具有高耐熱性、對(duì)其他組元形成良好包裹鑲嵌效果的金屬基體；采用石墨、二硫化鉬作為潤(rùn)滑組元降低材料磨損率，防止磨損對(duì)偶；采用：氧化鋯、鉻鐵，碳化硅、鋁硅酸鹽礦石粉作為摩擦組元提供穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和滿足制動(dòng)所需的制動(dòng)力矩。

鎳作為金屬基體，其耐腐蝕，同時(shí)能夠調(diào)節(jié)產(chǎn)品硬度，以適用于高速列車(chē)制動(dòng)閘片使用。

碳化硅化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好。

莫來(lái)石是一種優(yōu)質(zhì)的耐火原料，這一類(lèi)礦物比較稀少。莫來(lái)石是鋁硅酸鹽在高溫下生成的礦物，人工加熱鋁硅酸鹽時(shí)會(huì)形成莫來(lái)石，莫來(lái)石礦被用來(lái)生產(chǎn)高溫耐火材料。

本發(fā)明的一種高寒地區(qū)高速列車(chē)制動(dòng)閘片用冶金摩擦材料，適用于高寒地區(qū)的高速列車(chē)制作制動(dòng)閘片使用，其較現(xiàn)有的冶金摩擦材料增加了碳化硅和莫來(lái)石成分，這兩種成分提升產(chǎn)品抗熱衰退能力，避免了在高寒地區(qū)制動(dòng)閘片可能出現(xiàn)的熱衰退現(xiàn)象，極大的保證了高寒地區(qū)高速列車(chē)的行車(chē)安全，同時(shí)能夠獲得良好的物理力學(xué)性能和穩(wěn)定的摩擦磨損性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本發(fā)明的一種高寒地區(qū)高速列車(chē)制動(dòng)閘片用冶金摩擦材料，是由下列組分按重量份數(shù)組成：銅30份、鐵10份、石墨5份、釔穩(wěn)定電熔氧化鋯1份、二硫化鉬1份、碳化硅3份、錫1份、錳1份、鎳1份、高碳鉻鐵0.5份、莫來(lái)石粉1.5份，其中石墨是由鱗片石墨和粒狀石墨組成，其重量比為：1：1。

本發(fā)明的一種高寒地區(qū)高速列車(chē)制動(dòng)閘片用冶金摩擦材料，其工藝方法為：將上述組分摻入煤油后，通過(guò)混料機(jī)攪拌均勻；然后將混合料壓制成壓坯；再將壓坯在還原性氣氛或惰性氣氛下經(jīng)過(guò)加壓高溫?zé)Y(jié)，與支撐鋼背產(chǎn)生冶金結(jié)合，最終牢固固定在支撐鋼背上；其中，壓坯壓制壓力為400~600 MPa；將壓坯固定在支撐鋼背上，升溫至850~950 ℃，施加壓力1~4 MPa，燒結(jié)時(shí)間2~4 h；氣氛為氫氣、氮?dú)?、氫氣氮?dú)饣旌蠚饣蚍纸獍睔怏w。

實(shí)施例2

本發(fā)明的一種高寒地區(qū)高速列車(chē)制動(dòng)閘片用冶金摩擦材料，是由下列組分按重量份數(shù)組成：銅70份、鐵30份、石墨20份、釔穩(wěn)定電熔氧化鋯20份、二硫化鉬10份、碳化硅5份、錫5份、錳5份、鎳5份、高碳鉻鐵5份、莫來(lái)石粉3.5份，其中石墨是由鱗片石墨和粒狀石墨組成，其重量比為：1：2。

其制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例3

本發(fā)明的一種高寒地區(qū)高速列車(chē)制動(dòng)閘片用冶金摩擦材料，是由下列組分按重量份數(shù)組成：銅40份、鐵15份、石墨10份、釔穩(wěn)定電熔氧化鋯4份、二硫化鉬3份、碳化硅3份、錫1份、錳2份、鎳3份、高碳鉻鐵1份、莫來(lái)石粉1.5份，其中石墨是由鱗片石墨和粒狀石墨組成，其重量比為：1：1.5。

其制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例4

本發(fā)明的一種高寒地區(qū)高速列車(chē)制動(dòng)閘片用冶金摩擦材料，是由下列組分按重量份數(shù)組成：銅60份、鐵25份、石墨17份、釔穩(wěn)定電熔氧化鋯16份、二硫化鉬7份、碳化硅5份、錫3份、錳3份、鎳5份、高碳鉻鐵2份、莫來(lái)石粉3.5份，其中石墨是由鱗片石墨和粒狀石墨組成，其重量比為：1：1.2。

其制備方法同實(shí)施例1。

實(shí)施例5

本發(fā)明的一種高寒地區(qū)高速列車(chē)制動(dòng)閘片用冶金摩擦材料，是由下列組分按重量份數(shù)組成：銅50份、鐵20份、石墨15份、釔穩(wěn)定電熔氧化鋯10份、二硫化鉬5份、碳化硅4份、錫2份、錳2.5份、鎳4份、高碳鉻鐵1.5份、莫來(lái)石粉2份，其中石墨是由鱗片石墨和粒狀石墨組成，其重量比為：1：1.8。

其制備方法同實(shí)施例1。