[发明专利]摩擦材料组合物以及用其制备的高速列车制动闸片和应用

说明书

本发明涉及摩擦材料组合物以及用其制备的高速列车制动闸片和应用，其中铜基摩擦材料组合物为采用粉末冶金技术制备，摩擦材料组合物由以下原料制成：基体组元，润滑组元，抗摩组元，摩擦稳定组元；其中高速列车制动闸片的制备方法包括配料，混料，压型与加压烧结。本发明的制动闸片耐高温，热衰退小，摩擦系数高且稳定，磨损率低，对偶件表面的热损伤和磨损小，提高制动系统的使用寿命、可靠性和经济性。

技术领域

本发明属于高速列车器件技术领域，具体涉及摩擦材料组合物以及用其制备的高速列车制动闸片和应用。

背景技术

铁路是国家的重要基础设施。为了保证高速动车组安全运行，必须具备稳定且良好的制动系统。制动时闸片要将列车运行时产生的巨大动能通过摩擦转化为热能，所以要求闸片具有较高的机械强度、良好的耐热性和导热性、抗粘性、可靠性、稳定的摩擦性能、较低的磨损等特点。随着我国高速铁路建设的蓬勃发展，列车的运营速度将继续提升，服役条件也将更加苛刻，这对列车制动闸片的综合性能提出了更高的要求。铜基粉末冶金摩擦材料相较于传统的铁基粉末冶金摩擦材料具有良好导热性，且制动时不易与铁材质的制动盘发生粘结。但铜基粉末冶金摩擦材料强度和硬度较低，在高速下制动时不宜形成较好的润滑膜，导致磨耗较高、寿命较低。

在现有技术中，常采用添加合金元素的方法来提高铜基粉末冶金摩擦材料成膜能力，例如中国专利CN201510427053.6中添加锡元素；中国专利CN201510541995.7中添加银、锡等元素。但上述专利中所添加的低熔点金属在烧结时会气化损耗，剩余的少量元素也会在制动时的高温作用下软化甚至熔化从而发生粘着磨损现象。

此外，现有技术中也常采用增加陶瓷颗粒的方法来提高制动闸片的高温耐磨性，实现降低磨耗的目的。例如中国专利CN201410765239.8中添加了莫来石；中国专利CN201510427053.6中添加了锆英石等。但由于陶瓷属于硬脆相，受力时易发生破碎产生磨粒磨损，大的陶瓷颗粒还会划伤制动盘面，导致制动盘严重磨损。

因此提供摩擦材料组合物以及用其制备的高速列车制动闸片及其制备方法具有十分重要的意义。本发明的发明人经过大量创造性劳动提出本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，本发明提供摩擦材料组合物以及用其制备的高速列车制动闸片和应用，以有效克服现有技术中存在的不足。本发明制备的制动闸片在运行过程中具有良好的摩擦磨损性能。该制动闸片耐高温，热衰退小，摩擦系数高且稳定，磨损率低，同时对偶件表面的热损伤和磨损小，该方法可明显提高制动系统的使用寿命、可靠性和经济性。

本发明的技术方案如下：

本发明的一个方面，提供一种摩擦材料组合物，所述摩擦材料组合物是铜基粉末冶金摩擦材料组合物，由以下原料制成：基体组元，润滑组元，抗摩组元，摩擦稳定组元；所述各组元重量百分比之和为100％。

优选的，本发明的摩擦材料组合物，由以下原料制成，其中各组分相比于所述摩擦材料组合物总重量：基体组元：超细铜粉30～50重量％，超细铁粉10～20重量％；润滑组元：人造石墨粉10～20重量％，纳米二硫化钼粉1～3重量％，纳米氟化钙粉2～5重量％；抗摩组元：铬粉3～10重量％，微米级碳化硅粉1～3重量％，纳米级碳化硅粉1～3重量％；摩擦稳定组元：天然鳞片石墨粉1～3重量％；所述各组元重量百分比之和为100％。

优选的，各组分相比于所述粉末冶金摩擦材料组合物重量，所述摩擦材料组合物由以下原料制成：基体组元：超细铜粉40～50重量％，超细铁粉15～20重量％，其中所述超细铜粉为600～1000目电解铜粉，所述超细铁粉为600～1000目还原铁粉；润滑组元：人造石墨粉15～20重量％，纳米二硫化钼粉2～3重量％，纳米氟化钙粉3～5重量％；抗摩组元：铬粉5～8重量％，微米级碳化硅粉2～3重量％，纳米级碳化硅粉2～3重量％；摩擦稳定组元：天然鳞片石墨粉2～3重量％；所述各组元重量百分比之和为100％。