[发明专利]一种摩擦材料及由其制备形成的刹车片及制备方法

说明书

本发明属于制动材料技术领域，公开了一种摩擦材料及由其制备形成的刹车片及制备方法。本发明的摩擦材料以铜粉和铁粉为基体，以石墨为润滑组元，并加入碳化硅、铬、铬铁及三氧化钼等组元，增加刹车片的摩擦系数，提高其耐磨性，大大延长了刹车片的使用寿命。本发明的摩擦材料通过各原料组分的合理选择及配比，以使各组分间产生协同配合作用，最终使得本发明的摩擦材料制得的刹车片具有热稳定性好、剪切强度高、摩擦系数稳定及磨损率低的优点，能保证高速列车的安全制动，并减小高速列车的使用和维护成本。

技术领域

本发明属于制动材料技术领域，具体涉及一种摩擦材料及由其制备形成的刹车片及制备方法。

背景技术

交通工具是现代人生活中不可或缺的一个部分。随着时代的变化和科学技术的进步，我们周围的交通工具也越来越多，给我们每一个人的生活都带来了极大的便利。在这些交通工具中，火车、汽车、城轨等陆地客货运输交通工具在生活中发挥着举足轻重的作用，并可预见在未来相当长的时间内，车辆工业仍将是国民经济的重要支柱产业。

随着人们对车辆性能要求的不断提高，交通运输车辆高速化已成为车辆发展的必然趋势，尤其是铁路运输高速化越来越成为各国重点研究与发展的目标及方向。由于列车的车速与制动功率呈3次方关系，也就是说，列车速度提高1倍，制动功率则需增加8倍。因此，要保证列车高速安全的运行，必然要求列车的制动系统具备足够的制动能力，同时保证列车制动过程平稳。目前列车的紧急制动主要是依靠车辆制动系统中的制动盘和刹车片摩擦副的摩擦实现的，而制动系统中刹车片的性能好坏对列车制动效果的影响至关重要。

目前，高铁用的制动材料大部分是铜基粉末冶金材料，铜基粉末冶金材料在相当高的温度和压力下工作时仍能保持优良的综合制动性能，具有良好的耐磨性。中国专利文献CN105506346A公开了一种粉末冶金制动闸片摩擦材料及其制备方法，该方法得到的摩擦材料的磨耗量低，剪切强度最高达到5.83Mpa，但由于该制动闸片剪切强度有限，当列车长时间运行后，运行过程中产生的振动有可能会使摩擦材料发生疲劳断裂。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的高铁制动用摩擦材料因剪切强度有限而导致使用过程中存在断裂风险的问题，从而提供一种具有高剪切强度及稳定摩擦性能的高铁制动用铜基粉末冶金摩擦材料；同时，本发明还提供了一种由该摩擦材料制备形成的刹车片及制备该刹车片的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种摩擦材料，按重量份数计，其原料包括如下组分：

铜50～60份；铁12～20份；石墨15～25份；铬铁合金2～10份；三氧化钼1～5份；铬1～5份。

进一步地，所述铬铁合金中包括如下组分：

铬55～75wt％；碳0.03～0.15wt％；余量为铁。其中，wt％为质量百分数。

进一步地，所述石墨为鳞片石墨。

进一步地，所述铜的粒径不大于250目；铁的粒径不大于300目；石墨的粒径为12～80目；铬铁合金的粒径不大于100目；三氧化钼的粒径不大于40目。

进一步地，所述铜、铁及铬可以通过现有技术中任一已知方法得到，如：所述铜可以通过电解铜、还原铜或水雾化铜的方法得到；所述铁可以通过还原铁、电解铁或水雾化铁的方法得到；所述铬可以通过电解铬、雾化铬、或球磨铬的方法得到。

进一步地，所述摩擦材料的原料组成还包括碳化硅，按重量份数计，所述碳化硅的含量不大于4份。

进一步地，所述碳化硅的粒径不大于240目。

本发明还提供了一种刹车片，所述刹车片包括上述的摩擦材料。

本发明还提供了一种制造上述刹车片的方法，包括如下步骤：

将原料各组分按比例混合形成混合料；