[发明专利]一种接地装置复合金属摩擦盘及其生产工艺

说明书

本发明属于机械制造领域，涉及一种接地装置复合金属摩擦盘及其生产工艺，利用双结晶器连铸法生产复合胚料，然后将复合胚料进行热处理，而后进行机加工获得一种接地装置复合金属摩擦盘，其由摩擦盘芯和包覆层组成，其中摩擦盘芯为耐磨铜合金，所述的包覆层为现有技术中的轻金属铝合金。与单一金属的摩擦盘相比，复合金属摩擦盘可有效的降低摩擦盘重量，提高了接地装置运用过程中的可靠性；与非金属材料包覆金属摩擦盘芯结构相比，复合金属摩擦盘结合强度高、散热性好、尺寸稳定性好，提高了接地装置运行过程中的安全性。

技术领域

本发明属于机械制造领域，涉及一种接地装置复合金属摩擦盘及其生产工艺。

背景技术

接地装置是实现动车组接地回流功能的装置，接地装置核心零部件为摩擦副，即碳刷和摩擦盘。

目前，接地装置摩擦盘主要有单一金属摩擦盘和非金属材料包覆金属摩擦盘芯两种结构形式；其中单一金属摩擦盘主要为铜合金和不锈钢摩擦盘，摩擦盘重量较大，接地装置在动车组的振动条件下，容易导致安装螺栓松脱甚至断裂，影响动车组运行安全。而非金属材料包覆金属摩擦盘芯结构，摩擦盘重量较轻，但非金属材料在动车组振动的情况下，非金属材料表面和非金属与金属结合处容易出现裂纹，非金属材料包覆材料尺寸稳定性较差，装车运行一段时间后可能与装配件发生干涉；非金属材料熔点较低，在接地装置受到大电流冲击时，非金属材料可能发生熔化；与金属材料相比，非金属材料导热性差，长期使用接地装置温升较高。

发明内容

基于以上技术问题，本发明提供的一种复合金属摩擦盘，与单一金属摩擦盘相比，可以有效的降低摩擦盘重量，提高接地装置运用过程中的可靠性；与非金属材料包覆金属摩擦盘芯结构相比，复合金属摩擦盘可以避免非金属材料带来的一系列的问题，同时可以保持摩擦盘的重量与非金属材料包覆金属摩擦盘芯结构相当，提高了接地装置运用过程中的安全性。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种接地装置复合金属摩擦盘的生产工艺，其特征在于，其具体步骤如下：

步骤一，通过双结晶器连铸法将铜液和铝液进行冶金结合，形成复合胚料；

步骤二，对复合坯料进行热处理，包括高温热处理和低温热处理两个阶段；

步骤三，对复合坯料进行下料，并通过机械加工形成所述的复合金属摩擦盘。

其中，步骤一的具体方法为：用沿拉胚方向设置的上下两个同轴的结晶器，先将调配好的铜液在上部结晶器中凝固形成盘芯胚料，盘芯胚料进入到下部保温坩埚中的铝液中，然后在下部结晶器中铝液凝固形成包裹层胚料，然后包裹层胚料与盘芯胚料冶金结合形成了复合胚料。

具体的，所述铜液的化学成分按质量分数为Sn 8～11％，Zn 1～3％，Pb 0.5～2％，Ni 0.05-0.2％，P 0.01～0.04％，Ti 0.2～0.5％，其余为铜，总杂质含量小于0.2％。

进一步，步骤二中，复合金属坯料热处理工艺包括高温热处理和低温热处理，先进行的高温热处理工艺为450～500℃/2～8h，出炉风冷，而后进行的低温热处理工艺为25～200℃/4～100h，出炉空冷。

作为优选的，步骤三中，所述复合坯料下料长度为33mm。

一种接地装置复合金属摩擦盘，其通过上述的生产工艺制得，其由摩擦盘芯和包覆层组成，其中摩擦盘芯为耐磨铜合金，所述的包覆层为现有技术中的轻金属铝合金，其中复合金属摩擦盘正面中心的摩擦盘芯为凸起结构，其顶端形成的圆形的盘芯摩擦面，而与包覆层结合处的摩擦盘芯具有呈花瓣状的盘芯凸缘，而复合金属摩擦盘正面的包覆层从外围向内依次设置包覆层外边缘、包覆层凹槽、包覆层内边缘以及包覆层过渡面，并其在包覆层过渡面设置安装孔；也使得复合金属摩擦盘背面中心的摩擦盘向内凹陷，形成减重孔，并在复合金属摩擦盘背面的包覆层对应着所述包覆层凹槽的位置，设置一圈突出的包覆层背面边缘。