[发明专利]一种中低速磁悬浮列车用制动材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种中低速磁悬浮列车用制动材料及其制备方法，所述制动材料的基体组元为铜，强化组元为锌、铝和钼，润滑组元为二硫化钨和石墨，摩擦组元为氧化镁和二氧化锆。所述制动材料组分的重量百分比：铜50～65％、锌1～6％、铝1～5％、钼1～4％、二硫化钨1～4％、石墨10～18％、氧化镁6～10％、二氧化锆5～12％。本发明还公开了所述制动材料的制备方法。本发明所制备的中低速磁悬浮列车用制动材料无磁性，具有高而稳定的摩擦系数、耐磨性好、环境适应性强且不伤磁轨，所述制动材料的材料组分简易、工艺简单及成本较低。

技术领域

本发明涉及磁悬浮列车技术和粉末冶金技术领域，特别是涉及一种中低速磁悬浮列车用制动材料及其制备方法。

背景技术

中低速磁悬浮列车依靠电磁力使列车悬浮，克服了传统轮轨列车的粘着限制，具有爬坡能力强、转弯半径小、噪声低、绿色环保、安全性高、建设成本低等优点，是一种极具潜力的城市轨道交通工具。

制动系统是中低速磁悬浮列车必不可少的组成部分，其制动能力是列车运营安全及运输能力的根本保证。中低速磁悬浮列车的制动方式主要包括电制动和机械制动，特殊情况下还采用落地制动。正常运行过程中，制动速度较高时中低速磁悬浮列车采用电制动与机械制动相结合的方式，优先采用电制动，制动力不足时由机械制动进行补充，而低速时列车仅依靠机械制动。此外，出现紧急制动时，中低速磁悬浮列车需同时实施电制动和机械制动。可见，机械制动是中低速磁悬浮列车不可缺少的制动方式。中低速磁悬浮列车采用制动闸片夹紧磁轨的形式施加机械制动，受列车的运营工况和服役环境影响较大，制动闸片需与磁轨具有良好的摩擦匹配性。粉末冶金制动材料具有合适且稳定的摩擦系数、良好的耐磨性、足够的机械强度、环境适应性好、与配对材料匹配良好等特点，是一种理想的制动闸片材料。

目前，多数中低速磁悬浮列车用制动闸片采用粉末冶金材料，但现役材料存在摩擦系数偏低且不稳定、与磁轨对摩时磨损大而材料寿命短、与磁轨匹配性差而损伤磁轨等问题，影响着中低速磁悬浮列车运营的安全可靠性，增加了列车的运修成本。此外，现役材料中添加了铁等组分，未能满足闸片为非导磁体的要求。中国专利CN 109536849 A公开了一种磁悬浮列车刹车片材料及制备方法，该材料的组分质量百分数为预合金粉50～165份、MoS₂粉1～8份、Mo₂O₃粉1～3份、Cr粉1～6份、SiO₂粉1～10份、鳞片石墨5～20份，所述预合金粉为Fe-Al粉、Fe-Cu粉和Cu-Al粉中任意两种的组合。该材料具有摩擦系数稳定和耐磨性好的优点，能保证列车的安全制动。然而，该材料添加了铁，无法满足制动闸片为非导磁体的要求，且材料中Mo₂O₃被世卫组织列为2B类致癌物，对人类可能致癌。

发明内容

本发明的目的在于克服现役中低速磁悬浮列车用制动材料的摩擦系数偏低且不稳定、与磁轨对摩时磨损大而材料寿命短、与磁轨匹配性差而损伤磁轨及导磁体等问题，从而提供一种中低速磁悬浮列车用制动材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种中低速磁悬浮列车用制动材料，包括基体组元、强化组元、润滑组元与摩擦组元，其特征在于，所述基体组元为铜，所述强化组元为锌、铝和钼，所述润滑组元为二硫化钨和石墨，所述摩擦组元为氧化镁和二氧化锆。

优选地，所述制动材料按照重量百分比计，包括以下原料：铜50～65％、锌1～6％、铝1～5％、钼1～4％、二硫化钨1～4％、石墨10～18％、氧化镁6～10％、二氧化锆5～12％。

优选地，所述基体组元、强化组元、润滑组元与摩擦组元的原料状态均为粉末。

优选地，所述粉末的规格：铜粉74μm，锌粉74μm，铝粉74μm，钼粉：3～8μm，二硫化钨粉6μm，石墨粉：150～600μm，氧化镁粉：100～250μm，二氧化锆粉：100～250μm。