本發(fā)明涉及粉末冶金材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種制動閘片用粉末冶金摩擦材料及制備工藝。
背景技術(shù)：
高速列車是指最高行車速度達(dá)到或超過200km/h的鐵路列車。我國高速鐵路和高速列車技術(shù)研究和建設(shè)經(jīng)過了20多年的發(fā)展歷程，通過引進(jìn)消化吸收再自我創(chuàng)新，掌握了時速200～250km/h高速列車制造技術(shù)，自主研制生產(chǎn)了時速350km/h高速列車。隨后，中國鐵路以時速350km/h高速列車技術(shù)平臺為基礎(chǔ)，成功研制生產(chǎn)出新一代高速列車crh380型高速列車，標(biāo)志著世界高速列車技術(shù)發(fā)展到新水平。
高速列車的基礎(chǔ)制動系統(tǒng)是高速列車的關(guān)鍵部件。高速列車閘片的制動性能直接影響列車運(yùn)營的安全性，從而對閘片的制動材料性能特別是摩擦學(xué)性能提出了更高的要求。隨著高速列車速度的提高，其制動功率與車速呈3次方關(guān)系。基礎(chǔ)制動系統(tǒng)必須能夠承擔(dān)高速列車產(chǎn)生的巨大制動負(fù)荷，并將動能轉(zhuǎn)化成熱能并耗散出去。制動元件的體積溫度將達(dá)到500℃以上，瞬時溫度甚至可達(dá)1000℃。國內(nèi)外高速列車制動材料的研究方向朝著充分利用輪軌最大粘著系數(shù)、高耐熱度、高比強(qiáng)度、高耐熱沖擊、高摩擦系數(shù)方向發(fā)展。在200～250km/h的動車組領(lǐng)域可以采用合成材料作為制動材料，如crh1拖車制動閘片。而在更高速度的列車制動領(lǐng)域，傳統(tǒng)制動用摩擦材料如合成材料已逐步被粉末冶金摩擦材料所代替，國外250～300km/h高速閘片摩擦材料均采用粉末冶金摩擦材料。
與鑄鐵閘瓦和合成閘片相比，粉末冶金閘片具有優(yōu)良的綜合性能，摩擦系數(shù)高，穩(wěn)定性好及使用溫度高。尤其是在高負(fù)荷、高沖擊載荷狀態(tài)下，粉末冶金閘片是鑄鐵和合成閘片不可替代的。因此，隨著我國高速鐵路的蓬勃發(fā)展，研制出能夠滿足時速300km/h及以上高速列車制動技術(shù)要求的粉末冶金摩擦材料顯得尤為重要。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種制動閘片用粉末冶金摩擦材料及制備工藝，制得的閘片具有良好的物理力學(xué)性能和穩(wěn)定的摩擦磨損性能，以滿足時速300km/h及以上高速列車的制動要求。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的所采用的技術(shù)方案是：
一種制動閘片用粉末冶金摩擦材料及制備工藝，其特征在于：按重量百分比計算的組分銅41～61%、鐵9～14%、氧化鋯5～14%、錫1～5%、錳鐵2-6%、石墨9～18%、二硫化鉬2～7%、鉻鐵2～8%、鋯英石粉9～10%、碳化硅10～15%。
一種制動閘片用粉末冶金摩擦材料的制備工藝，該工藝包括以下步驟：
1.按質(zhì)量百分比稱取粉末銅41～61%、鐵9～14%、氧化鋯5～14%、錫1～5%、錳鐵2-6%、石墨9～18%、二硫化鉬2～7%、鉻鐵2～8%、鋯英石粉9～10%、碳化硅10～15%。
2.將上述粉末摻入煤油后通過混料機(jī)攪拌均勻；將混合料壓制成壓坯；將壓坯在還原性氣氛或惰性氣氛下經(jīng)過加壓高溫?zé)Y(jié)，與支撐鋼背產(chǎn)生冶金結(jié)合，從而牢固固定在支撐鋼背上。
3.壓制工藝：采用模壓成型，壓制壓力為400～600mpa。
4.燒結(jié)工藝為：將壓坯固定在支撐鋼背上，升溫至850～950℃，施加壓力1～4mpa，燒結(jié)時間為2～4h。
5.燒結(jié)過程中通入還原性氣氛或惰性氣氛，所述氣氛為氫氣、氮氣或分解氨氣氛。
本發(fā)明的有益效果為：采用銅、鐵、錫、錳鐵等金屬組元進(jìn)行優(yōu)化組合，獲得一種具有高耐熱性、對其他組元形成良好包裹鑲嵌效果的金屬基體。采用氧化鋯、鉻鐵作為摩擦組元提供穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和滿足制動所需的制動力矩。采用石墨、二硫化鉬作為潤滑組元降低材料磨損率，防止磨損對偶。采用本發(fā)明提供的制備工藝制得的摩擦材料，可以獲得良好的物理力學(xué)性能和穩(wěn)定的摩擦磨損性能，能夠滿足時速380km/h高速列車的制動要求。
具體實施方式
實施例：本發(fā)明一種制動閘片用粉末冶金摩擦材料及制備工藝，其特征在于：按重量百分比計算的組分銅47%、鐵9%、氧化鋯5%、錫1%、錳鐵2%、石墨9%、二硫化鉬2%、鉻鐵2%、鋯英石粉10%、碳化硅15%。
一種制動閘片用粉末冶金摩擦材料的制備工藝，該工藝包括以下步驟：
1.按質(zhì)量百分比稱取粉末銅47%、鐵9%、氧化鋯5%、錫1%、錳鐵2%、石墨9%、二硫化鉬2%、鉻鐵2%、鋯英石粉10%、碳化硅15%。
2.將上述粉末摻入煤油后通過混料機(jī)攪拌均勻；將混合料壓制成壓坯；將壓坯在還原性氣氛或惰性氣氛下經(jīng)過加壓高溫?zé)Y(jié)，與支撐鋼背產(chǎn)生冶金結(jié)合，從而牢固固定在支撐鋼背上。
3.壓制工藝：采用模壓成型，壓制壓力為400～600mpa。
4.燒結(jié)工藝為：將壓坯固定在支撐鋼背上，升溫至850～950℃，施加壓力1～4mpa，燒結(jié)時間為2～4h。
5.燒結(jié)過程中通入還原性氣氛或惰性氣氛，所述氣氛為氫氣、氮氣或分解氨氣氛。
本發(fā)明的有益效果為：采用銅、鐵、錫、錳鐵等金屬組元進(jìn)行優(yōu)化組合，獲得一種具有高耐熱性、對其他組元形成良好包裹鑲嵌效果的金屬基體。采用氧化鋯、鉻鐵作為摩擦組元提供穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和滿足制動所需的制動力矩。采用石墨、二硫化鉬作為潤滑組元降低材料磨損率，防止磨損對偶。采用本發(fā)明提供的制備工藝制得的摩擦材料，可以獲得良好的物理力學(xué)性能和穩(wěn)定的摩擦磨損性能，能夠滿足時速380km/h高速列車的制動要求。