CN115319078A - 一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料 - Google Patents

一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料 Download PDF

Info

Publication number
CN115319078A
CN115319078A CN202211006867.9A CN202211006867A CN115319078A CN 115319078 A CN115319078 A CN 115319078A CN 202211006867 A CN202211006867 A CN 202211006867A CN 115319078 A CN115319078 A CN 115319078A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
copper
graphite
energy
metallurgy material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211006867.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张婧琳
张剑振
杨坚强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Hange Technology Co ltd
Original Assignee
Zhejiang Hange Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Hange Technology Co ltd filed Critical Zhejiang Hange Technology Co ltd
Priority to CN202211006867.9A priority Critical patent/CN115319078A/zh
Publication of CN115319078A publication Critical patent/CN115319078A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/12Metallic powder containing non-metallic particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/052Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles characterised by a mixture of particles of different sizes or by the particle size distribution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/10Copper

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料,其技术方案要点是铜基粉末冶金材料制备所用原材料按质量百分数计,包括铜粉40‑55%、锡粉1‑4%、铁粉10‑20%、石墨粉10‑18%、铁合金粉5‑11%、硬质金属粉0.5‑3%、陶瓷颗粒0.5‑2.5%、非金属碳化物0.5‑2.5%,铜粉、锡粉和铁粉粒度范围为50‑200μm;铁合金粉粒度范围为10‑120μm;硬质金属粉粒度范围为0—45μm;陶瓷颗粒粒度范围为0—45μm;非金属碳化物粒度范围为0‑45μm,石墨粉包括颗粒石墨和鳞片石墨,颗粒石墨粒度范围为60‑300μm;鳞片石墨粒度范围为150‑500μm,颗粒石墨与鳞片石墨质量比为1:3‑1:1,铁合金粉设置为铬铁粉,硬质金属粉包括钨粉、钼粉中一种或两种,陶瓷颗粒包括莫来石、氧化锆、锆砂中一种及以上,非金属碳化物颗粒包括碳化硼、碳化硅中一种或两种。

Description

一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料
技术领域
本发明涉及铜基摩擦材料制备技术领域,更具体地说,它涉及一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料。
背景技术
高铁动车正朝着高速化、轻量化及智能化的方向发展,高铁动车稳定运行速度均已达到或超过300km/h,并向着更高速发展,动车在300km/h时紧急制动工况下,制动能量密度高达450J/mm2,在制动过程中,摩擦副材料的单位面积能载高于3000J/cm2称为高能制动,同时高能制动使得摩擦副接触表面的闪点温度高达900℃,因此传统制动材料已经难以适应列车高速化、轻量化的发展要求,亟需一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料来满足需求。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料,所述铜基粉末冶金材料制备所用原材料按照质量百分数计,包括以下成分,铜粉40-55%、锡粉1-4%、铁粉10-20%、石墨粉10-18%、铁合金粉5-11%、硬质金属粉0.5-3%、陶瓷颗粒0.5-2.5%、非金属碳化物0.5-2.5%。
本发明进一步设置为:所述铜粉、锡粉和铁粉粒度范围为50-200μm;所述铁合金粉粒度范围为10-120μm;所述硬质金属粉粒度范围为0—45μm;所述陶瓷颗粒粒度范围为0—45μm;所述非金属碳化物粒度范围为0-45μm。
本发明进一步设置为:所述石墨粉包括颗粒石墨和鳞片石墨,所述颗粒石墨粒度范围为60-300μm;所述鳞片石墨粒度范围为150-500μm,所述颗粒石墨与鳞片石墨质量比为1:3-1:1。
本发明进一步设置为:所述铁合金粉设置为铬铁粉。
本发明进一步设置为:所述硬质金属粉包括钨粉、钼粉中一种或两种。
本发明进一步设置为:所述陶瓷颗粒包括莫来石、氧化锆、锆砂中一种及以上。
本发明进一步设置为:所述非金属碳化物颗粒包括碳化硼、碳化硅中一种或两种。
通过采用上述技术方案,对铜基粉末冶金材料按照TJ/CL 307-2019《动车组暂行技术条件》中程序进行检测,其中,测试用铸钢制动盘尺寸为φ640mm×80mm,轮径为920mm,轴重5.7t,摩擦半径为251mm,主要检测结果如下:1、经检测,各项摩擦系数要求满足技术条件相关规定;2、在时速为200-350km/h最大压力下,平均摩擦系数值范围为0.339-0.377,波动值为0.04范围内,高温热衰退较小;3、高温及冷却后的静摩擦系数分别为0.416、0.398;4、测试后平均磨耗值为0.12cm3/MJ,低于技术条件中“磨耗值不大于0.35 cm3/MJ”要求,从测试结果可以看出,使用本发明铜基粉末冶金材料制备的摩擦单元,摩擦系数较为平稳,且在高速大压力大能载制动过程中,摩擦系数热衰退较小,具有较好的高温性能,摩擦材料磨耗值较小,使用该配方的铜基粉末冶金材料是一种良好的高速制动材料。
附图说明
图1为本发明铜基粉末冶金材料按照TJ/CL 307-2019《动车组暂行技术条件》中程序进行多次测试各速度段的平均摩擦系数值。
具体实施方式
参照图1对本发明一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料实施例做进一步说明。
为了易于说明,实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语,用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是,除了图中示出的方位之外,空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果图中的装置被倒置,被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此,示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位),这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来,而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料,铜基粉末冶金材料制备所用原材料按照质量百分数计,包括以下成分,铜粉40-55%、锡粉1-4%、铁粉10-20%、石墨粉10-18%、铁合金粉5-11%、硬质金属粉0.5-3%、陶瓷颗粒0.5-2.5%、非金属碳化物0.5-2.5%,铜粉、锡粉和铁粉粒度范围为50-200μm;铁合金粉粒度范围为10-120μm;硬质金属粉粒度范围为0—45μm;陶瓷颗粒粒度范围为0—45μm;非金属碳化物粒度范围为0-45μm,石墨粉包括颗粒石墨和鳞片石墨,颗粒石墨粒度范围为60-300μm;鳞片石墨粒度范围为150-500μm,颗粒石墨与鳞片石墨质量比为1:3-1:1,铁合金粉设置为铬铁粉,硬质金属粉包括钨粉、钼粉中一种或两种,陶瓷颗粒包括莫来石、氧化锆、锆砂中一种及以上,非金属碳化物颗粒包括碳化硼、碳化硅中一种或两种,按以上配比要求将称好的各种粉末原材料以及适量的有机溶剂一并放入混料机中进行混合,得到了均匀的混合料,对混合料称取所需的重量,放入钢制模具中进行压制,压制结束后得到所需形状的压坯,将压坯及钢背板组合后,同时均匀摆放在工装盘上,放入通有保护气体的烧结炉中,烧结温度890-1000℃,保温时间为1.5-3h,冷却出炉后得到所需的烧结件,将烧结件与所需的零部件进行加工组装,得到动车组闸片成品。
对烧结件按照在TJ/CL 307-2019《动车组暂行技术条件》中程序进行多次测试各速度段摩擦系数值,检测结果参照说明书附图图1。
实施例1:
本实施例的铜基粉末冶金材料,各组分按照质量百分数划分:铜粉48%,锡粉3%,铁粉16%,颗粒石墨7.5%,鳞片石墨8.5%,铬铁粉11%,钨粉1.5%,钼粉1%,莫来石、氧化锆及锆砂混合物共2%,碳化硼、碳化硅混合物共1.5%。
对该材料进行制动检测,检测条件为:铸钢制动盘尺寸为φ640mm×80mm,轮径为920mm,轴重5.7t,摩擦半径为251mm;干燥工况、制动初始速度为250km/h、300km/h,双侧闸片压力在32kN时,以及干燥工况、制动初始速度为350km/h,双侧闸片压力为FB1/FB2(18/32)kN时,摩擦系数检测结果分别为:当动车速度在250km/h进行制动时,平均摩擦系数范围为0.369~0.378;当动车速度在300km/h进行制动时,平均摩擦系数范围为0.355~0.363;当动车速度在350km/h进行制动时,平均摩擦系数范围为0.334~0.342,由此可见,使用本发明的配方制作形成的摩擦单元,其平均摩擦系数范围满足在TJ/CL 307-2019《动车组暂行技术条件》中所指定的范围。
实施例2:
本实施例的铜基粉末冶金材料,各组分按照质量百分数划分:铜粉51%,锡粉3%,铁粉18%,颗粒石墨7%,鳞片石墨7%,铬铁粉9%,钨粉0.5%,钼粉1.5%,莫来石、氧化锆及锆砂混合物共1.5%,碳化硼、碳化硅混合物共1.5%。
对该材料进行制动检测,检测条件与实施案例1相同,摩擦系数检测结果为:当动车速度在250km/h进行制动时,平均摩擦系数范围为0.368~0.377;当动车速度在300km/h进行制动时,平均摩擦系数范围为0.350~0.359;当动车速度在350km/h进行制动时,平均摩擦系数范围为0.331~0.340,由此可见,使用本发明的配方制作形成的摩擦单元,其平均摩擦系数范围满足在TJ/CL 307-2019《动车组暂行技术条件》中所指定的范围。
实施例3:
本实施例的铜基粉末冶金材料,各组分按照质量百分数划分:铜粉51%,锡粉4%,铁粉16%,颗粒石墨5%,鳞片石墨6%,铬铁粉11%,钨粉1.5%,钼粉1%,莫来石、氧化锆及锆砂混合物共2%,碳化硼、碳化硅混合物共2.5%。
对该材料进行制动检测,检测条件与实施案例1相同,摩擦系数检测结果为:当动车速度在250km/h进行制动时,平均摩擦系数范围为0.375~0.381;当动车速度在300km/h进行制动时,平均摩擦系数范围为0.365~0.372;当动车速度在350km/h进行制动时,平均摩擦系数范围为0.341~0.352,由此可见,使用本发明的配方制作形成的摩擦单元,其平均摩擦系数范围满足在TJ/CL 307-2019《动车组暂行技术条件》中所指定的范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料,其特征在于:所述铜基粉末冶金材料制备所用原材料按照质量百分数计,包括以下成分,铜粉40-55%、锡粉1-4%、铁粉10-20%、石墨粉10-18%、铁合金粉5-11%、硬质金属粉0.5-3%、陶瓷颗粒0.5-2.5%、非金属碳化物0.5-2.5%。
2.根据权利要求1所述的一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料,其特征在于:所述铜粉、锡粉和铁粉粒度范围为50-200μm;所述铁合金粉粒度范围为10-120μm;所述硬质金属粉粒度范围为0—45μm;所述陶瓷颗粒粒度范围为0—45μm;所述非金属碳化物粒度范围为0-45μm。
3.根据权利要求1所述的一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料,其特征在于:所述石墨粉包括颗粒石墨和鳞片石墨,所述颗粒石墨粒度范围为60-300μm;所述鳞片石墨粒度范围为150-500μm,所述颗粒石墨与鳞片石墨质量比为1:3-1:1。
4.根据权利要求1所述的一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料,其特征在于:所述铁合金粉设置为铬铁粉。
5.根据权利要求1所述的一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料,其特征在于:所述硬质金属粉包括钨粉、钼粉中一种或两种。
6.根据权利要求1所述的一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料,其特征在于:所述陶瓷颗粒包括莫来石、氧化锆、锆砂中一种及以上。
7.根据权利要求1所述的一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料,其特征在于:所述非金属碳化物颗粒包括碳化硼、碳化硅中一种或两种。
CN202211006867.9A 2022-08-22 2022-08-22 一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料 Pending CN115319078A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211006867.9A CN115319078A (zh) 2022-08-22 2022-08-22 一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211006867.9A CN115319078A (zh) 2022-08-22 2022-08-22 一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115319078A true CN115319078A (zh) 2022-11-11

Family

ID=83926713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211006867.9A Pending CN115319078A (zh) 2022-08-22 2022-08-22 一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115319078A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115351272A (zh) * 2022-08-22 2022-11-18 浙江汉格科技有限公司 一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料的制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003049889A2 (en) * 2001-12-05 2003-06-19 Baker Hughes Incorporated Consolidated hard materials, methods of manufacture, and applications
WO2004081405A1 (en) * 2003-03-10 2004-09-23 Ms Production Miklavz Zornik S.P. Friction material and process of manufacturing thereof
CN104399970A (zh) * 2014-11-26 2015-03-11 西安航空制动科技有限公司 一种铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN110102754A (zh) * 2019-05-20 2019-08-09 中南大学 一种重载车辆干式离合器用铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN110184495A (zh) * 2019-07-10 2019-08-30 北京瑞斯福高新科技股份有限公司 一种高速动车组用粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN110923498A (zh) * 2019-12-12 2020-03-27 中南大学 一种含金属碳化物和金属氧化物复合陶瓷摩擦组元的铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN111286642A (zh) * 2020-03-26 2020-06-16 中南大学 一种适用于碳陶制动盘的铜基摩擦材料及其制备方法
CN111961912A (zh) * 2020-08-26 2020-11-20 中南大学 一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料
CN112176216A (zh) * 2020-09-28 2021-01-05 中国北方车辆研究所 铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN113564406A (zh) * 2021-06-23 2021-10-29 中铁隆昌铁路器材有限公司 一种高熔点合金增强铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN115351272A (zh) * 2022-08-22 2022-11-18 浙江汉格科技有限公司 一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料的制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003049889A2 (en) * 2001-12-05 2003-06-19 Baker Hughes Incorporated Consolidated hard materials, methods of manufacture, and applications
WO2004081405A1 (en) * 2003-03-10 2004-09-23 Ms Production Miklavz Zornik S.P. Friction material and process of manufacturing thereof
CN104399970A (zh) * 2014-11-26 2015-03-11 西安航空制动科技有限公司 一种铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN110102754A (zh) * 2019-05-20 2019-08-09 中南大学 一种重载车辆干式离合器用铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN110184495A (zh) * 2019-07-10 2019-08-30 北京瑞斯福高新科技股份有限公司 一种高速动车组用粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN110923498A (zh) * 2019-12-12 2020-03-27 中南大学 一种含金属碳化物和金属氧化物复合陶瓷摩擦组元的铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN111286642A (zh) * 2020-03-26 2020-06-16 中南大学 一种适用于碳陶制动盘的铜基摩擦材料及其制备方法
CN111961912A (zh) * 2020-08-26 2020-11-20 中南大学 一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料
CN112176216A (zh) * 2020-09-28 2021-01-05 中国北方车辆研究所 铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN113564406A (zh) * 2021-06-23 2021-10-29 中铁隆昌铁路器材有限公司 一种高熔点合金增强铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN115351272A (zh) * 2022-08-22 2022-11-18 浙江汉格科技有限公司 一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁干: "铜基粉末冶金材料摩擦磨损性能分析", 《北京信息科技大学学报》, 30 April 2019 (2019-04-30), pages 61 - 96 *
张婧琳: "电弧能量对C/C复合材料的载流摩擦磨损行为的影响", 《润滑与密封》, 31 December 2009 (2009-12-31), pages 27 - 29 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115351272A (zh) * 2022-08-22 2022-11-18 浙江汉格科技有限公司 一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106399743B (zh) 一种高速列车闸片用超简组元粉末冶金摩擦材料
EP3305927B1 (en) Sintered friction material for high speed railway vehicles and method for manufacturing same
CN105506346B (zh) 粉末冶金制动闸片摩擦材料及其制备方法
CN104399970A (zh) 一种铁基粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN110253016B (zh) 一种铁路客车用粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN108367347B (zh) 新型铁基复合粉末
JPH0372117B2 (zh)
US11534829B2 (en) Sintered friction material
CN103244586A (zh) 用于高速列车的金属基粉末冶金制动闸片及其制备方法
JP4430468B2 (ja) 銅系焼結摩擦材
CN115319078A (zh) 一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料
CN113564406A (zh) 一种高熔点合金增强铜基粉末冶金摩擦材料及其制备方法
CN115351272A (zh) 一种高能载制动工况用铜基粉末冶金材料的制备方法
CN107012358A (zh) 一种制动闸片用粉末冶金摩擦材料及制备工艺
CN110242691A (zh) 一种环保摩擦材料及基于其的刹车片和制备方法
CN113073225A (zh) 一种中低速磁悬浮列车用制动材料及其制备方法
JPS5941380A (ja) キヤスタブルメタルの複合摩擦材料
Xu et al. Effects of aluminosilicate particles on tribological performance and friction mechanism of Cu-matrix pads for high-speed trains
CN106111978A (zh) 一种铁路货车用粉末冶金超低摩闸瓦及制备方法
US11578775B2 (en) Brake lining for railway vehicle, disc brake system for railway vehicle including same, and sintered friction material to be used for brake lining for railway vehicle
CN106166610A (zh) 一种高铁制动用金属+陶瓷基闸片摩阻材料及其制备方法
JP2019163540A (ja) 高速鉄道車両用焼結摩擦材
CN112371972B (zh) 一种动车组列车碳陶制动盘用粉末冶金闸片摩擦体及其制备方法
JP2020076064A (ja) 焼結摩擦材及び焼結摩擦材の製造方法
Fisher et al. The Technical Control of the Manufacture of Aircraft Brake Friction Linings

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination