CN102401051B - 一种铁路机车粉末冶金闸瓦 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁路机车粉末冶金闸瓦，所述闸瓦包括瓦背和摩擦材料块，所述瓦背包括瓦鼻和定位槽，所述摩擦材料块通过粉末冶金工艺制成，所述摩擦材料块在粉末冶金工艺的加压烧结阶段与所述瓦背直接烧结在一起，其特征在于所述摩擦材料块的重量百分组成为：石墨12-14％，铜3-5％，锰1-3％，铬1-3％，镍1-3％，铝1-2％，二硫化钼2-5％，莫来石2-5％，三氧化钼2-4％，其余为铁。本发明的闸瓦具有结构简单，制造工艺流程短，制造成本低的优点，并且本发明的粉末冶金闸瓦摩擦系数稳定，磨损小，使用寿命长。

Description

一种铁路机车粉末冶金闸瓦
技术领域
本发明涉及一种铁路机车粉末冶金闸瓦，属于粉末冶金摩擦材料领域。
背景技术
摩擦材料是各种机械设备的制动器、离合器和摩擦传动装置中不可缺少的材料之一，是利用摩擦使运动物体的动能转化为热能，从而使物体减速或停止运动的一种多元复合材料。自从车辆发明以来，就开始了摩擦材料的研究。近20年来，随着运输事业的蓬勃发展，摩擦材料发展尤为迅猛，出现了许多新型摩擦材料，并广泛应用于各类工程机械和交通运输工具上。21世纪科技发展的趋势是高速、环保和节能，为适应这一新形势发展的需要，必对摩擦材料的综合性能提出更高的要求。
摩擦材料可分为非金属基和金属基两大类，传统非金属基摩擦材料主要是石棉摩擦材料，因其造成环境污染和高温稳定性不好，已逐渐被近些年来碳/碳复合材料所取代。金属基摩擦材料分为单体金属和粉末冶金摩擦材料，前者主要是指钢、铸铁、青铜等，粉末冶金摩擦材料则主要是指铁基、铜基以及铁铜基摩擦材料。单体金属摩擦材料由于易粘结和高温高速下摩擦因数低等缺点而被其它材料所取代，粉末冶金摩擦材料在材料配比方面具有特别的灵活性和广泛性，且在高速、高负荷条件下表现出良好的摩擦磨损性能，因此其应用范围较其它材料广泛。
随着国民经济的快速发展，铁路客货运输量迅速增加，铁路运输的高速化已成为必然的发展趋势。20世纪90年代初日、法、德等铁路运输发达国家就已开通了时速300km以上的高速列车，而我国在“八五”期间才开通了时速160km的准高速列车，“九五”期间已研制出时速达200km的高速列车，目前已开始进行时速达350km高速列车的研究和筹建工作。随着客运列车的不断提速以及高速客运专线的开通运营，货车的提速也逐渐展开。列车高速化对制动摩擦材料提出了更高的要求，发达国家对列车制动摩擦材料的研制经历了铸铁、合成闸片/瓦、铁基和铜基烧结闸片/瓦阶段，其中技术最成熟、应用最广泛的是粉末冶金制动闸片/瓦。
粉末冶金刹车材料又称烧结金属刹车材料，是以金属及其合金为基体，添加摩擦组元和润滑组元，用粉末冶金方法制成的复合材料。粉末冶金刹车材料具有足够的强度，合适而稳定的摩擦系数，工作平稳可靠，耐磨及污染少等优点，是现代刹车材料家族中应用较广泛的材料之一。
采用粉末冶金技术生产闸瓦与闸片，不但在性能质量上具有突出的优点，在组分的设计、产品的多样化上也极具灵活性。采用粉末冶金技术可以任意改变材料的组分，可以避免传统制造工艺中的疏松、缩孔、材料组织的枝晶偏析及晶粒长大等铸造缺陷，有助于提高零件的各项力学性能。用粉末冶金技术制备列车制动闸瓦和闸片已取得了很大的成功，形成了粉末冶金铁基、铜基、铁-铜基为主体的粉末冶金摩擦材料体系。对材料的组成、工艺等与性能之间的关系进行了很多研究，这些研究使得粉末冶金摩擦材料的生产技术与产品性能不断提高。
机车粉末冶金闸瓦不仅具有良好的制动性能，并且对制动对偶不产生非正常磨损和损伤，对轮、轨间的粘着不产生有害的影响，不污染环境。在中国专利ZL97215240.7、ZL200610051247.1、ZL200820107750.9中公开的粉末冶金闸瓦中，都是先将粉末摩擦材料加压烧结在钢背上，再将其铆接或焊接在大瓦背上。铆接的连接结构强度低，安全性差，特别是在调整运行的车辆上频繁使用时，铆接结构容易脱出，发生安全事故。而采用焊接结构虽然能克服铆接结构的不足，但仍存在制造工艺复杂和成本高的缺点。
发明内容
本发明提供一种铁路机车粉末冶金闸瓦，用于克服以上的不足。
本发明的铁路机车粉末冶金闸瓦，所述闸瓦包括瓦背和摩擦材料块，所述瓦背包括瓦鼻和定位槽，所述摩擦材料块通过粉末冶金工艺制成，所述摩擦材料块在粉末冶金工艺的加压烧结阶段与所述瓦背直接烧结在一起，其特征在于所述摩擦材料块的重量百分组成为：石墨12-14％，铜3-5％，锰1-3％，铬1-3％，镍1-3％，铝1-2％，二硫化钼2-5％，莫来石2-5％，三氧化钼2-4％，其余为铁。
本发明的闸瓦具有结构简单，制造工艺流程短，制造成本低的优点，并且本发明的粉末冶金闸瓦摩擦系数稳定，磨损小，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的粉末冶金闸瓦结构。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明。
图1是本发明的粉末冶金闸瓦结构示意图。本发明的粉末冶金闸瓦包括瓦背1和摩擦材料块5。
本发明的瓦背1包括瓦鼻2、定位槽3和钢背4。瓦鼻2、定位槽3和钢背4分别单独冲压成型，然后焊接在一起形成瓦背1。
摩擦材料块5通过粉末冶金工艺制成，其中摩擦材料块的重量百分组成为：石墨12-14％，铜3-5％，锰1-3％，铬1-3％，镍1-3％，铝1-2％，二硫化钼2-5％，莫来石2-5％，三氧化钼2-4％，其余为铁。在制造工艺过程中，首先按上述比例将各种原料混合均匀，然后压制成形，再将压制成形的坯块与上述的瓦背1装入烧结模具中组装在一起。再装入加压烧结炉完成烧结过程，烧结温度1030℃。在烧结过程中摩擦材料块5与瓦背1烧结在一起。
本发明的闸瓦具有结构简单，制造工艺流程短，制造成本低的优点，并且本发明的粉末冶金闸瓦摩擦系数稳定，磨损小，使用寿命长。
实施例1
使用低碳钢板将瓦鼻2、定位槽3和钢背4分别单独冲压成型，然后焊接在一起形成瓦背1。
摩擦材料块5通过粉末冶金工艺制成，其中摩擦材料块的重量百分组成为：石墨12％，铜5％，锰3％，铬3％，镍3％，铝2％，二硫化钼5％，莫来石2％，三氧化钼4％，其余为铁。在制造工艺过程中，首先按上述比例将各种原料混合均匀，然后压制成形，再将压制成形的坯块与上述的瓦背1装入烧结模具中组装在一起。再装入加压烧结炉完成烧结过程，烧结温度1030℃。在烧结过程中摩擦材料块5与瓦背1烧结在一起。
实施例2
使用低碳钢板将瓦鼻2、定位槽3和钢背4分别单独冲压成型，然后焊接在一起形成瓦背1。
摩擦材料块5通过粉末冶金工艺制成，其中摩擦材料块的重量百分组成为：石墨14％，铜3％，锰1％，铬1％，镍1％，铝1％，二硫化钼2％，莫来石5％，三氧化钼2％，其余为铁。在制造工艺过程中，首先按上述比例将各种原料混合均匀，然后压制成形，再将压制成形的坯块与上述的瓦背1装入烧结模具中组装在一起。再装入加压烧结炉完成烧结过程，烧结温度1030℃。在烧结过程中摩擦材料块5与瓦背1烧结在一起。
实施例3
使用低碳钢板将瓦鼻2、定位槽3和钢背4分别单独冲压成型，然后焊接在一起形成瓦背1。
摩擦材料块5通过粉末冶金工艺制成，其中摩擦材料块的重量百分组成为：石墨13％，铜4％，锰2％，铬2％，镍2％，铝1％，二硫化钼4％，莫来石4％，三氧化钼3％，其余为铁。在制造工艺过程中，首先按上述比例将各种原料混合均匀，然后压制成形，再将压制成形的坯块与上述的瓦背1装入烧结模具中组装在一起。再装入加压烧结炉完成烧结过程，烧结温度1030℃。在烧结过程中摩擦材料块5与瓦背1烧结在一起。

Claims (1)

1.一种铁路机车粉末冶金闸瓦，其特征在于，所述闸瓦包括瓦背和摩擦材料块，所述瓦背包括瓦鼻和定位槽，所述摩擦材料块通过粉末冶金工艺制成，所述摩擦材料块在粉末冶金工艺的加压烧结阶段与所述瓦背直接烧结在一起，所述摩擦材料块的重量百分组成为：石墨12-14%，铜3-5%，锰1-3%，铬1-3%，镍1-3%，铝1-2%，二硫化钼2-5%，莫来石2-5%，三氧化钼2-4%，其余为铁；
所述闸瓦的加工步骤为：
使用低碳钢板将瓦鼻(2)、定位槽(3)和钢背(4)分别单独冲压成型，然后焊接在一起形成瓦背(1)；
按上述比例将各种原料混合均匀，然后压制成型，再将压制成型的坯块与上述的瓦背(1)装入烧结模具中组装在一起，再装入加压烧结炉完成烧结过程，烧结温度1030℃，在烧结过程中摩擦材料块(5)与瓦背(1)烧结在一起。
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