一种粉末冶金摩擦体及其制作方法、粉末冶金闸片

摘要

本发明公开一种粉末冶金摩擦体及其制作方法、粉末冶金闸片，该粉末冶金闸片具有较高的耐磨损性能，可以解决现有摩擦体在车辆制动过程中由于掉渣、掉块、摩擦材料整体脱落等现象，进而提高寿命。所述粉末冶金摩擦体包括：基体组元、润滑组元及摩擦组元组成的摩擦材料层，以及用于将所述摩擦材料层与摩擦体骨架粘结在一起骨架粘结材料层；所述基体组元包含：青铜粉、还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼；所述润滑组元包含：硫化锌及鳞片石墨；所述摩擦组元包含：二氧化钛、氧化锆、长石及锆英砂；所述骨架粘结材料层包含：青铜粉、还原铁粉、锰粉、钼粉及锡粉。所述粉末冶金摩擦体可以制作粉末冶金闸片，所述粉末冶金闸片应用于城市轨道交通运输方面。

权利要求

1.一种粉末冶金摩擦体，其特征在于，包括：基体组元、润滑组元及摩擦组元组成的摩擦材料层，以及用于将所述摩擦材料层与摩擦体骨架粘结在一起的骨架粘结材料层；所述基体组元包含：青铜粉、还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼；所述润滑组元包含：硫化锌及鳞片石墨；所述摩擦组元包含：二氧化钛、氧化锆、长石及锆英砂；所述骨架粘结材料层包含：青铜粉、还原铁粉、锰粉、钼粉及锡粉；

所述摩擦材料层的原料按照质量分数计，包含40% 50%的青铜粉、15% 20%的还原铁粉、~ ~

8% 12%的锰铁合金粉、8% 12%的纳米三氧化钼、3% 5%的硫化锌、3% 7%的鳞片石墨、5% 10%~ ~ ~ ~ ~的二氧化钛、2% 3%的氧化锆、2% 4%的长石及1% 2%的锆英砂；

~ ~ ~

所述骨架粘结材料层的原料按照质量分数计，包含50%的青铜粉、30%的还原铁粉、10%的锰粉、5%的钼粉及5%的锡粉。

2.一种权利要求1所述的粉末冶金摩擦体的制作方法，其特征在于，包括：将所述摩擦材料层的各组分混合均匀，获得摩擦混合物；

将所述骨架粘结材料层与所述摩擦混合物压制，获得摩擦体组件；

将所述摩擦体组件烧结，获得粉末冶金摩擦体。

3.根据权利要求2所述的粉末冶金摩擦体的制作方法，其特征在于，所述将所述摩擦材料层的各组分混合均匀，获得摩擦混合物，包括：将所述摩擦组元和所述润滑组元分别进行烘料；

将所述基体组元预混120min 240min，获得基体组元预混物；

~

将烘料完毕的所述润滑组元预混60min 120min，获得润滑组元预混物；

~

将烘料完毕的所述摩擦组元预混120min 180min，获得摩擦组元预混物；

~

将所述基体组元预混物、所述润滑组元预混物及所述摩擦组元预混物混料，获得所述摩擦混合物。

4.根据权利要求3所述的粉末冶金摩擦体的制作方法，其特征在于，所述烘料的温度为

80℃ 120℃，所述烘料的时间为60min 120min；和/或，~ ~

所述将所述基体组元预混物、所述润滑组元预混物及所述摩擦组元预混物混料，获得所述摩擦混合物，包括：将航空煤油与所述基体组元预混物、所述润滑组元预混物及所述摩擦组元预混物混料

120min 240min，获得所述摩擦混合物；所述航空煤油的质量占摩擦混合物质量的5% 10%。

~ ~

5.根据权利要求2所述的粉末冶金摩擦体的制作方法，其特征在于，所述将所述骨架粘结材料层与所述摩擦混合物压制，获得摩擦体组件，包括：将摩擦体骨架放置模具腔内，将所述骨架粘结材料层与所述摩擦混合物在6.0Mpa~

15.0Mpa压制15s 60s，获得所述摩擦体组件。

~

6.根据权利要求2所述的粉末冶金摩擦体的制作方法，其特征在于，所述将所述摩擦体组件烧结，获得粉末冶金摩擦体，包括：将摩擦体组件放入石墨腔内，在保护气体中将所述摩擦体组件于900℃ 980℃、6.0MPa~

8.0MPa烧结160 min 200min；所述保护气体为氢气和氮气的混合物，所述氢气和氮气的体~ ~积比为3：（1 2）。

~

7.根据权利要求2所述的粉末冶金摩擦体的制作方法，其特征在于，在所述获得摩擦混合物后，在所述将所述骨架粘结材料层与所述摩擦混合物压制，获得摩擦体组件前，所述粉末冶金摩擦体的制作方法，还包括：将所述骨架粘结材料层所含各组分原料混料60 min 180min。

~

8.根据权利要求2所述的粉末冶金摩擦体的制作方法，其特征在于，在所述将所述摩擦体组件烧结，获得所述粉末冶金摩擦体后，所述粉末冶金摩擦体的制作方法，还包括：对所述粉末冶金摩擦体进行负压、打标及组装。

9.一种粉末冶金闸片，包括权利要求1所述的粉末冶金摩擦体。

说明书

一种粉末冶金摩擦体及其制作方法、粉末冶金闸片

技术领域

[0001] 本发明涉及交通运输产品零部件加工制造领域，尤其涉及一种粉末冶金摩擦体及其制作方法、粉末冶金闸片。

背景技术

[0002] 随着科技的进步和高速铁路的发展，列车的速度越来越快，如何使高速行驶的列车在一定时间内安全停下来是至关重要的。而列车的制动离不开制动闸片。

[0003] 制动闸片在列车制动过程中主要依靠摩擦体与列车车轮或制动轮接触，通过摩擦材料的损耗产生摩擦阻力进行制动。因此，若摩擦体在列车制动过程中磨耗量过大，无疑会带来运行及维护方面的困扰。中国铁路总公司印发的动车组闸片暂行技术条件规定粉末冶3
金闸片磨耗量应小于0.35cm /MJ。目前国内所使用的动车组粉末冶金闸片磨耗量大约在
3
0.10cm/MJ，根据市场调研，该闸片使用寿命在3～4个月左右，且此闸片在列车运行过程中会出现摩擦体掉渣、掉块、摩擦材料整体脱落等严重影响产品质量的现象。

[0004] 因此，市场上急需一种超低磨耗的制动闸片来解决以上问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种粉末冶金摩擦体及其制作方法、粉末冶金闸片，该粉末冶金闸片具有较高的耐磨损性能，可以解决现有摩擦体在车辆制动过程中由于掉渣、掉块、摩擦材料整体脱落等现象，进而提高寿命。

[0006] 为了实现上述目的，本发明提供一种粉末冶金摩擦体，包括：基体组元、润滑组元及摩擦组元组成的摩擦材料，以及用于将所述摩擦材料层与金属骨架粘结在一起的骨架粘结材料层；所述基体组元包含：青铜粉、还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼；所述润滑组元包含：硫化锌及鳞片石墨；所述摩擦组元包含：二氧化钛、氧化锆、长石及锆英砂；所述骨架粘结材料层包含：青铜粉、还原铁粉、锰粉、钼粉及锡粉。

[0007] 与现有技术相比，本发明提供的粉末冶金摩擦体中，青铜粉的烧结温度较低，与还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼具有较高的融合性，使摩擦体在高温制动时可以防止掉渣、掉块等。同时采用纳米三氧化钼可以调整配方中其余物料添加比例，使得该粉末冶金摩擦体的基体强度得到强化，进而防止摩擦材料整体脱落，提高该粉末冶金摩擦体的寿命。另外，骨架粘结材料层不仅可以将摩擦材料层与摩擦体骨架粘结在一起，还可以增加该粉末冶金摩擦体的粘结强度。

[0008] 本发明还提供一种粉末冶金摩擦体的制作方法，应用于上述粉末冶金摩擦体，所述粉末冶金摩擦体的制作方法包括：

[0009] 将所述摩擦材料层的各组分混合均匀，获得摩擦混合物；

[0010] 将所述骨架粘结材料层与所述摩擦混合物压制，获得摩擦体组件；

[0011] 将所述摩擦体组件烧结，获得粉末冶金摩擦体。

[0012] 与现有技术相比，本发明提供的粉末冶金摩擦体的制作方法中，带骨架压制该粉末冶金摩擦体，可以提高摩擦材料和骨架的结合力，有效防止摩擦体脱落，并避免出现骨架与摩擦体出现错位的现象，还可以降低后续烧结的劳动强度，提高产品合格率。另外，通过烧结可以提高摩擦体的致密性，获得产品相关标准所要求的机械物理性能并具有较高的机械强度，避免了因机械强度过低导致的掉渣、掉块、脱落等现象，进而提高了该粉末冶金摩擦体的使用寿命。该制作方法简单，成本低廉，可行性高，通过此制作方法制得的粉末冶金摩擦体的有益效果与上述技术方案提供的粉末冶金摩擦体的有益效果相同，此处不做赘述。

[0013] 本发明还提供一种粉末冶金闸片，包括上述粉末冶金摩擦体。

[0014] 与现有技术相比，本发明提供的粉末冶金闸片的有益效果与上述技术方案提供的粉末冶金摩擦体的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

[0015] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明发明的不当限定。在附图中：

[0016] 图1为本发明实施例提供的粉末冶金摩擦体的制作方法的基本流程图；

[0017] 图2为本发明实施例提供的粉末冶金摩擦体的制作方法流程图一；

[0018] 图3为本发明实施例提供的粉末冶金摩擦体的制作方法流程图二；

[0019] 图4为本发明实施例提供的粉末冶金摩擦体的制作方法流程图三。

具体实施方式

[0020] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0021] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

[0022] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

[0023] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0024] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0025] 随着现代交通工具速度的提升，要保证较高的列车制动性能，对制动闸片的性能要求也越来越高。列车在制动时，通过列车制动闸片直接摩擦车轮，对车轮踏面进行抱紧，使其停车的过程。而制动闸片中所使用的摩擦材料，其材料的性能直接决定列车能否在很高的行驶速度下通过较短的制动时间来达到较好的制动性能。

[0026] 实施例一

[0027] 本发明实施例提供一种粉末冶金摩擦体，包括：基体组元、润滑组元及摩擦组元组成的摩擦材料层，以及用于将所述摩擦材料层与金属骨架粘结在一起的骨架粘结材料层。基体组元中各成分的化学性能及物理机械性能很大程度上决定该粉末冶金摩擦材料的性能及工艺特点，基体组元保证了摩擦体的承载能力、热稳定性、耐磨性及在高温工作时保持住摩擦剂和润滑剂颗粒的能力。润滑组元及摩擦组元的作用主要是使得摩擦系数保持稳定。

[0028] 具体的，上述基体组元包含：青铜粉、还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼。青铜粉具有烧结温度低、摩擦系数稳定、抗粘结、卡滞性能好、导热快及与其他粉末金属融合性高等特点，可作为基体组元中的基本组元，也可以作为基体组元中的辅助组元。当青铜粉作为基本组元时，加入还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼等金属粉末，可以提高摩擦材料的硬度、耐高温性和耐磨性能。同时纳米三氧化钼的烧结温度高，不易分解，还可以调整配方中其余物料添加比例，使得该粉末冶金摩擦体的基体强度得到强化，进而防止摩擦材料整体脱落，提高该粉末冶金摩擦体的寿命。

[0029] 上述润滑组元包含：硫化锌及鳞片石墨。硫化锌及鳞片石墨具有较高的润滑能力，相对于金属基体来讲化学性质不活泼，在烧结温度和实际采用的烧结介质中不分解，或分解产物具有良好的润滑性能。润滑组元的加入，有利于摩擦材料的抗卡滞性能及抗粘结性能，还可以提高材料的耐磨性，使摩擦工作更加平稳。

[0030] 上述摩擦组元包含：二氧化钛、氧化锆、长石及锆英砂。该摩擦组元仅有非金属性质，能够促进形成多相组织，减少摩擦材料表面粘滞和卡滞。加入摩擦组元，可以提高摩擦系数，进而提高摩擦材料的耐磨性。另外，摩擦组元与润滑组元一起，可以成为摩擦材料层的一部分，使摩擦材料具有很高的耐磨性、稳定性和抗焊接性能。

[0031] 上述骨架粘结材料层包含：青铜粉、还原铁粉、锰粉、钼粉及锡粉。该骨架粘结材料层不仅可以直接增强摩擦材料的粘结强度，还能够有效降低摩擦材料中得碳元素向摩擦体骨架中扩散，防止骨架因为渗碳硬度变低。

[0032] 本发明提供的粉末冶金摩擦体中，青铜粉的烧结温度较低，与还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼具有较高的融合性，使摩擦体在高温制动时可以防止掉渣、掉块等。同时采用纳米三氧化钼可以调整配方中其余物料添加比例，使得该粉末冶金摩擦体的基体强度得到强化，进而防止摩擦材料整体脱落，提高该粉末冶金摩擦体的寿命。另外，骨架粘结材料层不仅可以将摩擦材料层与摩擦体骨架粘结在一起，还可以增加该粉末冶金摩擦体的粘结强度。

[0033] 作为一种可能的实现方式，为了保证上述粉末冶金摩擦体具有最佳的性能，该粉末冶金摩擦体中摩擦材料层的原料按照质量分数计，包含：青铜粉的质量分数为40％～50％、还原铁粉的质量分数为15％～20％、锰铁合金粉的质量分数为8％～12％、纳米三氧化钼的质量分数为8％～12％、硫化锌的质量分数为3％～5％、鳞片石墨的质量分数为3％～7％、二氧化钛的质量分数为5％～10％、氧化锆的质量分数为2％～3％、长石的质量分数为2％～4％及锆英砂的质量分数为1％～2％。以及上述骨架粘结材料层的原料按照质量分数计，包含：青铜粉的质量分数为50％、还原铁粉的质量分数为30％、锰粉的质量分数为
10％、钼粉的质量分数为5％及锡粉的质量分数为5％。

[0034] 在上述粉末冶金摩擦体中，青铜粉的质量分数占比最高，即形成以青铜粉作为基本组元，以还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼组成辅助组元的基体组元，从而形成铜基粉末冶金摩擦体。铜基粉末冶金摩擦体工艺性能好，摩擦系数稳定，抗粘结和卡滞性能好，导热快等特点。相比铁基粉末冶金摩擦体，铜基粉末冶金摩擦体具有更优的导热性、耐腐蚀性及较低的磨损。且青铜粉与还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼组成的辅助组元具有较高的融合性，能够形成固溶体，从而提高了摩擦材料的机械物理性能和摩擦性能，对抗腐蚀性能也有很大的好处。

[0035] 当采用上述质量分数计的各原料形成的粉末冶金摩擦体，各组分之间相互配合形成的上述粉末冶金摩擦体中，具有较高的耐磨损特点，可以解决现有摩擦体在车辆制动过程中由于掉渣、掉块、摩擦材料整体脱落等现象，进而提高寿命。

[0036] 实施例二

[0037] 本发明实施例提供一种粉末冶金摩擦体的制作方法，应用于上述粉末冶金摩擦体。如图1所示，该粉末冶金摩擦体的制作方法，包括：

[0038] 步骤100，将摩擦材料层的各组分混合均匀，获得摩擦混合物。

[0039] 步骤200，将骨架粘结材料层与摩擦混合物压制，获得摩擦体组件。

[0040] 步骤300，将摩擦体组件烧结，获得粉末冶金摩擦体。

[0041] 本发明实施例提供的粉末冶金摩擦体的制作方法中，带骨架压制该粉末冶金摩擦体，可以提高摩擦材料和骨架的结合力，有效防止摩擦体脱落，并避免出现骨架与摩擦体出现错位的现象，还可以降低后续烧结的劳动强度，提高产品合格率。另外，通过烧结可以提高摩擦体的致密性，获得产品相关标准所要求的机械物理性能并具有较高的机械强度，避免了因机械强度过低导致的掉渣、掉块、脱落等现象，进而提高了该粉末冶金摩擦体的使用寿命。该制作方法简单，成本低廉，可行性高，通过此制作方法制得的粉末冶金摩擦体的有益效果与上述技术方案提供的粉末冶金摩擦体的有益效果相同，此处不做赘述。

[0042] 作为一种可能实现的方式，如图2所示，上述将摩擦材料层的各组分混合均匀，获得摩擦混合物，包括：

[0043] 步骤101，将摩擦组元和润滑组元分别进行烘料。烘料的温度为80℃～120℃，烘料的时间为60min～120min。

[0044] 例如，将上述摩擦组元和润滑组元所含的各原料放入烘箱中，设置烘箱的温度为80℃～120℃，对摩擦组元和润滑组元所含的各原料成分进行烘料60min～120min。经过烘料，可以将物料中的水分、油脂等挥发类杂质去掉，提高摩擦材料烧结时的致密性。

[0045] 步骤102，将基体组元预混120min～240min，获得基体组元预混物。通过将基体组元的原料预混，可以提高基体组元中所有原材料混合均匀性，并且减少后续混料时间。例如，将基体组元中所有原材料放置进螺带式双混机中进行预混120～240分钟，获得基体组元预混物。

[0046] 步骤103，将烘料完毕的润滑组元预混60min～120min，获得润滑组元预混物。通过将润滑组元的原料预混，可以提高润滑组元中所有原材料混合均匀性，并且减少后续混料时间。例如，将烘料完毕的润滑组元各原料放入V型混料机中进行预混60～120分钟，获得润滑组元预混物。

[0047] 步骤104，将烘料完毕的摩擦组元预混120min～180min，获得摩擦组元预混物。通过将摩擦组元的原料预混，以提高摩擦组元中所有原材料混合均匀性，并且减少后续混料时间。例如，将烘料完毕的摩擦组元中所有原材料放置进双轴混料机中进行预混120～180分钟，获得摩擦组元预混物。

[0048] 步骤105，将上述基体组元预混物、润滑组元预混物及摩擦组元预混物混料，获得摩擦混合物。

[0049] 示例的，将上述预混完毕获得的基体组元预混物、润滑组元预混物及摩擦组元预混物全部放入高速混料机中，使用自动加注设备向上述混合物料中加入物料总重量5％～10％的航空煤油，然后将航空煤油与基体组元预混物、润滑组元预混物及摩擦组元预混物进行混料120min～240min，获得摩擦混合物。此处，航空煤油的作用可以相当于润滑剂，将上述预混物包覆并混合均匀。

[0050] 步骤106，上述获得摩擦混合物后，将骨架粘结材料层与摩擦混合物压制，获得摩擦体组件前，该粉末冶金摩擦体的制作方法还可以包括：将骨架粘结材料层所含各组分原料混料60min～180min。例如，将骨架组件粘结材料所含有的物料放置进V型混料机中进行混料60～180分钟。

[0051] 作为一种可能的实现方式，上述将骨架粘结材料层与摩擦混合物压制，获得摩擦体组件，包括：

[0052] 将摩擦体骨架放置模具腔内，将骨架粘结材料层与摩擦混合物在6.0Mpa～15.0Mpa压制15s～60s，获得摩擦体组件。

[0053] 示例的，如图3所示，上述将骨架粘结材料层与摩擦混合物压制，获得摩擦体组件，包括：

[0054] 步骤201，将步骤105获得的摩擦混合物放入自动称量送料系统物料仓内，设置称量物料重量。

[0055] 步骤202，将摩擦体骨架销钉放置模具腔内。

[0056] 步骤203，使用电子秤称量步骤106中混料完毕的骨架粘结材料层，并手动倒入模具模腔内。

[0057] 步骤204，将步骤201中称量完毕的摩擦混合物倒入模具腔内，下压开关，将骨架粘结材料层与摩擦混合物在6.0Mpa～15.0Mpa压制15s～60s，获得摩擦体组件。

[0058] 作为一种可能的实现方式，上述将摩擦体组件烧结，获得粉末冶金摩擦体，包括：

[0059] 将摩擦体组件放入石墨腔内，在保护气体中将摩擦体组件于900℃～980℃、6.0MPa～15.0MPa烧结160min～200min。应理解，该保护气体可以为氢气和氮气的混合物，其中，氢气和氮气的体积比可以为3：(1～2)。为了节省成本及降低使用纯氢易燃易爆的风险，可以使用氨分解气体作为保护气体。

[0060] 采用加压烧结，可以提高摩擦体的致密性，获得产品相关标准所要求的机械物理性能并具有较高的机械强度，避免了因机械强度过低导致的掉渣、掉块、脱落等现象，提高了摩擦体的使用寿命。

[0061] 示例的，如图4所示，上述将摩擦体组件烧结，获得粉末冶金摩擦体，包括：

[0062] 步骤301，在粉末冶金加压式烧结系统控制面板上输入所需压力6.0MPa～8.0MPa、温度900℃～980℃及时间160min～200min。

[0063] 步骤302，将摩擦体组件销钉向下放入由石墨制成的石墨腔内。

[0064] 步骤303，将放置完毕的石墨盘逐个放置于加压式烧结系统烧结基座上。为保证产品受热均匀，石墨盘层数不应超过20层。

[0065] 步骤304，将烧结炉内胆、冷却罩及保温罩依次放置于烧结炉基座上。

[0066] 步骤305，在烧结炉内胆中通入氢气与氮气混合气体，开启烧结系统开关，进行烧结作业。混合气体中氢气与氮气的体积比为3：2。

[0067] 作为一种可能的实现方式，在获得粉末冶金摩擦体后，该粉末冶金摩擦体的制作方法，还包括：

[0068] 对粉末冶金摩擦体进行负压、打标及组装。

[0069] 例如，上述将摩擦体组件烧结作业完成后，为了保证产品厚度及孔隙率，可以对产品进行负压作业，负压作业完毕后即可对产品进行打标、组装，组装完毕后即为成品粉末冶金摩擦体。

[0070] 实施例三

[0071] 本发明实施例提供一种粉末冶金摩擦体的制作方法。该粉末冶金摩擦体包括：基体组元、润滑组元及摩擦组元组成的摩擦材料层，以及用于将摩擦材料层与摩擦体骨架粘结在一起的骨架粘结材料层。基体组元包含：青铜粉、还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼。润滑组元包含：硫化锌及鳞片石墨；摩擦组元包含：二氧化钛、氧化锆、长石及锆英砂。骨架粘结材料层包含：青铜粉、还原铁粉、锰粉、钼粉及锡粉。

[0072] 该粉末冶金摩擦体中摩擦材料层包含按照质量分数计的以下原料：青铜粉末的质量分数为45％、还原铁粉15％、锰铁合金粉的质量分数为10％、纳米三氧化钼的质量分数为10％、硫化锌的质量分数为5％、鳞片石墨的质量分数为5％、二氧化钛的质量分数为5％、氧化锆的质量分数为2％、长石的质量分数为2％及锆英砂的质量分数为1％。该粉末冶金摩擦体中骨架粘结材料层包含按照质量分数计的以下原料：青铜粉的质量分数为50％、还原铁粉的质量分数为30％、锰粉的质量分数为10％、钼粉的质量分数为5％及锡粉的质量分数为
5％。

[0073] 本发明实施例提供的粉末冶金摩擦体的制作方法包括如下步骤：

[0074] 第一步，将摩擦组元和润滑组元所含原料放入烘箱中，设置烘箱的温度为80℃对摩擦组元和润滑组元所含的各原料成分进行烘料120min。

[0075] 第二步，将基体组元中所有原材料放置进螺带式双混机中进行预混120min，获得基体组元预混物。

[0076] 第三步，将烘料完毕的润滑组元所含原料放入V型混料机中进行预混120min。

[0077] 第四步，将烘料完毕的摩擦组元中所有原材料放置进双轴混料机中进行预混120min，获得摩擦组元预混物。

[0078] 第五步，将上述预混完毕获得的基体组元预混物、润滑组元预混物及摩擦组元预混物全部放入高速混料机中，使用自动加注设备向上述混合物料中加入物料总重量5％的航空煤油，然后将航空煤油与基体组元预混物、润滑组元预混物及摩擦组元预混物进行混料120min，获得摩擦混合物。

[0079] 第六步，将骨架组件粘结材料层所含有的各组分物料放置进V型混料机中进行混料60min。

[0080] 第七步，将第五步获得的摩擦混合物放入自动称量送料系统物料仓内，设置称量物料重量。

[0081] 第八步，将摩擦体骨架销钉放置模具腔内。

[0082] 第九步，使用电子秤称量第六步中混料完毕的骨架粘结材料层，并手动倒入模具模腔内。

[0083] 第十步，将第七步中称量完毕的摩擦混合物倒入模具模腔内，下压开关，将骨架粘结材料层与摩擦混合物在6.0Mpa压制60s，获得摩擦体组件。

[0084] 第十一步，在粉末冶金加压式烧结系统控制面板上输入所需压力为6.0MPa、温度为900℃及时间为200min。

[0085] 第十二步，将摩擦体组件销钉向下放入由石墨制成的石墨腔内。

[0086] 第十三步，将放置完毕后的石墨盘逐个放置于加压式烧结系统烧结基座上。

[0087] 第十四步，将烧结炉内胆、冷却罩及保温罩依次放置于烧结炉基座上。

[0088] 第十五步，在烧结炉内胆中通入氢气与氮气混合气体，开启烧结系统开关，进行烧结作业。混合气体中氢气与氮气的体积比为3：2。

[0089] 第十六步，对粉末冶金摩擦体进行负压、打标及组装。

[0090] 实施例四

[0091] 本发明实施例提供一种粉末冶金摩擦体的制作方法。该粉末冶金摩擦体包括：基体组元、润滑组元及摩擦组元组成的摩擦材料层，以及用于将摩擦材料层与摩擦体骨架粘结在一起的骨架粘结材料层。基体组元包含：青铜粉、还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼。润滑组元包含：硫化锌及鳞片石墨；摩擦组元包含：二氧化钛、氧化锆、长石及锆英砂。骨架粘结材料层包含：青铜粉、还原铁粉、锰粉、钼粉及锡粉。

[0092] 该粉末冶金摩擦体中摩擦材料层包含按照质量分数计的以下原料：青铜粉末的质量分数为40％、还原铁粉20％、锰铁合金粉的质量分数为12％、纳米三氧化钼的质量分数为8％、硫化锌的质量分数为3％、鳞片石墨的质量分数为3％、二氧化钛的质量分数为9％、氧化锆的质量分数为2％、长石的质量分数为2％及锆英砂的质量分数为1％。该粉末冶金摩擦体中骨架粘结材料层包含按照质量分数计的以下原料：青铜粉的质量分数为50％、还原铁粉的质量分数为30％、锰粉的质量分数为10％、钼粉的质量分数为5％及锡粉的质量分数为
5％。

[0093] 本发明实施例提供的粉末冶金摩擦体的制作方法包括如下步骤：

[0094] 第一步，将摩擦组元和润滑组元所含原料放入烘箱中，设置烘箱的温度为120℃对摩擦组元和润滑组元所含的各原料成分进行烘料80min。

[0095] 第二步，将基体组元中所有原材料放置进螺带式双混机中进行预混240min，获得基体组元预混物。

[0096] 第三步，将烘料完毕的润滑组元各原料放入V型混料机中进行预混60min。

[0097] 第四步，将烘料完毕的摩擦组元中所有原材料放置进双轴混料机中进行预混180min，获得摩擦组元预混物。

[0098] 第五步，将上述预混完毕获得的基体组元预混物、润滑组元预混物及摩擦组元预混物全部放入高速混料机中，使用自动加注设备向上述混合物料中加入物料总重量10％的航空煤油，然后将航空煤油与基体组元预混物、润滑组元预混物及摩擦组元预混物进行混料240min，获得摩擦混合物。

[0099] 第六步，将骨架组件粘结材料层所含有的各组分物料放置进V型混料机中进行混料180min。

[0100] 第七步，将第五步获得的摩擦混合物放入自动称量送料系统物料仓内，设置称量物料重量。

[0101] 第八步，将摩擦体骨架销钉放置模具腔内。

[0102] 第九步，使用电子秤称量第六步中混料完毕的骨架粘结材料层，并手动倒入模具模腔内。

[0103] 第十步，将第七步中称量完毕的摩擦混合物倒入模具模腔内，下压开关，将骨架粘结材料层与摩擦混合物在15.0Mpa压制15s，获得摩擦体组件。

[0104] 第十一步，在粉末冶金加压式烧结系统控制面板上输入所需压力为8.0MPa、温度为980℃及时间为160min。

[0105] 第十二步，将摩擦体组件销钉向下放入由石墨制成的石墨腔内。

[0106] 第十三步，将放置完毕后的石墨盘逐个放置于加压式烧结系统烧结基座上。

[0107] 第十四步，将烧结炉内胆、冷却罩及保温罩依次放置于烧结炉基座上。

[0108] 第十五步，在烧结炉内胆中通入氢气与氮气混合气体，开启烧结系统开关，进行烧结作业。混合气体中氢气与氮气的体积比为3：1。

[0109] 第十六步，对粉末冶金摩擦体进行负压、打标及组装。

[0110] 实施例五

[0111] 本发明实施例提供一种粉末冶金摩擦体的制作方法。该粉末冶金摩擦体包括：基体组元、润滑组元及摩擦组元组成的摩擦材料层，以及用于将摩擦材料层与摩擦体骨架粘结在一起的骨架粘结材料层。基体组元包含：青铜粉、还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼。润滑组元包含：硫化锌及鳞片石墨；摩擦组元包含：二氧化钛、氧化锆、长石及锆英砂。骨架粘结材料层包含：青铜粉、还原铁粉、锰粉、钼粉及锡粉。

[0112] 该粉末冶金摩擦体中摩擦材料层包含按照质量分数计的以下原料：青铜粉末的质量分数为40％、还原铁粉16％、锰铁合金粉的质量分数为8％、纳米三氧化钼的质量分数为12％、硫化锌的质量分数为4％、鳞片石墨的质量分数为7％、二氧化钛的质量分数为5％、氧化锆的质量分数为3％、长石的质量分数为3％及锆英砂的质量分数为2％。该粉末冶金摩擦体中骨架粘结材料层包含按照质量分数计的以下原料：青铜粉的质量分数为50％、还原铁粉的质量分数为30％、锰粉的质量分数为10％、钼粉的质量分数为5％及锡粉的质量分数为
5％。

[0113] 本发明实施例提供的粉末冶金摩擦体的制作方法包括如下步骤：

[0114] 第一步，将摩擦组元和润滑组元的原料放入烘箱中，设置烘箱的温度为100℃对摩擦组元和润滑组元所含的各原料成分进行烘料100min。

[0115] 第二步，将基体组元中所有原材料放置进螺带式双混机中进行预混150min，获得基体组元预混物。

[0116] 第三步，将烘料完毕的润滑组元各原料放入V型混料机中进行预混80min。

[0117] 第四步，将烘料完毕的摩擦组元中所有原材料放置进双轴混料机中进行预混150min，获得摩擦组元预混物。

[0118] 第五步，将上述预混完毕获得的基体组元预混物、润滑组元预混物及摩擦组元预混物全部放入高速混料机中，使用自动加注设备向上述混合物料中加入物料总重量7％的航空煤油，然后将航空煤油与基体组元预混物、润滑组元预混物及摩擦组元预混物进行混料180min，获得摩擦混合物。

[0119] 第六步，将骨架组件粘结材料层所含有的各组分物料放置进V型混料机中进行混料80min。

[0120] 第七步，将第五步获得的摩擦混合物放入自动称量送料系统物料仓内，设置称量物料重量。

[0121] 第八步，将摩擦体骨架销钉放置模具腔内。

[0122] 第九步，使用电子秤称量第六步中混料完毕的骨架粘结材料层，并手动倒入模具模腔内。

[0123] 第十步，将第七步中称量完毕的摩擦混合物倒入模具模腔内，下压开关，将骨架粘结材料层与摩擦混合物在10.0Mpa压制35s，获得摩擦体组件。

[0124] 第十一步，在粉末冶金加压式烧结系统控制面板上输入所需压力为10.0MPa、温度为950℃及时间为180min。

[0125] 第十二步，将摩擦体组件销钉向下放入由石墨制成的石墨腔内。

[0126] 第十三步，将放置完毕后的石墨盘逐个放置于加压式烧结系统烧结基座上。

[0127] 第十四步，将烧结炉内胆、冷却罩及保温罩依次放置于烧结炉基座上。

[0128] 第十五步，在烧结炉内胆中通入氢气与氮气混合气体，开启烧结系统开关，进行烧结作业。混合气体中氢气与氮气的体积比为3：1.2。

[0129] 第十六步，对粉末冶金摩擦体进行负压、打标及组装。

[0130] 实施例六

[0131] 本发明实施例提供一种粉末冶金摩擦体的制作方法。该粉末冶金摩擦体包括：基体组元、润滑组元及摩擦组元组成的摩擦材料层，以及用于将摩擦材料层与摩擦体骨架粘结在一起的骨架粘结材料层。基体组元包含：青铜粉、还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼。润滑组元包含：硫化锌及鳞片石墨；摩擦组元包含：二氧化钛、氧化锆、长石及锆英砂。骨架粘结材料层包含：青铜粉、还原铁粉、锰粉、钼粉及锡粉。

[0132] 该粉末冶金摩擦体中摩擦材料层包含按照质量分数计的以下原料：青铜粉末的质量分数为50％、还原铁粉15％、锰铁合金粉的质量分数为8％、纳米三氧化钼的质量分数为8％、硫化锌的质量分数为3％、鳞片石墨的质量分数为3％、二氧化钛的质量分数为5％、氧化锆的质量分数为2.5％、长石的质量分数为4％及锆英砂的质量分数为1.5％。该粉末冶金摩擦体中骨架粘结材料层包含按照质量分数计的以下原料：青铜粉的质量分数为50％、还原铁粉的质量分数为30％、锰粉的质量分数为10％、钼粉的质量分数为5％及锡粉的质量分数为5％。

[0133] 本发明实施例提供的粉末冶金摩擦体的制作方法包括如下步骤：

[0134] 第一步，将摩擦组元和润滑组元的原料放入烘箱中，设置烘箱的温度为110℃对摩擦组元和润滑组元所含的各原料成分进行烘料90min。

[0135] 第二步，将基体组元中所有原材料放置进螺带式双混机中进行预混160min，获得基体组元预混物。

[0136] 第三步，将烘料完毕的润滑组元各原料放入V型混料机中进行预混100min。

[0137] 第四步，将烘料完毕的摩擦组元中所有原材料放置进双轴混料机中进行预混160min，获得摩擦组元预混物。

[0138] 第五步，将上述预混完毕获得的基体组元预混物、润滑组元预混物及摩擦组元预混物全部放入高速混料机中，使用自动加注设备向上述混合物料中加入物料总重量8％的航空煤油，然后将航空煤油与基体组元预混物、润滑组元预混物及摩擦组元预混物进行混料200min，获得摩擦混合物。

[0139] 第六步，将骨架组件粘结材料层所含有的各组分物料放置进V型混料机中进行混料160min。

[0140] 第七步，将第五步获得的摩擦混合物放入自动称量送料系统物料仓内，设置称量物料重量。

[0141] 第八步，将摩擦体骨架销钉放置模具腔内。

[0142] 第九步，使用电子秤称量第六步中混料完毕的骨架粘结材料层，并手动倒入模具模腔内。

[0143] 第十步，将第七步中称量完毕的摩擦混合物倒入模具模腔内，下压开关，将骨架粘结材料层与摩擦混合物在9.0Mpa压制40s，获得摩擦体组件。

[0144] 第十一步，在粉末冶金加压式烧结系统控制面板上输入所需压力为9.0MPa、温度为940℃及时间为190min。

[0145] 第十二步，将摩擦体组件销钉向下放入由石墨制成的石墨腔内。

[0146] 第十三步，将放置完毕后的石墨盘逐个放置于加压式烧结系统烧结基座上。

[0147] 第十四步，将烧结炉内胆、冷却罩及保温罩依次放置于烧结炉基座上。

[0148] 第十五步，在烧结炉内胆中通入氢气与氮气混合气体，开启烧结系统开关，进行烧结作业。混合气体中氢气与氮气的体积比为3：2。

[0149] 第十六步，对粉末冶金摩擦体进行负压、打标及组装。

[0150] 实施例七

[0151] 本发明实施例提供一种粉末冶金摩擦体的制作方法。该粉末冶金摩擦体包括：基体组元、润滑组元及摩擦组元组成的摩擦材料层，以及用于将摩擦材料层与摩擦体骨架粘结在一起的骨架粘结材料层。基体组元包含：青铜粉、还原铁粉、锰铁合金粉及纳米三氧化钼。润滑组元包含：硫化锌及鳞片石墨；摩擦组元包含：二氧化钛、氧化锆、长石及锆英砂。骨架粘结材料层包含：青铜粉、还原铁粉、锰粉、钼粉及锡粉。

[0152] 该粉末冶金摩擦体中摩擦材料层包含按照质量分数计的以下原料：青铜粉末的质量分数为40％、还原铁粉18％、锰铁合金粉的质量分数为9％、纳米三氧化钼的质量分数为10％、硫化锌的质量分数为5％、鳞片石墨的质量分数为3％、二氧化钛的质量分数为10％、氧化锆的质量分数为2％、长石的质量分数为2％及锆英砂的质量分数为1％。该粉末冶金摩擦体中骨架粘结材料层包含按照质量分数计的以下原料：青铜粉的质量分数为50％、还原铁粉的质量分数为30％、锰粉的质量分数为10％、钼粉的质量分数为5％及锡粉的质量分数为5％。

[0153] 本发明实施例提供的粉末冶金摩擦体的制作方法包括如下步骤：

[0154] 第一步，将摩擦组元和润滑组元的原料放入烘箱中，设置烘箱的温度为90℃对摩擦组元和润滑组元所含的各原料成分进行烘料110min。

[0155] 第二步，将基体组元中所有原材料放置进螺带式双混机中进行预混180min，获得基体组元预混物。

[0156] 第三步，将烘料完毕的润滑组元各原料放入V型混料机中进行预混90min。

[0157] 第四步，将烘料完毕的摩擦组元中所有原材料放置进双轴混料机中进行预混170min，获得摩擦组元预混物。

[0158] 第五步，将上述预混完毕获得的基体组元预混物、润滑组元预混物及摩擦组元预混物全部放入高速混料机中，使用自动加注设备向上述混合物料中加入物料总重量6％的航空煤油，然后将航空煤油与基体组元预混物、润滑组元预混物及摩擦组元预混物进行混料180min，获得摩擦混合物。

[0159] 第六步，将骨架组件粘结材料层所含有的各组分物料放置进V型混料机中进行混料180min。

[0160] 第七步，将第五步获得的摩擦混合物放入自动称量送料系统物料仓内，设置称量物料重量。

[0161] 第八步，将摩擦体骨架销钉放置模具腔内。

[0162] 第九步，使用电子秤称量第六步中混料完毕的骨架粘结材料层，并手动倒入模具模腔内。

[0163] 第十步，将第七步中称量完毕的摩擦混合物倒入模具模腔内，下压开关，将骨架粘结材料层与摩擦混合物在6.0Mpa压制50s，获得摩擦体组件。

[0164] 第十一步，在粉末冶金加压式烧结系统控制面板上输入所需压力为6.0MPa、温度为980℃及时间为190min。

[0165] 第十二步，将摩擦体组件销钉向下放入由石墨制成的石墨腔内。

[0166] 第十三步，将放置完毕后的石墨盘逐个放置于加压式烧结系统烧结基座上。

[0167] 第十四步，将烧结炉内胆、冷却罩及保温罩依次放置于烧结炉基座上。

[0168] 第十五步，在烧结炉内胆中通入氢气与氮气混合气体，开启烧结系统开关，进行烧结作业。混合气体中氢气与氮气的体积比为3：1.5。

[0169] 第十六步，对粉末冶金摩擦体进行负压、打标及组装。

[0170] 表1示例出实施例三和实施例四所制作的粉末冶金摩擦体与现有技术中的粉末冶金摩擦体的机械物理性能试验结果及摩擦系数结果。

[0171] 表1本发明实施例制作的粉末冶金摩擦体与现有的粉末冶金摩擦体的性能表

[0172]

[0173] 从表1中可得出，本发明通过调整粉末冶金摩擦体中相应材料及比例，设计了一种超低磨耗的粉末冶金摩擦体及其制作方法。本产品所生产出的超低磨耗的粉末冶金摩擦体的物理性能与摩擦性能均符合中国铁路总公司发布的动车组粉末冶金闸片相关标准要求，且由表1可见本发明实施例中产品的磨耗系数远低于目前所使用产品的磨耗系数，产品寿命将提高一倍以上。因此本产品拥有非常广阔的市场应用前景。

[0174] 本发明实施例还提供一种粉末冶金闸片，包括上述粉末冶金摩擦体。

[0175] 本发明实施例提供的粉末冶金闸片的有益效果与实施例一提供的粉末冶金摩擦体的有益效果相同，此处不做赘述。

[0176] 在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0177] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。