专利名称：一种低压铸造制备高铁整体闸片的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高速铁路车辆刹车闸片，特别是一种低压铸造法制备的具有通风槽结构的三维网络碳化硅增强金属基高速铁路车辆刹车闸片。
背景技术：
随着我国高速铁路的快速发展，列车时速已经超过350 km/h。目前列车的紧急制动主要是依靠车辆制动系统中的制动盘和刹车闸片的摩擦实现的，而制动系统中刹车闸片的性能好坏对列车制动效果有着非常大的影响。因此，对其性能提出了更加严格的要求。目前高速列车采用的盘式制动器制动刹车片经历了合成刹车片到粉末冶金刹车片到复合材料刹车片的发展历程，随着铁路列车向着高速和重载方向的发展，刹车片材料需要同时满足以下几个方面的性能要求较高摩擦力及优良的耐磨性能；足够的抗冲击强度；导热性 好；不受气候影响、摩擦系数稳定；一定的经济性；便于成型和实现轻量化。目前，国际上比较先进又比较代表性的高速列车是德国生产的ICE列车和法国的TGV列车以及日本的新干线。他们对制动闸片的研制经历了合成闸片，铁基和铜基烧结闸片(粉末冶金摩擦闸片)阶段，并已经向铝合金基复合材料及C/C复合材料闸片方向发展。而合成的树脂摩擦片的导热系数低，制动温度高，温度超过350 1时，树脂易发生碳化，导致摩擦片的裂开和失效；铁基和铜基的粉末冶金闸片价格昂贵，易掉粉、掉渣，热稳定性差，寿命较短；铝合金基复合材料及C/C复合材料闸片因价格昂贵及工艺复杂等的限制还未形成工业化生产。本实用新型针对合成刹车片和粉末冶金刹车片等刹车片的不足，采用的三维网络陶瓷一金属复合材料作为摩擦块，它采用不同于粉末冶金的低压铸造工艺制造而成，由于其优越的综合性能，成为一种更为理想的摩擦材料，满足350k/h高速列车对制动闸片材料苛刻的要求。
实用新型内容本实用新型针对我国动车组刹车闸片大多依赖进口，国内自我开发的高速列车闸片热稳定性的不足等问题，采用低压铸造方法来制备三维网络碳化硅/金属的高铁整体闸片，目的在于提供一种坚固耐用，寿命长，制作工艺简单，生产周期短，散热快，热稳定性好，制动平稳，刹车时噪音低，服役寿命长，变形小，拆卸方便，适用于高速列车(时速350km /h)的整体式刹车闸片。为此，本实用新型提供以下技术方案一种低压铸造制备高铁整体闸片，包括摩擦块、基板和散热片，摩擦块、基板和散热片铸成一个整体，然后经过高精度机械加工获得；所述的基板的正面与所述的摩擦块的底面铸为一体，所述的基板的反面上设有连接成网格状的散热片。作为对上述方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下技术方案所述的摩擦块由三维网络碳化硅陶瓷增强金属基复合材料和金属材料构成，金属材料的材质可以为铝、铜、钢等金属材料；三维网络碳化硅陶瓷占摩擦块体积百分数35%飞0%，厚度为5 20 mm ;所述的摩擦块形状为圆柱形或多边形，摩擦块与摩擦块之间设置通风槽，该通风槽的宽度为3飞_，摩擦块的数量可为12 20块。所述的基板为多边形的平板，材质与摩擦块的金属材料的材质相同，可以为铝、铜、钢等金属；所述的基板的厚度为3 7 mm，上面设有通孔，数量为3飞个。所述的基板上有连接成网格状的散热片，网格形状可为菱形，正方形，矩形或其他几何图形，散热片的厚度为2 5 mm,网格状散热片和基板组成若干独立的空腔。采用上述技术方案后，由于摩擦块由三维网络碳化硅陶瓷增强金属基复合材料和金属材料构成，具有更好的耐磨性和抗热衰退能力；同时制动时产生的摩擦热被基板上的散热片和摩擦块之间的导热槽带走，减少了闸片的变形量。由于闸片和基板以及散热片是一体铸造成的，即使由于摩擦热发生变形，修正也会容易，从而使闸片在平直的状态下与制动盘接触，可以防止发生闸片受力不均产生掉块、点蚀等不良现象，防止制动力低下。在更 换闸片时，整体式的闸片更容易被拔出进行安装。本实用新型有益效果是解决了现役的合成闸片和粉末冶金刹车闸片寿命短，不易散热等不足和缺陷，提供了一种制备工艺简单，制造周期短，散热快，热稳定性好，寿命长，安装方便，可适用于高速列车(时速350km/h)的金属基刹车闸片。
图I是本实用新型的主视图。图2是本实用新型的仰视图。图3是本实用新型的后视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的完善和补充。如图f图3所示，本实用新型的实施优选方式是本实用新型由摩擦块I、基板4和散热片5构成，摩擦块I、基板4和散热片5铸成一个整体，然后经过高精度机械加工获得高铁整体闸片产品；摩擦块I由三维网络碳化硅陶瓷增强金属基复合材料和金属材料构成，金属材料的材质为黄铜；三维网络碳化硅陶瓷占摩擦块体积百分数45%，厚度为7 mm ；摩擦块I的形状为多边形，摩擦块I与摩擦块I之间的通风槽2的宽度为3 mm，摩擦块I的数量为14块；基板4为多边形的平板，材质与摩擦块I中金属材料一致，为黄铜；基板4的厚度为5 mm,上面设有通孔3，数量为4个；基板4上有连接成网格状的散热片5，网格形状为菱形；散热片5的厚度为3 mm,网格状散热片5和基板4组成若干独立的空腔。经过试验测试，所述闸片350 km/h实施紧急制动后，闸片最高温度为656 °C。热应力降低到74 MPa,表现出良好的热稳定性，闸片未产生可见裂纹，无变形，制动平稳，平均摩擦系数为O. 31。
权利要求1.一种低压铸造制备高铁整体闸片，包括摩擦块(I)、基板(4)和散热片(5)，摩擦块(I)、基板(4)和散热片(5)铸成一个整体；所述的基板(4)的正面与所述的摩擦块(I)的底面铸为一体，所述的基板(4)的反面上设有连接成网格状的散热片(5)。
2.根据权利要求I所述的一种低压铸造制备高铁整体闸片，其特征在于所述的摩擦块(I)由三维网络碳化硅陶瓷增强金属基复合材料和金属材料构成，金属材料的材质可以为铝、铜、钢；三维网络碳化硅陶瓷占摩擦块(I)的体积百分数35%飞0%，厚度为5 20 mm;所述的摩擦块(I)的形状为圆柱形或多边形，摩擦块(I)与摩擦块(I)之间设置通风槽(2)，该通风槽(2)的宽度为3 6 mm，摩擦块(I)的数量为12 20块。
3.根据权利要求I所述的一种低压铸造制备高铁整体闸片，其特征在于所述的基板(4)为多边形的平板，材质与摩擦块(I)的金属材料的材质相同，为铝、铜、钢；所述的基板(4)的厚度为3 7 mm，上面设有通孔(3)，数量为3飞个。
4.根据权利要求I所述的一种低压铸造制备高铁整体闸片，其特征在于所述的基板(4)上有连接成网格状的散热片(5)，网格形状可为菱形，正方形，矩形，散热片(5)的厚度为2 5 _，网格状散热片(5)和基板(4)组成若干独立的空腔。
专利摘要一种低压铸造制备高铁整体闸片，属于高速铁路车辆刹车闸片领域。现有的合成闸片和粉末冶金刹车闸片存在寿命短，不易散热等缺陷，本实用新型包括摩擦块、基板和散热片，摩擦块、基板和散热片铸成一个整体，然后经过高精度机械加工获得；所述的基板的正面与所述的摩擦块的底面铸为一体，所述的基板的反面上设有连接成网格状的散热片。本实用新型提供了一种制备工艺简单，制造周期短，散热快，热稳定性好，寿命长，安装方便，可适用于时速350km/h列车的金属基刹车闸片。
文档编号F16D69/00GK202746468SQ20122045104
公开日2013年2月20日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者房明, 喻亮 申请人:浙江天乐新材料科技有限公司