专利摘要

本发明涉及一种高速列车使用的冶金粉末刹车材料的制备方法，属于复合材料技术领域。包括如下步骤：取二氧化硅，加入至KOH溶液中，加热，保温，过滤后，将固体物烘干，与甘油、水混合均匀，得到第一混合物；取锌粉、水，混合均匀后，得到第二混合物；将第一混合物与第二混合物混合均匀，烘干，球磨后，得到预制粉；将预制粉、碳化硅、碳纤维、铜粉、铁粉、锡粉、莫来石、硬脂酸锌、碳化钨、钛粉混合均匀后，放入冶金成形压力机中压制成型，再放入烧结炉中烧结热，压制之后，得到刹车材料。本发明通过将二氧化硅腐蚀之后，形成的表面形貌与锌粉更好地相互搭接，在烧结过程中形成互熔物，可以更好地提高刹车材料的强度性能。

权利要求

1.一种高速列车使用的冶金粉末刹车材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第1步、按重量份计，取二氧化硅10～15份，加入至20wt%的KOH溶液中，加热，保温，过滤后，将固体物烘干，与甘油10～15份、水5～15份混合均匀，得到第一混合物；

第2步、取锌粉6～12份、水3～6份，混合均匀后，得到第二混合物；

第3步、将第一混合物与第二混合物混合均匀，烘干，球磨后，得到预制粉；

第4步、将预制粉、碳化硅12～24份、碳纤维5～10份、铜粉4～8份、铁粉3～5份、锡粉2～3份、莫来石4～6份、硬脂酸锌2～4份、碳化钨3～6份、钛粉2～4份混合均匀后，放入冶金成形压力机中压制成型，再放入烧结炉中烧结热，压制之后，得到刹车材料。

2.根据权利要求1所述的高速列车使用的冶金粉末刹车材料的制备方法，其特征在于：所述的第1步中，加热温度是70～80℃。

3.根据权利要求1所述的高速列车使用的冶金粉末刹车材料的制备方法，其特征在于：所述的第1步中，保温时间优选是2～4小时。

4.根据权利要求1所述的高速列车使用的冶金粉末刹车材料的制备方法，其特征在于：所述的第1步中，二氧化硅的平均粒径优选是100～500微米，更优选是200微米。

5.根据权利要求1所述的高速列车使用的冶金粉末刹车材料的制备方法，其特征在于：所述的第1步中，将固体物烘干之后，还加入聚乙烯亚胺1～2份；第2步中，还加入聚甲基丙烯酸铵1～2份。

6.根据权利要求1所述的高速列车使用的冶金粉末刹车材料的制备方法，其特征在于：所述的第2步中，锌粉的平均粒径是50～100微米。

7.根据权利要求1所述的高速列车使用的冶金粉末刹车材料的制备方法，其特征在于：所述的第4步中，烧结温度为780～850℃，烧结时间为50～80min。

说明书

技术领域

    本发明涉及一种高速列车使用的冶金粉末刹车材料的制备方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

C/C刹车材料具有低密度、高强度等许多优异性能。但C/C材料在高于500摄氏度的空气中明显氧化限制了它的应用。在C/C中加入SiC制得的C/C-SiC材料，不仅保持了C/C材料的高温性能，同时提高了抗氧化能力。

C/C-SiC是一种以碳纤维为增强体，以碳、碳化硅为基体的复合材料。它综合了基体良好的化学和热稳定性，除具备C/C复合材料的高强度、高比模量、优异的高温机械性能、高温导热率以及低温膨胀系数。C/C-SiC复合材料还具有致密度程度高，使用寿命长，对环境的适应性强，尤其是C/C复合材料所不具备的高温抗氧化性能，是一种将热防护，结构承载和防氧化结合为一体的复合材料。

C/C-SiC复合材料制备方法及应用的研究已经取得了很大的进展，不少研究机构对此领域都做了大量的研究工作，使C/C-SiC复合材料广泛应用于航空、航天、军事等领域。由于C/C-SiC复合材料的优异性能，它必将成为新型复合材料的开发重点。但目前C/C-SiC复合材料的制备工艺周期较长，生产成本较高，极大限制了其在民用领域的发展，而且C/C-SiC摩擦材料仍然存在着摩擦性能不高的问题。

CN102617178A提供了一种C/SiC复合材料、该复合材料的制备方法及摩擦片，该方法包括以下步骤：1)沉积SiC层：采用化学气相沉积法在碳纤维表画沉积上厚度为2～10μm的SiC层，得到具有SiC层的碳纤维；2)浸渍沥青：在具有SiC层的碳纤维中加入沥青，升温融化沥青后，恒温加压浸渍，得到C/树脂生坯；3)碳化：冷却后在保护气氛下碳化C/树脂生坯，得到C/C复合材料预制体；4)气相渗硅：真空烧结条件下采用气相渗硅法处理C/C复合材料预制体后得到C/SiC复合材料。该材料存在着摩擦系数不高的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：高速列车刹车材料的摩擦性能不佳的问题，对其制备方法进行了改进，提出一种高速列车使用的冶金粉末刹车材料的制备方法。

技术方案：

一种高速列车使用的冶金粉末刹车材料的制备方法，包括如下步骤：

第1步、按重量份计，取二氧化硅10～15份，加入至20wt%的KOH溶液中，加热，保温，过滤后，将固体物烘干，与甘油10～15份、水5～15份混合均匀，得到第一混合物；

第2步、取锌粉6～12份、水3～6份，混合均匀后，得到第二混合物；

第3步、将第一混合物与第二混合物混合均匀，烘干，球磨后，得到预制粉；

第4步、将预制粉、碳化硅12～24份、碳纤维5～10份、铜粉4～8份、铁粉3～5份、锡粉2～3份、莫来石4～6份、硬脂酸锌2～4份、碳化钨3～6份、钛粉2～4份混合均匀后，放入冶金成形压力机中压制成型，再放入烧结炉中烧结热，压制之后，得到刹车材料。

所述的第1步中，加热温度是70～80℃。

所述的第1步中，保温时间是2～4小时。

所述的第1步中，二氧化硅的平均粒径是100～500微米，更优选是200微米。

所述的第1步中，将固体物烘干之后，还加入聚乙烯亚胺1～2份；第2步中，还加入聚甲基丙烯酸铵1～2份。

所述的第2步中，锌粉的平均粒径是50～100微米。

所述的第4步中，烧结温度为780～850℃，烧结时间为50～80min。

有益效果

    本发明通过将二氧化硅腐蚀之后，形成的表面形貌与锌粉更好地相互搭接，在烧结过程中形成互熔物，可以更好地提高刹车材料的强度性能。

具体实施方式

实施例1

第1步、取二氧化硅（平均粒径100微米）10Kg，加入至20wt%的KOH溶液中，加热，加热温度是70℃，保温，保温时间是2小时，过滤后，将固体物烘干，与甘油10Kg、水5Kg混合均匀，得到第一混合物；

第2步、取锌粉（平均粒径是50微米）6Kg、水3Kg，混合均匀后，得到第二混合物；

第3步、将第一混合物与第二混合物混合均匀，烘干，球磨后，得到预制粉；

第4步、将预制粉、碳化硅12Kg、碳纤维5 Kg、铜粉4 Kg、铁粉3Kg、锡粉2 Kg、莫来石4Kg、硬脂酸锌2 Kg、碳化钨3 Kg、钛粉2Kg混合均匀后，放入冶金成形压力机中压制成型，再放入烧结炉中烧结热，烧结温度为780℃，烧结时间为50min，烧结气氛为氨分解气，压制之后，得到刹车材料。

实施例2

第1步、取二氧化硅（平均粒径100微米）15Kg，加入至20wt%的KOH溶液中，加热，加热温度是80℃，保温，保温时间是4小时，过滤后，将固体物烘干，与甘油15Kg、水15Kg混合均匀，得到第一混合物；

第2步、取锌粉（平均粒径是50微米）12Kg、水6Kg，混合均匀后，得到第二混合物；

第3步、将第一混合物与第二混合物混合均匀，烘干，球磨后，得到预制粉；

第4步、将预制粉、碳化硅24 Kg、碳纤维10 Kg、铜粉8 Kg、铁粉5 Kg、锡粉3 Kg、莫来石6 Kg、硬脂酸锌4 Kg、碳化钨6 Kg、钛粉4 Kg混合均匀后，放入冶金成形压力机中压制成型，再放入烧结炉中烧结热，烧结温度为850℃，烧结时间为80min，烧结气氛为氨分解气，压制之后，得到刹车材料。

实施例3

第1步、取二氧化硅（平均粒径100微米）12Kg，加入至20wt%的KOH溶液中，加热，加热温度是75℃，保温，保温时间是3小时，过滤后，将固体物烘干，与甘油13Kg、水10Kg混合均匀，得到第一混合物；

第2步、取锌粉（平均粒径是50微米）8Kg、水5Kg，混合均匀后，得到第二混合物；

第3步、将第一混合物与第二混合物混合均匀，烘干，球磨后，得到预制粉；

第4步、将预制粉、碳化硅20 Kg、碳纤维8 Kg、铜粉6 Kg、铁粉4 Kg、锡粉2Kg、莫来石5Kg、硬脂酸锌3Kg、碳化钨5Kg、钛粉3 Kg混合均匀后，放入冶金成形压力机中压制成型，再放入烧结炉中烧结热，烧结温度为800℃，烧结时间为70min，烧结气氛为氨分解气，压制之后，得到刹车材料。

实施例4

与实施例3的区别在于：第1步中，将固体物烘干之后，还加入聚乙烯亚胺1Kg；第2步中，还加入聚甲基丙烯酸铵1Kg。

第1步、取二氧化硅（平均粒径100微米）12Kg，加入至20wt%的KOH溶液中，加热，加热温度是75℃，保温，保温时间是3小时，过滤后，将固体物烘干，与甘油13Kg、水10Kg、聚乙烯亚胺1Kg混合均匀，得到第一混合物；

第2步、取锌粉（平均粒径是50微米）8Kg、水5Kg、聚甲基丙烯酸铵1Kg，混合均匀后，得到第二混合物；

第3步、将第一混合物与第二混合物混合均匀，烘干，球磨后，得到预制粉；

第4步、将预制粉、碳化硅20 Kg、碳纤维8 Kg、铜粉6 Kg、铁粉4 Kg、锡粉2Kg、莫来石5Kg、硬脂酸锌3Kg、碳化钨5Kg、钛粉3 Kg混合均匀后，放入冶金成形压力机中压制成型，再放入烧结炉中烧结热，烧结温度为800℃，烧结时间为70min，烧结气氛为氨分解气，压制之后，得到刹车材料。

性能表征

实施例5

与实施例4的区别在于：分别采用了100、200、300、400、500微米的二氧化硅颗粒。

从表中可以看出，当使用合适粒径的二氧化硅颗粒时可以保证与锌粉更好地相互搭接，提高材料的性能。

一种高速列车使用的冶金粉末刹车材料的制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。