闸片、盘式制动器及闸片的加工方法与流程

本发明涉及制动技术领域，具体涉及一种闸片、盘式制动器及闸片的加工方法。

背景技术：

轨道交通用闸片主要用于轨道交通车辆盘式制动，通过闸片的摩擦面与制动盘盘面接触，在制动压力的作用下将列车的动能转化为摩擦热能，从而实现列车的制动，确保列车的行车及制动安全。

现有技术中，轨道交通用闸片制造的材料有树脂基复合材料、粉末冶金材料以及碳陶材料等。其中，树脂基复合材料主要在120km/h以下速度较低的列车上广泛应用，粉末冶金闸片主要在120km/h以上速度较高的列车上广泛应用，碳陶材料具有密度低、热膨胀系数小、耐高温、摩擦性能高且稳定，尤其是湿态摩擦性能稳定性好的优点，但是由于技术的不成熟导致的制造成本高，目前在列车上只得到少量应用。

而目前，随着高速列车的发展，列车制动能量的增加，对于现有技术中高速列车上广泛使用的粉末冶金闸片，由于列车高速制动时产生较高的温度，粉末冶金闸片存在高温容易粘结、高温强度下降显著、抗热震能力差、使用寿命短且湿态条件下摩擦性能较差等缺陷，难以满足高速列车的使用要求。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种闸片、盘式制动器及闸片的加工方法，以解决现有技术中高速列车制动时制动性能较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种闸片，包括背板和安装在背板上的摩擦块，摩擦块包括：粉末冶金基体，粉末冶金基体具有用于与制动盘配合的第一摩擦面，并在第一摩擦面上开设有预留孔；碳陶基体，碳陶基体具有用于与制动盘配合的第二摩擦面；其中，碳陶基体安装在预留孔内，且碳陶基体的第二摩擦面所在的面与粉末冶金基体的第一摩擦面所在的面重合。

进一步地，第一摩擦面和第二摩擦面均为平面。

进一步地，第一摩擦面的平面面积与第二摩擦面的平面面积比例在1:1至1.2:1之间。

进一步地，预留孔为通孔或盲孔。

进一步地，摩擦块的数量为多个，多个摩擦块在背板上均匀分布。

本发明还提供一种盘式制动器，包括盘式制动器本体和闸片，闸片为如上的闸片。

本发明还提供一种闸片的加工方法，包括以下步骤：

S10：粉末冶金基体的粉状料在冷压的过程中，预留出预留孔，冷压后形成预制坯；

S20：将碳陶基体放入粉末冶金基体的预留孔内；

S30：将带有碳陶基体的预制坯进行高温烧结；

S40：将预制坯安装在闸片的背板上。

进一步地，碳陶基体以镶嵌的方式放入粉末冶金基体的预留孔内。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的闸片中，闸片中的摩擦块中结合了粉末冶金基体和碳陶基体，从而一方面闸片在高速列车制动时具有热膨胀系数小、耐高温、摩擦性能高且稳定的优点，满足了列车高效制动性能，另一方面，闸片采用了粉末冶金基体，增加了闸片的热容量和导热性能的同时，也保证了制造成本不会过高，利于目前在高速列车上进行推广。

2.本发明提供的闸片中，第一摩擦面的平面面积与第二摩擦面的平面面积比例在1:1至1.2:1之间，这样闸片在高速列车进行制动时，闸片的制动性能相对于闸片单独使用的粉末冶金摩擦块的制动性能能够得到较大的提升，足以适用于目前高速列车的制动需求，同时并非完全采用碳陶材料，减少了昂贵碳陶材料的使用，相对于采用单一碳陶材料的闸片，闸片的制造成本较低，利于在高速列车上推广使用。

3.本发明提供的盘式制动器中，由于采用了本发明中的闸片，从而在控制住制造成本的同时，具有有热膨胀系数小、耐高温、摩擦性能高且稳定的优点。

4.本发明提供的闸片的加工方法中，可以将碳陶基体牢固地固定在粉末冶金基体中，使碳陶基体与粉末冶金基体的结合更加牢固可靠，提高了闸片的制动性能，延长了闸片的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明第一实施例中闸片的结构示意图；

图2为图1所示闸片中摩擦块的结构示意图；

图3为图1所示闸片中摩擦块的剖视结构示意图。

其中，上述附图中的附图标记为：

10-摩擦块；11-粉末冶金基体；111-第一摩擦面；12-碳陶基体；121-第二摩擦面；20-背板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

如图1至图3所示，根据本发明实施例的闸片包括背板20和安装在背板20上的摩擦块10，摩擦块10包括：粉末冶金基体11，粉末冶金基体11具有用于与制动盘配合的第一摩擦面111，并在第一摩擦面111上开设有预留孔；碳陶基体12，碳陶基体12具有用于与制动盘配合的第二摩擦面121；其中，碳陶基体12安装在预留孔内，且碳陶基体12的第二摩擦面121所在的面与粉末冶金基体11的第一摩擦面111所在的面重合，

从而应用本实施例中的闸片，在高速列车进行制动时，闸片与制动盘摩擦制动时，摩擦面由于有碳陶基体12进行摩擦，从而闸片在高速列车制动时具有热膨胀系数小、耐高温、摩擦性能高且稳定的优点，满足了列车高效制动性能，同时，由于闸片采用了粉末冶金基体11，增加了闸片的热容量和导热性能的同时，也保证了制造成本不会过高，利于该具有高效制动性能的闸片在高速列车上进行推广。

具体地，如图2和图3所示，本实施例中用于与制动盘配合的第一摩擦面111和第二摩擦面121均为平面，当然，第一摩擦面111和第二摩擦面121的形状可根据制动盘端面形状的具体情况进行调整。

优选地，在本发明实施例闸片中的摩擦块10中，粉末冶金基体11的第一摩擦面111的平面面积与碳陶基体12的第二摩擦面121的平面面积比例在1:1至1.2:1之间。经测算，在这个比例范围内，闸片在高速列车进行制动时，闸片的制动性能相对于闸片单独使用的粉末冶金摩擦块的制动性能能够得到较大的提升，足以适用于目前高速列车的制动需求。同时并非完全采用碳陶材料，减少了昂贵碳陶材料的使用，相对于采用单一碳陶材料的闸片，闸片的制造成本较低，利于在高速列车上推广使用。

具体地，本发明实施例中的预留孔为通孔或盲孔。采用通孔的话便于进行加工。采用盲孔的话也有利于节省碳陶材料，在不过多增加碳陶材料的用量的同时，保证闸片在高速制动时的性能。

进一步参见图1，本发明实施例闸片中的摩擦块10的数量为多个，多个摩擦块10在背板20上均匀分布，这样闸片在与制动盘配合制动时，有利于摩擦块10受力均匀，制动平稳。

本发明还提供一种盘式制动器，包括盘式制动器本体和闸片，闸片为如上所述的闸片，从而本发明实施例中的盘式制动器在高速列车制动时具有热膨胀系数小、耐高温、摩擦性能高且稳定的优点，满足了列车高效制动性能，另一方面，盘式制动器中也并非完全采用碳陶材料，也保证了制造成本不会过高，利于目前在高速列车上进行推广。

实施例2

本发明还提供一种闸片的加工方法，包括以下步骤：

步骤S10：粉末冶金基体11的粉状料在冷压的过程中，预留出预留孔，冷压后形成预制坯；

步骤S20：将碳陶基体12放入粉末冶金基体11的预留孔内；

步骤S30：将带有碳陶基体12的预制坯进行高温烧结；

步骤S40：将预制坯安装在闸片的背板20上。

使用本实施例的闸片的加工方法，高温烧结使得粉末冶金基体11中部分发生熔融形变，可以将碳陶基体12牢固地固定在粉末冶金基体11中，使碳陶基体12与粉末冶金基体11的结合更加牢固可靠，提高了闸片的制动性能，延长了闸片的使用寿命。

优选地，碳陶基体12是以镶嵌的方式放入粉末冶金基体11的预留孔内，这样后续加工及使用中碳陶基体12不易与粉末冶金基体11分离，进一步保障闸片在使用过程中的可靠性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。