铜基粉末冶金摩擦片概述

铜基粉末冶金摩擦片是以铜合金为基体，添加润滑组元和摩擦组元，通过粉末冶金法制备而成的粉末冶金材料。由于铜具有高导热性和良好的耐磨性，因此铜基摩擦片具有导热性好、摩擦系数稳定、耐磨损、耐热性能优良等特点；与铁基材料相比，具有与对偶件（铸铁或钢制的）磨损低的优点，特别是在湿式工况下具有很高的耐磨性和耐蚀性［I］。因而铜基粉末冶金摩擦片被广泛地应用在飞机、坦克、火车、船舶和工程机械的制动器和离合器中。
目前，我国新型军用车辆传动系统中皆采用湿式铜基摩擦片，其中，某型军用车辆行星变速箱装有29片湿式铜基粉末冶金摩擦片，另一型军用车辆的行星变速箱和传动箱中共使用56片湿式铜基粉末冶金摩擦片。我国军用车辆使用的湿式铜基摩擦片主要为我所（杭州粉末冶金研究所）和北京摩擦片厂生产，此外还部分使用日本产摩擦片。随着军用车辆99G （大改型号）的研制与定型，摩擦系统的能量传递由700kJ/m2提高到1300kJ/m2,因而传动系统对摩擦片的性能提出了更高要求。现有摩擦片在99G军用车辆上使用时出现掉块、耐热系数（许用热负荷值）低等问题，无法满足大功率高转速传动系统的使用要求。因此，研究新型高耐磨性、高耐热性的湿式铜基摩擦片十分迫切与必要。
按照国际通用标准划分，时速达到200~300km的列车称为高速列车，时速超过400km的列车称为超高速列车。目前，日本新干线、德国ICE和法国TGV轮轨列车的速度已到达或超过300km/h。我国2007年投入运行的和谐号高速列车最高时速可达250km,实际运行中速度达200km/h,京津高速铁路最高时速350km。已投入运行的京沪高速铁路的设计时速350km/h〜400km/h。我国己进入高速列车的全面、快速发展阶段。高速的保证是安全制动，目前高速列车采用盘式制动盘和闸片构成的盘式制动系统。由于高速列车制动时，制动盘及闸片的温度高达 600°C以上，瞬时可达1000°C,合成闸片难以承受。碳纤维摩擦片闸片和陶瓷复合材料闸片具有重量轻、热膨胀系数小和良好的耐高温性能等优良的技术潜力，降低生产成本和提高性能的稳定性是其在高速列车上应用的关键⑸。粉末冶金闸片由于其稳定的摩擦系数、良好的耐磨性和耐热性，巳被广泛应用在各国高速列车上【6-7］。日本、法国、德国已形成铁基、铁一铜基、铜基为主的粉末冶金摩擦片体系。其中，铜基粉末冶金摩擦片比铁基的具有更好的综合性能，且具有优异的制动效果，从而成为高速列车摩擦制动闸片的首选材料⑹。
目前，我国高速列车闸片主要依赖进口，国内闸片材料存在摩擦系数低，磨损率高等缺点，不能很好适应我国高速列车发展要求⑹。中南大学粉末冶金研究所、西安交通大学粉末冶金研究所、大连交通大学、北京华夏友联公司等单位正在开发研制高速列车用铜基粉末冶金闸片材料，但闸片性能与国际标准尚有一定距离 [8-10]o因而研制具有制动安全、耐高温、耐磨损的高速列车闸片制动材料成为当务之急。
综上所述，随着坦克、高速列车等设备向高速、重载方向的发展，以及传动装置结构的小型化、轻量化要求，致使摩擦片上的单位功率密度增加，研究更高耐热性和耐磨性的高性能铜基摩擦片成为必然趋势。

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