一种高硬度的列车闸片用粉末冶金材料
【技术领域】
本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种高硬度的列车闸片用粉末冶金材料。
【背景技术】
目前，铁路是国家的重要基础设施、国民经济的大动脉和大众化交通工具。为了保证高
速动车组高速安全运行，必须具备稳定且良好的制动系统，其中制动闸片是高速列车制动
系统的关键部件和易损件。随着高速动车组运行速度的不断提高，列车的制动负荷也大幅
增加，制动时闸片将巨大的动能通过摩擦转化为热能，所以要求闸片制动材料应具有较高
的机械强度、良好的耐热性和导热性、稳定的摩擦性能、较低的磨损以及降低对车轮的磨
耗。
现有技术中普遍使用的闸片材料有粉末冶金和高分子合成材料两类，其中高分子
合成材料因强度低、耐热性差、热衰严重，不能适用于时速 300公里以上高速列车的制动要
求；而粉末冶金通过优化配方和工艺，可以达到强度高、导热性好，摩擦性能稳定等优点，因
此是较为理想的闸片用制动材料，目前粉末冶金材料体系中通常加入金属锡形成Cu-Sn合
金以强化基体，但由于锡是低熔点金属 (231.86℃)，因此由该基体制备的粉末冶金材料的
闸片使用温度在500℃以下，而超过500℃后材料的强度和摩擦性能将急剧衰退，将不能有
效制动。
但是，现有的列车闸片用粉末冶金材料，由于配方不够完善、混料不均匀，导致材
料利用率低，压制成的生坯的不均匀，通过热处理所得的零件的整体密度不均匀，致密度
低，摩擦热稳定性、耐热性、耐磨性、强度和硬度较差。
【发明内容】
本发明提供一种高硬度的列车闸片用粉末冶金材料，以解决现有列车闸片用粉末冶金
材料整体密度不均匀，致密度低，摩擦热稳定性、耐热性、耐磨性、强度和硬度较差，材料利
用率低，制备成本高等问题。本发明的高硬度的列车闸片用粉末冶金材料，通过特定的成分
配比，使得高硬度的列车闸片用粉末冶金材料整体密度均匀，致密度高，摩擦热稳定性和耐
热性优、抗压强度和硬度较好，材料利用率高。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高硬度的列车闸片用粉末冶金材料，以重量为单位，包括以下原料：铜粉753-1496
份、镉粉36-58份、锰铁矿粉14-25份、铁粉15-24份、铅粉25-32份、二硫化钼粉18-23份、钇粉
13-26份、碳化钛粉18-29份、碳化钽粉14-18份、锡粉13-19份、二氧化硅5-12份、氮化硼粉
12-18份、石墨粉7-13份、甘油23-32份、硬酯酸9-18份、聚酯纤维14-23份、玄武岩纤维6-13
份、二丙二醇甲醚醋酸酯7-12份、羧甲基纤维素14-17份、聚丙烯酰胺8-15份、氯化石蜡13-
25份、氮化硅6-9份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷5-12份、硫化亚锰10-14份、碳化硅6-9份、
丁基二甘醇乙酸酯4-6份、脱气剂0.6-0.9份、流平剂0.5-0.8份、偶联剂0.6-1.2份、粘合剂
1.4-3.2份、增强剂0.9-1.5份、切削剂0.8-1.2份、润滑剂0.9-1.6份、分散剂0.7-0.9份、调
节剂0.6-0.8份、抑制剂1-1.4份、扩链剂0.7-1.3份、插层剂0.6-0.9份、相容剂1.2-1.6份、
稀释剂0.5-0.8份、安定剂0.9-1.5份、架桥剂0.6-1.1份、增韧剂0.5-0.7份、稳定剂0.3-0.6
份、终止剂0.4-0.6份；
所述脱气剂为硬脂酸；
所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷；
所述偶联剂为环氧硅烷类偶联剂；
所述粘合剂，以重量份为单位，包括以下原料：铝化镍19-24份、三铝化钛12-17份、氮化
铝10-15份、镉4-6份、钇3-5份；
所述增强剂为701粉增强剂；
所述切削剂以重量为单位，包括以下原料：硅油24-28份、苯二甲酸二丁酯12-17份、二
壬基萘磺酸钠9-16份、2，6-二叔丁基对乙酚12-15份、乙二酸聚酯11-13份、丙烯酰胺9-12
份、油酸酰胺8-10份、氨基羧酸类螯合剂3-5份；
所述润滑剂，以重量为单位，包括以下原料：聚乙烯基异丁醚23-48份、氯化石蜡9-14
份、硬脂酸铅15-23份、羧酸酰胺7-14份、丙烯酸酯13-16份、N-甲基吡咯烷酮8-12份；
所述分散剂以重量为单位，包括以下原料：聚乙二醇25-32份、Bi2O3 3-5份、氨丙基三
乙氧基硅烷6-9份、碳化铝10-15份、Nb2 O5 4-6份、硫酸钨10-13份、硬脂酸单甘油酯20-30
份；
所述调节剂为丙烯酸酯类调节剂；
所述抑制剂，以重量份为单位，包括以下原料：碳化钨20-27份、碳化铌14-19份、氮化钨
12-16份、硫化钼10-12份、氟化铈13-16份、玄武岩纤维9-12份；
所述安定剂组成成分为磷石膏0.5-0.9份、氧化铁0.4-0.6份；
所述稳定剂为肪酸类稳定剂；
所述终止剂为苯乙烯；
所述高硬度的列车闸片用粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将铜粉、镉粉、锰铁矿粉、铁粉、铅粉、二硫化钼粉、钇粉、碳化钛粉、碳化钽粉、锡粉、
二氧化硅、氮化硼粉、石墨粉、甘油、硬酯酸、聚酯纤维、玄武岩纤维加入到搅拌机中，在转速
为139-352r/min下搅拌10-14min，制得混合物A；
S2：将二丙二醇甲醚醋酸酯、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、脱气剂、流平剂、偶联剂、粘合
剂、增强剂、切削剂、润滑剂加入搅拌机中在转速为226-422r/min下搅拌15-23min，制得混
合物B；
S3：将步骤S1制得的混合物A、步骤S2制得的混合物B、氯化石蜡、氮化硅、环氧丙氧丙基
三甲氧基硅烷、硫化亚锰、碳化硅、丁基二甘醇乙酸酯、分散剂、调节剂、抑制剂、扩链剂、插
层剂、相容剂、稀释剂、安定剂、架桥剂、增韧剂、稳定剂、终止剂加入到搅拌机中，在温度为
272-304℃，转速为300-500r/min下搅拌1.6-3.4h，制得混合物C；
S4：将步骤S3制得的混合物C放入压机，由压机将所述混合物C送入预设的产品模具中，
并在压力为612-635MPa下压制成生坯件；
S5：将步骤S4制得的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在
702-718℃下，预烧结40-46min，其中氢气与氮气的体积比为1.16-2.25:90.6-95.8，然后按
以下升温和温度进行烧结：
1）以升温速率14-21℃/ min，从702-718℃升温至918-952℃，并保温7-10 min；
2）以升温速率19-24℃/ min，从918-952℃升温至1020-1115℃，并保温12-16min；
3）以升温速率10-12℃/ min，从1020-1115℃升温至1230-1280℃，并在此温度下烧结
138-145min，制得工件；
S6：将步骤S5制得的工件进行淬火，淬火温度为822-838℃，淬火时间为35-47min，然后
以升温速率8-15℃/ min升温至939-947℃，保温60-71min，再进行回火，回火温度为232-
243℃，回火保温时间为69-74min，制得材料A；
S7：将步骤S6制得的材料A在渗碳炉中，在气态的渗碳介质中加热到863-885℃，保温
4.4-5.1h，接着冷却至122-135℃，保温5.2-6.4h，再接着冷却到室温，制得材料B；
S8：将步骤S7制得的材料B送入蒸汽炉内，进行蒸汽处理，蒸汽温度为693-748℃，保温
2.2-3.1h，然后在184-196℃下保温3.2-3.5h，最后冷却到室温，制得高硬度的列车闸片用
粉末冶金材料。
进一步地，所述扩链剂为二苯基甲烷二异氰酸酯。
进一步地，所述插层剂为二乙醇胺。
进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
进一步地，所述稀释剂为515-稀释剂。
进一步地，所述架桥剂为丙烯酸型架桥剂。
进一步地，所述增韧剂为氯化聚乙烯。
本发明具有以下有益效果：
本发明的高硬度的列车闸片用粉末冶金材料，通过特定的成分配比，使得高硬度的列
车闸片用粉末冶金材料整体密度均匀，致密度高，摩擦热稳定性和耐热性优、抗压强度和硬
度较好，材料利用率高，适于大批量快速生产高性能高硬度的列车闸片用粉末冶金材料。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护
范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述高硬度的列车闸片用粉末冶金材料，以重量为单位，包括以下原
料：铜粉753-1496份、镉粉36-58份、锰铁矿粉14-25份、铁粉15-24份、铅粉25-32份、二硫化
钼粉18-23份、钇粉13-26份、碳化钛粉18-29份、碳化钽粉14-18份、锡粉13-19份、二氧化硅
5-12份、氮化硼粉12-18份、石墨粉7-13份、甘油23-32份、硬酯酸9-18份、聚酯纤维14-23份、
玄武岩纤维6-13份、二丙二醇甲醚醋酸酯7-12份、羧甲基纤维素14-17份、聚丙烯酰胺8-15
份、氯化石蜡13-25份、氮化硅6-9份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷5-12份、硫化亚锰10-14
份、碳化硅6-9份、丁基二甘醇乙酸酯4-6份、脱气剂0.6-0.9份、流平剂0.5-0.8份、偶联剂
0.6-1.2份、粘合剂1.4-3.2份、增强剂0.9-1.5份、切削剂0.8-1.2份、润滑剂0.9-1.6份、分
散剂0.7-0.9份、调节剂0.6-0.8份、抑制剂1-1.4份、扩链剂0.7-1.3份、插层剂0.6-0.9份、
相容剂1.2-1.6份、稀释剂0.5-0.8份、安定剂0.9-1.5份、架桥剂0.6-1.1份、增韧剂0.5-0.7
份、稳定剂0.3-0.6份、终止剂0.4-0.6份；
所述脱气剂为硬脂酸；
所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷；
所述偶联剂为环氧硅烷类偶联剂；
所述粘合剂，以重量份为单位，包括以下原料：铝化镍19-24份、三铝化钛12-17份、氮化
铝10-15份、镉4-6份、钇3-5份；
所述增强剂为701粉增强剂；
所述切削剂以重量为单位，包括以下原料：硅油24-28份、苯二甲酸二丁酯12-17份、二
壬基萘磺酸钠9-16份、2，6-二叔丁基对乙酚12-15份、乙二酸聚酯11-13份、丙烯酰胺9-12
份、油酸酰胺8-10份、氨基羧酸类螯合剂3-5份；
所述润滑剂，以重量为单位，包括以下原料：聚乙烯基异丁醚23-48份、氯化石蜡9-14
份、硬脂酸铅15-23份、羧酸酰胺7-14份、丙烯酸酯13-16份、N-甲基吡咯烷酮8-12份；
所述分散剂以重量为单位，包括以下原料：聚乙二醇25-32份、Bi2O3 3-5份、氨丙基三
乙氧基硅烷6-9份、碳化铝10-15份、Nb2 O5 4-6份、硫酸钨10-13份、硬脂酸单甘油酯20-30
份；
所述调节剂为丙烯酸酯类调节剂；
所述抑制剂，以重量份为单位，包括以下原料：碳化钨20-27份、碳化铌14-19份、氮化钨
12-16份、硫化钼10-12份、氟化铈13-16份、玄武岩纤维9-12份；
所述扩链剂为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述插层剂为二乙醇胺；
所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂；
所述稀释剂为515-稀释剂；
所述安定剂组成成分为磷石膏0.5-0.9份、氧化铁0.4-0.6份；
所述架桥剂为丙烯酸型架桥剂；
所述增韧剂为氯化聚乙烯；
所述稳定剂为肪酸类稳定剂；
所述终止剂为苯乙烯；
所述高硬度的列车闸片用粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将铜粉、镉粉、锰铁矿粉、铁粉、铅粉、二硫化钼粉、钇粉、碳化钛粉、碳化钽粉、锡粉、
二氧化硅、氮化硼粉、石墨粉、甘油、硬酯酸、聚酯纤维、玄武岩纤维加入到搅拌机中，在转速
为139-352r/min下搅拌10-14min，制得混合物A；
S2：将二丙二醇甲醚醋酸酯、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、脱气剂、流平剂、偶联剂、粘合
剂、增强剂、切削剂、润滑剂加入搅拌机中在转速为226-422r/min下搅拌15-23min，制得混
合物B；
S3：将步骤S1制得的混合物A、步骤S2制得的混合物B、氯化石蜡、氮化硅、环氧丙氧丙基
三甲氧基硅烷、硫化亚锰、碳化硅、丁基二甘醇乙酸酯、分散剂、调节剂、抑制剂、扩链剂、插
层剂、相容剂、稀释剂、安定剂、架桥剂、增韧剂、稳定剂、终止剂加入到搅拌机中，在温度为
272-304℃，转速为300-500r/min下搅拌1.6-3.4h，制得混合物C；
S4：将步骤S3制得的混合物C放入压机，由压机将所述混合物C送入预设的产品模具中，
并在压力为612-635MPa下压制成生坯件；
S5：将步骤S4制得的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在
702-718℃下，预烧结40-46min，其中氢气与氮气的体积比为1.16-2.25:90.6-95.8，然后按
以下升温和温度进行烧结：
1）以升温速率14-21℃/ min，从702-718℃升温至918-952℃，并保温7-10 min；
2）以升温速率19-24℃/ min，从918-952℃升温至1020-1115℃，并保温12-16min；
3）以升温速率10-12℃/ min，从1020-1115℃升温至1230-1280℃，并在此温度下烧结
138-145min，制得工件；
S6：将步骤S5制得的工件进行淬火，淬火温度为822-838℃，淬火时间为35-47min，然后
以升温速率8-15℃/ min升温至939-947℃，保温60-71min，再进行回火，回火温度为232-
243℃，回火保温时间为69-74min，制得材料A；
S7：将步骤S6制得的材料A在渗碳炉中，在气态的渗碳介质中加热到863-885℃，保温
4.4-5.1h，接着冷却至122-135℃，保温5.2-6.4h，再接着冷却到室温，制得材料B；
S8：将步骤S7制得的材料B送入蒸汽炉内，进行蒸汽处理，蒸汽温度为693-748℃，保温
2.2-3.1h，然后在184-196℃下保温3.2-3.5h，最后冷却到室温，制得高硬度的列车闸片用
粉末冶金材料。
实施例1
一种高硬度的列车闸片用粉末冶金材料，以重量为单位，包括以下原料：铜粉1200份、
镉粉45份、锰铁矿粉22份、铁粉20份、铅粉28份、二硫化钼粉23份、钇粉20份、碳化钛粉24份、
碳化钽粉16份、锡粉16份、二氧化硅8份、氮化硼粉15份、石墨粉10份、甘油26份、硬酯酸14
份、聚酯纤维20份、玄武岩纤维9份、二丙二醇甲醚醋酸酯8份、羧甲基纤维素16份、聚丙烯酰
胺13份、氯化石蜡23份、氮化硅8份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷9份、硫化亚锰12份、碳化硅
7份、丁基二甘醇乙酸酯5份、脱气剂0.8份、流平剂0.7份、偶联剂0.9份、粘合剂2.4份、增强
剂1.2份、切削剂1份、润滑剂1.2份、分散剂0.8份、调节剂0.7份、抑制剂1.2份、扩链剂1份、
插层剂0.8份、相容剂1.4份、稀释剂0.7份、安定剂1.2份、架桥剂0.8份、增韧剂0.6份、稳定
剂0.5份、终止剂0.5份；
所述脱气剂为硬脂酸；
所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷；
所述偶联剂为环氧硅烷类偶联剂；
所述粘合剂，以重量份为单位，包括以下原料：铝化镍23份、三铝化钛15份、氮化铝13
份、镉5份、钇4份；
所述增强剂为701粉增强剂；
所述切削剂以重量为单位，包括以下原料：硅油26份、苯二甲酸二丁酯15份、二壬基萘
磺酸钠13份、2，6-二叔丁基对乙酚14份、乙二酸聚酯12份、丙烯酰胺10份、油酸酰胺9份、氨
基羧酸类螯合剂4份；
所述润滑剂，以重量为单位，包括以下原料：聚乙烯基异丁醚36份、氯化石蜡12份、硬脂
酸铅19份、羧酸酰胺12份、丙烯酸酯15份、N-甲基吡咯烷酮10份；
所述分散剂以重量为单位，包括以下原料：聚乙二醇28份、Bi2O3 4份、氨丙基三乙氧基
硅烷7份、碳化铝14份、Nb2 O5 5份、硫酸钨12份、硬脂酸单甘油酯25份；
所述调节剂为丙烯酸酯类调节剂；
所述抑制剂，以重量份为单位，包括以下原料：碳化钨26份、碳化铌15份、氮化钨14份、
硫化钼11份、氟化铈15份、玄武岩纤维11份；
所述扩链剂为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述插层剂为二乙醇胺；
所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂；
所述稀释剂为515-稀释剂；
所述安定剂组成成分为磷石膏0.7份、氧化铁0.5份；
所述架桥剂为丙烯酸型架桥剂；
所述增韧剂为氯化聚乙烯；
所述稳定剂为肪酸类稳定剂；
所述终止剂为苯乙烯；
所述高硬度的列车闸片用粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将铜粉、镉粉、锰铁矿粉、铁粉、铅粉、二硫化钼粉、钇粉、碳化钛粉、碳化钽粉、锡粉、
二氧化硅、氮化硼粉、石墨粉、甘油、硬酯酸、聚酯纤维、玄武岩纤维加入到搅拌机中，在转速
为200r/min下搅拌13min，制得混合物A；
S2：将二丙二醇甲醚醋酸酯、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、脱气剂、流平剂、偶联剂、粘合
剂、增强剂、切削剂、润滑剂加入搅拌机中在转速为300r/min下搅拌18min，制得混合物B；
S3：将步骤S1制得的混合物A、步骤S2制得的混合物B、氯化石蜡、氮化硅、环氧丙氧丙基
三甲氧基硅烷、硫化亚锰、碳化硅、丁基二甘醇乙酸酯、分散剂、调节剂、抑制剂、扩链剂、插
层剂、相容剂、稀释剂、安定剂、架桥剂、增韧剂、稳定剂、终止剂加入到搅拌机中，在温度为
268℃，转速为400r/min下搅拌2.5h，制得混合物C；
S4：将步骤S3制得的混合物C放入压机，由压机将所述混合物C送入预设的产品模具中，
并在压力为623MPa下压制成生坯件；
S5：将步骤S4制得的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在
720℃下，预烧结44min，其中氢气与氮气的体积比为1.86:94.2，然后按以下升温和温度进
行烧结：
1）以升温速率17℃/ min，从710℃升温至935℃，并保温9 min；
2）以升温速率22℃/ min，从935℃升温至1090℃，并保温15min；
3）以升温速率11℃/ min，从1090℃升温至1260℃，并在此温度下烧结142min，制得工
件；
S6：将步骤S5制得的工件进行淬火，淬火温度为832℃，淬火时间为42min，然后以升温
速率12℃/ min升温至943℃，保温67min，再进行回火，回火温度为239℃，回火保温时间为
72min，制得材料A；
S7：将步骤S6制得的材料A在渗碳炉中，在气态的渗碳介质中加热到878℃，保温4.7h，
接着冷却至128℃，保温5.8h，再接着冷却到室温，制得材料B；
S8：将步骤S7制得的材料B送入蒸汽炉内，进行蒸汽处理，蒸汽温度为723℃，保温2.8h，
然后在188℃下保温3.4h，最后冷却到室温，制得高硬度的列车闸片用粉末冶金材料。
实施例2
一种高硬度的列车闸片用粉末冶金材料，以重量为单位，包括以下原料：铜粉753份、镉
粉36份、锰铁矿粉14份、铁粉15份、铅粉25份、二硫化钼粉18份、钇粉13份、碳化钛粉18份、碳
化钽粉14份、锡粉13份、二氧化硅5份、氮化硼粉12份、石墨粉7份、甘油23份、硬酯酸9份、聚
酯纤维14份、玄武岩纤维6份、二丙二醇甲醚醋酸酯7份、羧甲基纤维素14份、聚丙烯酰胺8
份、氯化石蜡13份、氮化硅6份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷5份、硫化亚锰10份、碳化硅6份、
丁基二甘醇乙酸酯4份、脱气剂0.6份、流平剂0.5份、偶联剂0.6份、粘合剂1.4份、增强剂0.9
份、切削剂0.8份、润滑剂0.9份、分散剂0.7份、调节剂0.6份、抑制剂1份、扩链剂0.7份、插层
剂0.6份、相容剂1.2份、稀释剂0.5份、安定剂0.9份、架桥剂0.6份、增韧剂0.5份、稳定剂0.3
份、终止剂0.4份；
所述脱气剂为硬脂酸；
所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷；
所述偶联剂为环氧硅烷类偶联剂；
所述粘合剂，以重量份为单位，包括以下原料：铝化镍19份、三铝化钛12份、氮化铝10
份、镉4份、钇3份；
所述增强剂为701粉增强剂；
所述切削剂以重量为单位，包括以下原料：硅油24份、苯二甲酸二丁酯12份、二壬基萘
磺酸钠9份、2，6-二叔丁基对乙酚12份、乙二酸聚酯11份、丙烯酰胺9份、油酸酰胺8份、氨基
羧酸类螯合剂3份；
所述润滑剂，以重量为单位，包括以下原料：聚乙烯基异丁醚23份、氯化石蜡9份、硬脂
酸铅15份、羧酸酰胺7份、丙烯酸酯13份、N-甲基吡咯烷酮8份；
所述分散剂以重量为单位，包括以下原料：聚乙二醇25份、Bi2O3 3份、氨丙基三乙氧基
硅烷6份、碳化铝10份、Nb2 O5 4份、硫酸钨10份、硬脂酸单甘油酯20份；
所述调节剂为丙烯酸酯类调节剂；
所述抑制剂，以重量份为单位，包括以下原料：碳化钨20份、碳化铌14份、氮化钨12份、
硫化钼10份、氟化铈13份、玄武岩纤维9份；
所述扩链剂为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述插层剂为二乙醇胺；
所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂；
所述稀释剂为515-稀释剂；
所述安定剂组成成分为磷石膏0.5份、氧化铁0.4份；
所述架桥剂为丙烯酸型架桥剂；
所述增韧剂为氯化聚乙烯；
所述稳定剂为肪酸类稳定剂；
所述终止剂为苯乙烯；
所述高硬度的列车闸片用粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将铜粉、镉粉、锰铁矿粉、铁粉、铅粉、二硫化钼粉、钇粉、碳化钛粉、碳化钽粉、锡粉、
二氧化硅、氮化硼粉、石墨粉、甘油、硬酯酸、聚酯纤维、玄武岩纤维加入到搅拌机中，在转速
为139r/min下搅拌14min，制得混合物A；
S2：将二丙二醇甲醚醋酸酯、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、脱气剂、流平剂、偶联剂、粘合
剂、增强剂、切削剂、润滑剂加入搅拌机中在转速为226r/min下搅拌23min，制得混合物B；
S3：将步骤S1制得的混合物A、步骤S2制得的混合物B、氯化石蜡、氮化硅、环氧丙氧丙基
三甲氧基硅烷、硫化亚锰、碳化硅、丁基二甘醇乙酸酯、分散剂、调节剂、抑制剂、扩链剂、插
层剂、相容剂、稀释剂、安定剂、架桥剂、增韧剂、稳定剂、终止剂加入到搅拌机中，在温度为
272℃，转速为300r/min下搅拌3.4h，制得混合物C；
S4：将步骤S3制得的混合物C放入压机，由压机将所述混合物C送入预设的产品模具中，
并在压力为612MPa下压制成生坯件；
S5：将步骤S4制得的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在
702℃下，预烧结46min，其中氢气与氮气的体积比为1.16:90.6，然后按以下升温和温度进
行烧结：
1）以升温速率14℃/ min，从702℃升温至918℃，并保温10 min；
2）以升温速率19℃/ min，从918℃升温至1020℃，并保温16min；
3）以升温速率10℃/ min，从1020℃升温至1230℃，并在此温度下烧结145min，制得工
件；
S6：将步骤S5制得的工件进行淬火，淬火温度为822℃，淬火时间为47min，然后以升温
速率8℃/ min升温至939℃，保温71min，再进行回火，回火温度为232℃，回火保温时间为
74min，制得材料A；
S7：将步骤S6制得的材料A在渗碳炉中，在气态的渗碳介质中加热到863℃，保温4.4h，
接着冷却至122℃，保温6.4h，再接着冷却到室温，制得材料B；
S8：将步骤S7制得的材料B送入蒸汽炉内，进行蒸汽处理，蒸汽温度为693℃，保温3.1h，
然后在184℃下保温3.5h，最后冷却到室温，制得高硬度的列车闸片用粉末冶金材料。
实施例3
一种高硬度的列车闸片用粉末冶金材料，以重量为单位，包括以下原料：铜粉753份、镉
粉36份、锰铁矿粉14份、铁粉15份、铅粉25份、二硫化钼粉18份、钇粉26份、碳化钛粉29份、碳
化钽粉18份、锡粉19份、二氧化硅12份、氮化硼粉18份、石墨粉13份、甘油32份、硬酯酸18份、
聚酯纤维23份、玄武岩纤维13份、二丙二醇甲醚醋酸酯12份、羧甲基纤维素17份、聚丙烯酰
胺15份、氯化石蜡25份、氮化硅9份、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷12份、硫化亚锰14份、碳化
硅9份、丁基二甘醇乙酸酯6份、脱气剂0.9份、流平剂0.8份、偶联剂1.2份、粘合剂3.2份、增
强剂1.5份、切削剂1.2份、润滑剂1.6份、分散剂0.9份、调节剂0.8份、抑制剂1.4份、扩链剂
1.3份、插层剂0.9份、相容剂1.6份、稀释剂0.8份、安定剂1.5份、架桥剂1.1份、增韧剂0.7
份、稳定剂0.6份、终止剂0.6份；
所述脱气剂为硬脂酸；
所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷；
所述偶联剂为环氧硅烷类偶联剂；
所述粘合剂，以重量份为单位，包括以下原料：铝化镍24份、三铝化钛17份、氮化铝15
份、镉6份、钇5份；
所述增强剂为701粉增强剂；
所述切削剂以重量为单位，包括以下原料：硅油28份、苯二甲酸二丁酯17份、二壬基萘
磺酸钠16份、2，6-二叔丁基对乙酚15份、乙二酸聚酯13份、丙烯酰胺12份、油酸酰胺10份、氨
基羧酸类螯合剂5份；
所述润滑剂，以重量为单位，包括以下原料：聚乙烯基异丁醚48份、氯化石蜡14份、硬脂
酸铅23份、羧酸酰胺14份、丙烯酸酯16份、N-甲基吡咯烷酮12份；
所述分散剂以重量为单位，包括以下原料：聚乙二醇32份、Bi2O3 5份、氨丙基三乙氧基
硅烷9份、碳化铝15份、Nb2 O5 6份、硫酸钨13份、硬脂酸单甘油酯30份；
所述调节剂为丙烯酸酯类调节剂；
所述抑制剂，以重量份为单位，包括以下原料：碳化钨27份、碳化铌19份、氮化钨16份、
硫化钼12份、氟化铈16份、玄武岩纤维12份；
所述扩链剂为二苯基甲烷二异氰酸酯；
所述插层剂为二乙醇胺；
所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂；
所述稀释剂为515-稀释剂；
所述安定剂组成成分为磷石膏0.9份、氧化铁0.6份；
所述架桥剂为丙烯酸型架桥剂；
所述增韧剂为氯化聚乙烯；
所述稳定剂为肪酸类稳定剂；
所述终止剂为苯乙烯；
所述高硬度的列车闸片用粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将铜粉、镉粉、锰铁矿粉、铁粉、铅粉、二硫化钼粉、钇粉、碳化钛粉、碳化钽粉、锡粉、
二氧化硅、氮化硼粉、石墨粉、甘油、硬酯酸、聚酯纤维、玄武岩纤维加入到搅拌机中，在转速
为352r/min下搅拌10min，制得混合物A；
S2：将二丙二醇甲醚醋酸酯、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、脱气剂、流平剂、偶联剂、粘合
剂、增强剂、切削剂、润滑剂加入搅拌机中在转速为422r/min下搅拌15min，制得混合物B；
S3：将步骤S1制得的混合物A、步骤S2制得的混合物B、氯化石蜡、氮化硅、环氧丙氧丙基
三甲氧基硅烷、硫化亚锰、碳化硅、丁基二甘醇乙酸酯、分散剂、调节剂、抑制剂、扩链剂、插
层剂、相容剂、稀释剂、安定剂、架桥剂、增韧剂、稳定剂、终止剂加入到搅拌机中，在温度为
304℃，转速为500r/min下搅拌1.6h，制得混合物C；
S4：将步骤S3制得的混合物C放入压机，由压机将所述混合物C送入预设的产品模具中，
并在压力为635MPa下压制成生坯件；
S5：将步骤S4制得的生坯件放在烧结炉中，在氢气和氮气混合气体的保护气氛中，先在
718℃下，预烧结40min，其中氢气与氮气的体积比为2.25: 95.8，然后按以下升温和温度进
行烧结：
1）以升温速率21℃/ min，从718℃升温至952℃，并保温7 min；
2）以升温速率24℃/ min，从952℃升温至1115℃，并保温12min；
3）以升温速率12℃/ min，从1115℃升温至1280℃，并在此温度下烧结138min，制得工
件；
S6：将步骤S5制得的工件进行淬火，淬火温度为838℃，淬火时间为47min，然后以升温
速率15℃/ min升温至947℃，保温60min，再进行回火，回火温度为243℃，回火保温时间为
69min，制得材料A；
S7：将步骤S6制得的材料A在渗碳炉中，在气态的渗碳介质中加热到885℃，保温4.4h，
接着冷却至135℃，保温5.2h，再接着冷却到室温，制得材料B；
S8：将步骤S7制得的材料B送入蒸汽炉内，进行蒸汽处理，蒸汽温度为748℃，保温2.2h，
然后在196℃下保温3.2h，最后冷却到室温，制得高硬度的列车闸片用粉末冶金材料。
对实施例1-3制得高硬度的列车闸片用粉末冶金材料进行性能测试，结果如下表
所示。
实施例
摩擦热稳定性
耐热性
抗拉强度（MPa）
抗压强度（MPa）
硬度（HB）
材料利用率（%）
致密度（%）
1
优
优
1318.69
208.37
76.21
94.47
94.16
2
优
优
1286.11
200.13
70.26
93.82
92.35
3
优
优
1326.42
218.28
75.19
96.19
94.72
可见本发明制得的高硬度的列车闸片用粉末冶金材料整体密度均匀，致密度高，
摩擦热稳定性和耐热性优、抗压强度和硬度较好，材料利用率高。
以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领
域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，
都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。