國內出現將金屬3D打印技術應用於高鐵製動閘片的（de）探索
點擊量：466 發布時間：2017-03-09 作者：快猫视频APP下载安装（上（shàng）海）增材製造技術有限公司
時速300多公裏的高速列車（chē），讓它跑起來相對容（róng）易，讓它停下來難（nán）!其中主要（yào）難點之一是在列車製動瞬間，60多噸重的每節列車的巨大（dà）慣性，產生的巨大動（dòng）能將因摩擦轉變成熱，製動閘片(俗稱刹車片)要承受八九百攝氏度的高溫還得保證（zhèng）性能不下（xià）降（jiàng），即使在雨雪沙塵惡劣環境狀態（tài）下也能正常工作而不能傷（shāng）害製動盤（pán）。
此前，國際上隻有德國、法國和日本等少數幾個國家能夠生產高速列車製動閘片，其中德國克諾爾公司曾（céng）壟斷全球80%以上高鐵刹車片的市場。
近幾（jǐ）年，國內高鐵刹車片的研（yán）發與生產技術逐步獲得突破，打（dǎ）破了國際公（gōng）司壟斷的局麵，其中包括（kuò）天宜上佳、貴州新安航空機械、博深工具、北京瑞斯福等。
隨著金屬3D打印技（jì）術與應用麵的深度結合，國內出（chū）現了（le）將金屬3D打（dǎ）印技術應用於製動閘片的探索。
製動閘（zhá）片是高速列車組製動（dòng）裝置中的關鍵材料，利（lì）用閘片材料與配對製動盤（pán）材（cái）料的摩擦力使高速列車組的動（dòng）能轉化成熱能或其他形（xíng）式的能量（liàng），散發到空（kōng）氣中。閘片根據材料的不同（tóng）可分為合成閘片、複合材料閘片以及粉末冶金閘（zhá）片等。早期高（gāo）速列車使用的合成閘片由於其（qí）機械強度（dù）較低、衝擊韌（rèn）性較差，磨損量較大，閘片在運行中會出現微裂紋，而且這種閘片材料對水比較敏感（gǎn），列車在雨季和潮濕地區運行時，會因為閘片潮濕導致材料摩擦力減小，使其製動性能（néng）降低。
複合材料閘片一般采用碳/碳複合材料，這種複合材料材是（shì）以碳為基體的碳（tàn）纖維增強的新型結構（gòu）材料（liào），其增強組分一般為短切碳纖（xiān）維。這種複合材料目前大部（bù）分隻應用（yòng）於（yú）航空航天等重（chóng）要領域。現有高速列車用閘（zhá）片材料還是（shì）粉末冶金閘片為主。
粉末冶金閘片的製（zhì）備工藝采用傳統的（de）粉末冶金方法，將原料粉末混合均（jun1）勻後壓製（zhì）成型，然後將壓坯固定在鋼背上一起隨爐燒結（jié），最終（zhōng）得到耐磨層與鋼背結合的閘片整體，將閘片整體與（yǔ）燕尾板焊接為一體安裝到支架上，即可與製動盤組成刹車副。現有技術采用粉末冶金方（fāng）法製備（bèi）閘片在燒結過程中，由於閘片內各（gè）組分的收縮係數不同，容易產生孔隙、夾粗等缺陷，導致閘片的致密度較低，從（cóng）而影響其最終的力學性能（néng）和摩擦性能。
而且，由於是將（jiāng）閘片（piàn）壓坯（pī）和鋼背（bèi）一（yī）同燒結，燒結過程中閘（zhá）片壓坯本身（shēn）的收縮與鋼背的收（shōu）縮不一致，使兩者的結合強度（dù）較低，在使用過程中容易造成閘片脫落的情況。另外（wài），燒結過程中高溫（wēn）會使鋼（gāng）背內部組（zǔ）織結構的變化，影響（xiǎng）鋼背的機械性能，進而影響整個製動閘（zhá）片以及刹（shā）車副的製動效果。
根據市場研（yán）究，通過電子束選區熔化或激光選區熔化3D打印技術，西迪技術股份有限（xiàn）公司將耐磨層直接打印在鋼背表麵，3D打印過程中采用（yòng）的高能電（diàn）子束能夠使閘片材（cái）料中各組分充分反應、高度致密化，使得到的（de）閘片具有較好的力學性能和摩擦性（xìng）能。
西迪技術（shù）股份有限公司的這（zhè）一應用特點包括：
閘片原料為（wéi）銅基閘片原料、鐵基閘片原料、鎳基閘片原料或鈦基閘片原（yuán）料。
將閘片原料粉末在附著有金屬層的鋼背表麵進行3D打印，得到（dào）閘片。金屬層（céng）的成（chéng）分與閘片原料成（chéng）分中的金屬成分相同。
在3D打印過程中高能電子束能夠使閘片材料中各（gè）組分充分（fèn）反應，使得到（dào）的閘片具有（yǒu）較好的力學性能和（hé）摩擦性能（néng）。
采用表麵附著有與閘片原料（liào）中金屬成（chéng）分相（xiàng）同（tóng）的金屬（shǔ）層的鋼背，3D打印過程（chéng）中在高（gāo）能電子束的掃描下，金屬層（céng）熔化形成一層較薄的熔池（chí），與閘片原料粉末進行充分的冶（yě）金（jīn）結合，使（shǐ）閘片中的耐磨層和鋼背具有較高的結合強度。
3D打印過程中電子束能量在鋼背表麵的粉體原料上掃（sǎo）描（miáo），不會對鋼背內部的組織結構造成影（yǐng）響，保證了鋼背本身的機械性能。
企業鏈接（jiē）
快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術有（yǒu）限（xiàn）公司是（shì）國內3D金屬打印粉末專業的材料供應商，公司成立於（yú）2016.8，是（shì）一家科技創新型企業，專業致力於3D金屬粉末耗材開發與工藝開發設計，為（wéi）增材製造提供（gòng）材料（liào）應用技術解決方案。
快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技（jì）術以金屬3D打印鎳（niè）基（jī）高（gāo）溫合金（jīn）粉（fěn）、鈷（gǔ）合金粉、鈦合金粉、模具鋼粉為（wéi）核心，生產的球形（xíng）金（jīn）屬合金粉粒徑超細、高純度、低含氧（yǎng）量、高球形度（dù）、成分無（wú）偏析而廣泛用於（yú）航空航天、汽車電子和模具中。
快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術具備完善的產品研發和嚴格的粉末生（shēng）產控製能力，能滿足苛刻環（huán）境中的粉末應用要（yào）求，為（wéi）用戶提供高品質的合金球形粉，加快（kuài）了高端球形粉國（guó）產化進程（chéng）。
上一篇（piān）：四部委關於（yú）印發新材料產業發展指南的通知
