中国粉体网讯 高速铁路是我国领先于世界发达国家的先进集成技术之一，截止2024年底投入运营的里程已达到4.8万公里，居世界第一。刹车片（闸片）是决定列车行驶速度、紧急制动能力，确保运行安全的关键制动部件。而粉末冶金技术在高铁刹车片的制备中扮演着不可或缺的角色。
粉末冶金技术制备高铁刹车片
粉末冶金是一种将金属粉末或金属与非金属粉末混合，经过成型和烧结等一系列工艺制成材料或制品的技术。目前高铁上最常用的闸片是铜基闸片。
铜基闸片制备
原料选择：铜基闸片以铜粉为主要原料，通常会添加锡、铅、石墨、二硫化钼等添加剂。其中，锡能提高材料的强度和硬度；铅可改善材料的摩擦性能和切削加工性；石墨和二硫化钼则是良好的固体润滑剂，能降低摩擦系数，提高闸片的耐磨性能。
混粉工艺：采用机械混合法将各种原料粉末充分混合均匀。这一步骤至关重要，直接影响闸片最终性能的一致性。科研人员通过优化混粉设备和工艺参数，如控制混粉时间、转速等，确保各成分均匀分布。
成型工艺：常用的成型方法有模压成型和等静压成型。模压成型是将混合好的粉末放入模具中，在一定压力下使其成型，该方法适用于制作形状简单、批量较大的闸片。等静压成型则是利用液体介质均匀传递压力的特性，对粉末进行全方位加压，使粉末在各个方向上均匀受压而压实成型，更适合制作形状复杂、对密度要求较高的闸片。实验证明，等静压成型制备的闸片密度比模压成型高5%-10%，从而提升了其耐磨性能。
烧结工艺：将成型后的坯体进行烧结，使其致密化。烧结过程一般在保护性气氛中进行，以防止金属氧化。通过控制烧结温度、时间和升温速率等参数，可获得理想的组织结构和性能。清华大学的研究成果指出，优化烧结工艺后，铜基闸片的摩擦系数波动范围缩小，制动稳定性显著提高。
粉末冶金应用于刹车片的优势
优异的摩擦性能：粉末冶金刹车片能够在不同的温度和速度条件下，保持相对稳定的摩擦系数，摩擦系数波动控制在±0.05内，确保刹车的平稳性和可靠性。无论是在高速行驶还是紧急制动时，都能提供足够的制动力。
良好的耐磨性：由于其特殊的材料结构和制造工艺，粉末冶金刹车片具有出色的耐磨性能，使用寿命长，减少了更换频率，降低了维护成本。
耐高温性能强：在高速制动过程中，刹车片会产生大量的热量，粉末冶金材料可承受瞬时1000℃高温而不发生性能劣化，远超传统树脂基材料的600℃极限，有效保证了刹车系统的正常运行。
可设计性强：通过调整粉末的成分和配比，可以根据不同的使用场景和需求，定制出具有特定性能的刹车片，满足多样化的市场需求。
从”卡脖子”到自主突破：中国高铁刹车片发展历程
1. 技术空白期的被动局面（2012年前）
在高铁发展初期，我国完全依赖德国进口刹车片，面临核心技术封锁。德国企业不仅以1.6万元/对的高价垄断市场，还设置”以旧换新”等苛刻条款，甚至限制备件供应，严重制约高铁运营效率。这一阶段，刹车片作为耗材的年更换量达4次/列，而核心技术缺失使我国在关键部件供应链上处于被动地位。
2. 国产化破冰之路（2012-2019年）
随着天宜上佳、浦然等企业突破粉末冶金闸片技术，国产替代进程加速。2019年国产刹车片产量达56.3万片，虽仅占总供应量的18.9%，但已打破外资垄断格局。此阶段国产产品通过UIC和IRIS国际认证，标志着质量达到世界标准。
3. 完全自主时代（2020年至今）
截至2024年，国产刹车片市场占有率突破50%，形成天宜上佳（41.8%）、北京浦然（20.3%）等龙头企业主导的竞争格局。国产产品不仅满足350km/h运营需求，更实现从原材料到工艺的完全自主，单位成本较进口产品下降40%。
中国高铁刹车片的发展历程是一部充满挑战与突破的奋斗史，粉末冶金技术的应用为其发展注入了强大动力。随着技术的不断进步和企业的持续创新，相信中国高铁刹车片产业将在未来取得更加辉煌的成就，为中国高铁走向世界提供坚实的保障。
参考来源：
王晔：高铁制动用粉末冶金摩擦材料的制备及性能研究
高鸣等：高速铁路刹车片的研究现状与展望
每日经济新闻、北京日报、智研咨询
（中国粉体网编辑整理/留白）
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