2017年6月26日,运行时速350km/h的“复兴号”动车组的正式开通,标志着我国自主研发的高速列车达到了世界先进水平。随着列车运行速度的提高,列车制动安全性问题日渐引起关注。刹车片作为高速列车制动系统的核心部件,其摩擦性能直接影响列车制动过程的安全性和稳定性。因此,提高列车制动摩擦材料的性能至关重要。本文结合高速列车刹车片摩擦材料的基本物理性能和化学成分,设计并制备了高铁制动用的铜基粉冶金摩擦材料,并对其进行了物理性能、微观结构、化学成分的检测和摩擦性能试验。本文主要研究工作和成果如下:1.分析了我国CRH380A型高速列车所用刹车片的物理性能、化学成分和元素分布状态。结果表明:摩擦材料的密度为4.82g/cm~3、剪切强度为22.7MPa、布氏硬度66.2MPa;该摩擦材料中应含有铜粉、铁粉、铬粉、铬铁粉、二硫化钼、石墨、二氧化硅和氧化铝等成分。2.设计了一种铜基粉末冶金摩擦材料的基础配方、外形尺寸、配方原料的预处理方案、混料工艺、冷压成形工艺和热压烧结工艺曲线。结合配方和加工工艺制备了#1试样,并对试样进行了性能检测及分析。3.基于基础配方,分别对基体组元、摩擦组元、润滑组元进行了改进,并分别制备了#2、#3、#4试样。对所有试样进行了物理性能、摩擦实验、微观结构和化学成分的比较。结果表明,#2、#3、#4试样的摩擦系数均比#1试样更稳定性;锡元素改进基体组元的#2试样具有较稳定的摩擦系数、较高的硬度和密度,综合性能也较好;钒铁改进摩擦组元的#3试样的摩擦系数最高;小粒径石墨改进润滑组元的#4试样基体孔隙更多,石墨联结区域更分散,密度更小;各试样检测出的元素含量均符合《动车组刹车片暂行技术条件》中的元素要求,并达到了改进目的。