本發(fā)明屬于鐵路運(yùn)輸設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種玻璃鋼及由其制得的玻璃鋼燕尾。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和國民生活水平的不斷提高，鐵路軌道交通逐漸發(fā)展成為我國的重要基礎(chǔ)設(shè)施、國民經(jīng)濟(jì)的大動脈和人們出行的首選工具，特別是近年來城市軌道交通系統(tǒng)的引進(jìn)及其國產(chǎn)化研制，使得我國的鐵路事業(yè)有了飛躍式發(fā)展。
在城市軌道車輛的實際運(yùn)營過程中，良好且穩(wěn)定的制動系統(tǒng)是其安全運(yùn)行的保證。由于目前城市軌道車輛運(yùn)行速度的不斷提高，大大增加了列車的制動負(fù)荷，從而也對列車的制動系統(tǒng)提出了更高的要求。閘片是城市軌道車輛制動系統(tǒng)的重要部件之一，在列車制動時閘片能夠?qū)⒕薮蟮膭幽芡ㄟ^摩擦轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)到空氣中，因此這就要求閘片制動材料具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、良好的耐熱性和導(dǎo)熱性、穩(wěn)定的摩擦性能、較低的磨損以及對車輪的磨耗。
現(xiàn)有技術(shù)中普遍使用的閘片材料為高分子合成材料，所以稱之為“合成閘片”，合成閘片主要由燕尾和摩擦體兩部分組成，這二者通過熱壓的方式組合在一起。傳統(tǒng)的燕尾材質(zhì)為碳素結(jié)構(gòu)鋼，由于燕尾為沖壓件一體成型，故而在其加工過程中燕尾折彎處可能會出現(xiàn)裂紋，因此降低了燕尾的強(qiáng)度。再者，由于雨雪天氣的空氣濕度大，容易產(chǎn)生放電燒蝕，而碳在400℃環(huán)境下便開始大量氧化，因此在雨雪天氣下現(xiàn)有燕尾的壽命將大幅度降低。除此之外，傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)燕尾經(jīng)過表面處理后，在其使用過程中表面涂層容易出現(xiàn)磨損、甚至脫落的現(xiàn)象，導(dǎo)致閘片燕尾生銹，繼而直接影響閘片的使用效果。
綜上所述，為了減少燕尾折彎處的裂紋，增強(qiáng)燕尾強(qiáng)度，增加閘片在使用過程中的安全系數(shù)，同時提高燕尾的抗腐蝕性能，因而就迫切需要對閘片燕尾的材質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)，以保證燕尾結(jié)構(gòu)設(shè)計及強(qiáng)度的情況下有效解決傳統(tǒng)燕尾折彎裂紋以及使用過程中易生銹的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有的閘片燕尾因采用碳素結(jié)構(gòu)鋼材質(zhì)所存在的強(qiáng)度低、耐腐蝕性差的缺陷，進(jìn)而提供一種強(qiáng)度高且耐腐蝕性好的玻璃鋼燕尾及其生產(chǎn)工藝。
為此，本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為：
一種玻璃鋼，由如下重量份的原料制成：
優(yōu)選地，所述玻璃鋼由如下重量份的原料制成：
更優(yōu)選地，所述玻璃鋼由如下重量份的原料制成：
或者，
或者，
優(yōu)選地，所述玻璃纖維中的堿金屬氧化物含量不超過0.5wt％。
優(yōu)選地，所述金屬粉末為鐵粉和/或銅粉。
優(yōu)選地，所述填料為炭黑或者炭黑與石英粉和/或碳硅石粉的混合物。
優(yōu)選地，所述增塑劑選自鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二異癸酯中的一種或多種；
所述固化劑選自過氧化甲乙酮、2-乙基-4-甲基咪唑、聚酰胺650、T31環(huán)氧樹脂固化劑、縮胺-105環(huán)氧樹脂固化劑或KJP-1002環(huán)氧樹脂固化劑中的一種或多種；
所述阻燃劑選自十溴二苯醚、四溴雙酚A、氫氧化鋁或微膠囊化紅磷中的一種或多種；
所述增粘劑選自4,4’-雙馬來酰亞胺二苯甲烷、月桂酸二乙醇酰胺、203樹脂或RX-80樹脂中的一種或多種。
一種玻璃鋼燕尾，由上述玻璃鋼制成。
一種玻璃鋼燕尾的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：
(1)將碳纖維與玻璃纖維、玄武巖纖維混合后置于具有燕尾形狀的模具中的下模具內(nèi)，在所述下模具上蓋合上模具；
(2)分別將金屬粉末、增塑劑、固化劑、阻燃劑、增粘劑及填料投加至熔融的環(huán)氧樹脂中形成漿料，再將所述漿料注入至所述模具內(nèi)，在110-150℃下保溫固化1-4min，脫模，得半成品；
(3)所述半成品經(jīng)打磨、去毛刺處理后，即制得玻璃鋼燕尾。
一種玻璃鋼燕尾的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：
(1)將碳纖維與玻璃纖維、玄武巖纖維混合后浸過熔融的環(huán)氧樹脂，冷卻并壓制成片狀，即得預(yù)浸料，備用；
(2)分別將所述預(yù)浸料、金屬粉末、增塑劑、固化劑、阻燃劑、增粘劑及填料加入至模具中，在3-7MPa、110-150℃下保溫固化1-4min，脫模，得半成品；
(3)所述半成品經(jīng)打磨、去毛刺處理后，即制得玻璃鋼燕尾。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：
1、本發(fā)明提供的玻璃鋼，由80-120重量份的環(huán)氧樹脂、15-20重量份的碳纖維、10-20重量份的玻璃纖維、5-10重量份的玄武巖纖維、10-15重量份的金屬粉末、6-10重量份的增塑劑、4-8重量份的固化劑、10-20重量份的阻燃劑、1-2重量份的增粘劑及30-40重量份的填料制備而成，通過上述特定原料的合理配比，可將玻璃鋼的拉伸強(qiáng)度由現(xiàn)有的370-500MPa提升至550-600MPa，從而有效避免由其制得的燕尾彎折處的開裂，確保了燕尾在制動過程中的安全性；并且本發(fā)明的玻璃鋼還具有優(yōu)異的抗腐蝕和耐高溫性能，使得在閘片的實際生產(chǎn)中可以取消燕尾的表面處理工序，不僅能夠提高生產(chǎn)效率，還可拓寬閘片的適用環(huán)境、延長使用壽命，使得本發(fā)明的玻璃鋼即便在惡劣工況(如風(fēng)吹日曬雨淋)條件下也具有比溫和工況下的碳素結(jié)構(gòu)鋼更長的使用壽命。
2、本發(fā)明提供的玻璃鋼，通過限定金屬粉末為鐵粉、銅粉和/或錫粉、填料中包含炭黑，以進(jìn)一步增強(qiáng)玻璃鋼的屈服強(qiáng)度，避免由該玻璃鋼制得的燕尾彎折處開裂現(xiàn)象的發(fā)生。
3、本發(fā)明提供的玻璃鋼，通過選用玄武巖纖維、堿金屬氧化物含量不超過0.5wt％的玻璃纖維，以進(jìn)一步提高玻璃鋼的耐高溫性能，滿足由該玻璃鋼制得的燕尾能夠在-20～400℃溫度范圍內(nèi)使用的要求。
4、本發(fā)明提供的玻璃鋼燕尾的生產(chǎn)工藝，可以是RTM成型工藝，該工藝為閉模操作系統(tǒng)，具有污染小、耗材少、生產(chǎn)周期短的特點；另外還可以是模壓成型工藝，該工藝容易實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，適于大批量生產(chǎn)，且制品的表面光潔、尺寸精確、重復(fù)性好、價格低廉。除此之外不管采用上述哪種工藝，都無需沖壓制件，也不需要對燕尾進(jìn)行表面處理，從而有利于增強(qiáng)燕尾強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率，同時還能保證不同批次間燕尾性能和尺寸的穩(wěn)定。
具體實施方式
下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，下面所描述的本發(fā)明不同實施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。
在下述實施例中，1Kg代表1重量份。
實施例1
本實施例提供的玻璃鋼燕尾的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：
(1)將碳纖維15Kg與無堿玻璃纖維20Kg、玄武巖纖維5Kg混合后置于具有燕尾形狀的模具中的下模具內(nèi)，在所述下模具上蓋合上模具；
(2)分別將鐵粉10Kg、鄰苯二甲酸二辛酯10Kg、T31環(huán)氧樹脂固化劑4Kg、十溴二苯醚10Kg、RX-80樹脂2Kg、炭黑16Kg及石英粉20Kg投加至熔融的環(huán)氧樹脂95Kg中形成漿料，再將所述漿料通過上模具的注膠口注入至所述模具內(nèi)，在110℃下保溫固化2min，脫模，得半成品；
(3)所述半成品經(jīng)打磨、去毛刺處理后，即制得玻璃鋼燕尾。
實施例2
本實施例提供的玻璃鋼燕尾的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：
(1)將碳纖維20Kg與無堿玻璃纖維10Kg、玄武巖纖維10Kg混合后置于具有燕尾形狀的模具中的下模具內(nèi)，在所述下模具上蓋合上模具；
(2)分別將銅粉12.5Kg、鄰苯二甲酸二異癸酯6Kg、縮胺-105環(huán)氧樹脂固化劑8Kg、四溴雙酚A 15Kg、4,4’-雙馬來酰亞胺二苯甲烷1Kg、炭黑20Kg及碳硅石粉20Kg投加至熔融的環(huán)氧樹脂80Kg中形成漿料，再將所述漿料通過上模具的注膠口注入至所述模具內(nèi)，在150℃下保溫固化4min，脫模，得半成品；
(3)所述半成品經(jīng)打磨、去毛刺處理后，即制得玻璃鋼燕尾。
實施例3
本實施例提供的玻璃鋼燕尾的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：
(1)將碳纖維17Kg與無堿玻璃纖維18Kg、玄武巖纖維6.5Kg混合后置于具有燕尾形狀的模具中的下模具內(nèi)，在所述下模具上蓋合上模具；
(2)分別將鐵粉8Kg、銅粉5Kg、鄰苯二甲酸二丁酯9Kg、過氧化甲乙酮5.8Kg、微膠囊化紅磷13Kg、203樹脂1.4Kg、炭黑30Kg及石英粉8Kg投加至熔融的環(huán)氧樹脂100Kg中形成漿料，再將所述漿料通過上模具的注膠口注入至所述模具內(nèi)，在125℃下保溫固化3min，脫模，得半成品；
(3)所述半成品經(jīng)打磨、去毛刺處理后，即制得玻璃鋼燕尾。
實施例4
本實施例提供的玻璃鋼燕尾的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：
(1)將碳纖維16Kg與無堿玻璃纖維15Kg、玄武巖纖維7Kg混合后浸過熔融的環(huán)氧樹脂88Kg，冷卻并壓制成片狀，即得預(yù)浸料，備用；
(2)分別將所述預(yù)浸料、鐵粉14Kg、鄰苯二甲酸二丁酯8.5Kg、KJP-1002環(huán)氧樹脂固化劑6Kg、氫氧化鋁14.5Kg、月桂酸二乙醇酰胺1.5Kg及炭黑35Kg加入至模具中，在3MPa、150℃下保溫固化1min，脫模，得半成品；
(3)所述半成品經(jīng)打磨、去毛刺處理后，即制得玻璃鋼燕尾。
實施例5
本實施例提供的玻璃鋼燕尾的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：
(1)將碳纖維18Kg與無堿玻璃纖維16Kg、玄武巖纖維6Kg混合后浸過熔融的環(huán)氧樹脂110Kg，冷卻并壓制成片狀，即得預(yù)浸料，備用；
(2)分別將所述預(yù)浸料、鐵粉12Kg、鄰苯二甲酸二丁酯8Kg、2-乙基-4-甲基咪唑5Kg、氫氧化鋁15Kg、203樹脂1.3Kg、炭黑24Kg及石英粉10Kg加入至模具中，在7MPa、110℃下保溫固化2.5min，脫模，得半成品；
(3)所述半成品經(jīng)打磨、去毛刺處理后，即制得玻璃鋼燕尾。
對比例1
本對比例提供的玻璃鋼燕尾由如下重量份的原料制成：
本對比例中的玻璃鋼燕尾的生產(chǎn)工藝步驟同實施例1。
對比例2
本對比例提供的玻璃鋼燕尾由如下重量份的原料制成：
本對比例中的玻璃鋼燕尾的生產(chǎn)工藝步驟同實施例1。
實驗例
對本發(fā)明上述實施例1-5及對比例1-2制得的玻璃鋼燕尾的物理性能進(jìn)行了測試，結(jié)果如表1所示。
表1各燕尾的物理性能
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。