專(zhuān)利名稱(chēng)：鐵道貨車(chē)用合成閘瓦及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵道貨車(chē)用高摩擦系數(shù)合成閘瓦及其制備方法，屬于剎車(chē)片材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，鉄道貨車(chē)用高摩擦系數(shù)合成閘瓦品種多樣，制備方法各有不同。但大多采用以酚醛樹(shù)脂為粘結(jié)劑，熱壓模塑固化成型的生產(chǎn)エ藝制備而成。這種材料及エ藝制造的合成閘瓦目前在速度不超過(guò)90km/h、軸重不大于21t的鉄道貨車(chē)中已經(jīng)普及，其性能基本能滿(mǎn)足制動(dòng)要求。隨著國(guó)際鐵道貨車(chē)向高速、重載的方向發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)有鐵道線(xiàn)路上最高運(yùn)行速度120 km/h、23t 25t軸重的鐵道貨車(chē)已在大力推廣運(yùn)用之中。高速、重載鐵道貨車(chē)在有效制動(dòng)距離內(nèi)對(duì)閘瓦的摩擦系數(shù)、熱穩(wěn)定性、粘結(jié)強(qiáng)度、抗彎曲強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度均有較高的要求，采用現(xiàn)有以普通樹(shù)脂為粘結(jié)體系的合成閘瓦，存在摩擦系數(shù)不穩(wěn)定、金屬鑲嵌、摩擦體易斷裂、掉渣、掉塊且使用壽命短等問(wèn)題，危及行車(chē)安全，無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)有高速、重載鐵道貨車(chē)行駛中的制動(dòng)要求。例如，CN101381484公開(kāi)了ー種高摩擦系數(shù)合成材料及其制造方法。其中，該材料由下述重量比的各組分經(jīng)密料造料處理而成，各組分為丁腈橡膠8 13、丁苯橡膠2 10、甲酚改性甲階段酚醛樹(shù)脂5 10、鋼纖維15 30、氧化鎂10 15、煅燒石油焦炭5 10、碳化硅2 5、礦物纖維10 25、氫化鈣5 10、硫酸鋇10 20、石墨5 10、ニ硫化鑰I 5、碳黑I 5、硫磺I 3、促進(jìn)劑I 3。該材料可應(yīng)用在多種場(chǎng)合制備摩擦部件，具有穩(wěn)定的摩擦性能和較好的耐磨性，但原材料氫化鈣價(jià)格高且倉(cāng)儲(chǔ)容易變質(zhì)影響使用、煅燒石油焦和ニ硫化鑰屬于稀缺資源且價(jià)格較普通材料高很多且制造エ藝復(fù)雜，不利于大范圍推廣運(yùn)用。CN 101391611公開(kāi)了ー種鐵路貨車(chē)用高摩合成閘瓦及其制造方法，所述閘瓦本體由下述重量比的各組分合成的材料制備而成，各組分為丁腈橡膠8 13、丁苯橡膠2 10、甲酚改性甲階段酚醛樹(shù)脂5 10、鋼纖維15 30、氧化鎂10 15、煅燒石油焦炭5 10、碳化硅2 5、礦物纖維10 25、氫化鈣5 10、硫酸鋇10 20、石墨5 10、ニ硫化鑰I 5、碳黑I 5、硫磺I 3和促進(jìn)劑I 3。該閘瓦可用在鉄道高速重載貨車(chē)中，具有穩(wěn)定的摩擦性能和較好的耐磨性，減少對(duì)車(chē)輪的損傷；具有較好的耐沖擊性能，耐候性好的特點(diǎn)。此專(zhuān)利中同樣用到氫化鈣、煅燒石油焦和ニ硫化鑰等原材料，不利于大范圍推廣運(yùn)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有高速、重載鐵道貨車(chē)行駛制動(dòng)需要的鉄道貨車(chē)用高摩擦系數(shù)合成閘瓦制造成本與穩(wěn)定性和耐磨性能的矛盾，提供一種可靠性、穩(wěn)定性更好、成本更低和制造エ藝更簡(jiǎn)單的鉄道貨車(chē)用高摩擦合成閘瓦。同時(shí)，本發(fā)明還提供所述鐵道貨車(chē)用高摩擦合成閘瓦的制造方法。實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下一種鐵道貨車(chē)用合成閘瓦，其特征在于，摩擦體由下述重量比的材料合成
丁腈橡膠6 10、改性酚醛樹(shù)脂2 8、鋼棉纖維Te、海泡石纖維擴(kuò)16、復(fù)合礦物纖維2 16、石墨5 13、煅燒鋁釩土 O. Γ2、硫酸鋇2(Γ24、鉀長(zhǎng)石粉8 12、鉄粉10 20、以及添加劑Γ3 ； 其中，添加劑按下述配方配制，氧化鋅O. 4^0. 7，促進(jìn)劑CZ (CBS) O. 2^0. 4，硬脂酸O. 2 I，硫磺粉O. 6 I. 2。進(jìn)ー步，所述復(fù)合礦物纖維主要成分為長(zhǎng)徑比大于18的針狀硅灰石粉。進(jìn)ー步，一種鐵道貨車(chē)用合成閘瓦摩擦體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟
按權(quán)利要求I所述配方(包括添加剤)經(jīng)配料、密煉或混煉、粉碎、熱壓模塑固化成型和熱處理而成；具體步驟依次為
1)配料按配方備好物料；
2)密煉或混煉將步驟I)的物料在嚙合型密煉機(jī)中密煉均勻后排出或在開(kāi)放式煉膠機(jī)上混煉均勻后將其薄通成2mm 3mm厚片狀割下，控制密煉或混煉溫度為25°C 65°C之間；
3)粉碎將步驟2)經(jīng)過(guò)密煉或混煉的物料在高速粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行破碎處理，破碎成粒徑介于3_ 6_的顆粒狀；
4)熱壓模塑固化成型將步驟3)破碎后的物料按2.72kg/塊(壓制出閘瓦厚度為45±lmm)稱(chēng)料，倒在160±5°C雙腔四層循環(huán)壓制型模中準(zhǔn)備好的瓦背上、315T四柱液壓機(jī)第一次加壓至表壓6±0. 5Mp，保壓10 20秒后放氣10秒，第二次加壓至表壓13±0. 5Mp，保壓10 20秒后放氣10秒，第三次加壓至表壓20±0. 5Mp持續(xù)保壓6分鐘；保壓結(jié)束后起模，將下層產(chǎn)品壓出模具后再執(zhí)行稱(chēng)料エ序即完成一次生產(chǎn)循環(huán)；
5)合成閘瓦熱處理將固化成型后的合成閘瓦橫放在烘箱內(nèi)鐵架上，擺放整齊牢固，閘瓦與烘箱四壁不得小于130mm ;關(guān)閉烘箱箱門(mén)，將數(shù)字溫控儀調(diào)到規(guī)定溫度，報(bào)警溫控儀調(diào)整到高于規(guī)定溫度5°C ;依次按下電源按鈕、鼓風(fēng)機(jī)按鈕；然后根據(jù)加熱溫度啟動(dòng)不同數(shù)量的加熱器組數(shù)開(kāi)關(guān)，當(dāng)溫控儀指示燈交替閃爍時(shí)，表明溫度已恒定，設(shè)備進(jìn)入恒溫工作狀態(tài)；合成閘瓦不同溫度處理時(shí)間如下
80 0C...............30 分鐘，
IOO0C..............30 分鐘，
120 0C..............60 分鐘，
130 0C..............60 分鐘，
140 0C..............60 分鐘，
1500C..............120 分鐘，
160 0C..............180 分鐘；
溫度誤差控制在規(guī)定溫度的±2°C范圍內(nèi)。熱處理全過(guò)程各升溫梯度升溫速率控制在O. 250C /min,升溫、保溫完畢后，切斷總電源，讓其自然冷卻至80°C以下時(shí)方可打開(kāi)烘箱門(mén)出瓦。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果
I、本發(fā)明鐵道貨車(chē)用高摩擦系數(shù)合成閘瓦采用丁腈橡膠和改性酚醛樹(shù)脂共混作復(fù)合粘結(jié)劑，氧化鋅、硬脂酸、促進(jìn)劑CZ (CBS)和硫磺粉作粘結(jié)劑添加劑；海泡石纖維、鋼棉纖維和復(fù)合礦物纖維作增強(qiáng)材料；鱗片石墨、煅燒鋁釩土、鉀長(zhǎng)石粉、硫酸鋇和鐵粉作摩擦性能調(diào)節(jié)劑。本發(fā)明配方設(shè)計(jì)合理，摩擦體與瓦背粘結(jié)強(qiáng)度大，具有穩(wěn)定的摩擦性能、優(yōu)良的耐磨性、對(duì)車(chē)輪磨損小、抗彎曲、抗沖擊、制動(dòng)無(wú)火花、無(wú)煙塵和噪音低等優(yōu)良特點(diǎn)。2、本發(fā)明合成閘瓦配合我國(guó)現(xiàn)有鐵道線(xiàn)路上鉄道貨車(chē)高速、重載的發(fā)展方向，從根本上解決了閘瓦熱衰退、瓦體斷裂、掉渣掉塊、金屬鑲嵌和熱裂紋等危及行車(chē)安全的質(zhì)量隱患，能夠滿(mǎn)足我國(guó)南北方或四季氣候差異大、大編組、大坡道連續(xù)制動(dòng)的運(yùn)用要求，使用壽命是國(guó)內(nèi)同行業(yè)生產(chǎn)同類(lèi)產(chǎn)品的2倍，適用范圍廣。3、本發(fā)明利用市場(chǎng)常規(guī)易購(gòu)的エ業(yè)級(jí)化工和礦產(chǎn)原料，避免使用對(duì)人體有毒有害的材料，合成閘瓦制造エ藝過(guò)程簡(jiǎn)單，熱壓模塑固化成型時(shí)間短，具有生產(chǎn)安全、成本低廉可控的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。一、本發(fā)明提供的鐵道貨車(chē)用合成閘瓦，該合成閘瓦包括鋼背和閘瓦本體，閘瓦本體固定在鋼背上。所述閘瓦本體由下述重量比的各組分合成材料制備而成(實(shí)施例的配方參見(jiàn)下表，并不用于限制本發(fā)明)。
モ· 丁腈添加^(guān)鋼棉纖海泡石 ^ 鱗片煅燒鋁鉀長(zhǎng)硫酸
權(quán)利要求
1.一種鐵道貨車(chē)用合成閘瓦，包括摩擦體；其特征在于，摩擦體由下述重量比的材料合成 丁腈橡膠6 10、改性酚醛樹(shù)脂2 8、鋼棉纖維3飛、海泡石纖維擴(kuò)16、復(fù)合礦物纖維2 16、石墨5 13、煅燒鋁釩土 O. Γ2、硫酸鋇2(Γ24、鉀長(zhǎng)石粉8 12、鐵粉1(Γ20、以及添加劑Γ3 ； 其中，添加劑按下述配方配制，氧化鋅O. 4^0. 7，促進(jìn)劑CZ (CBS) O. 2^0. 4，硬脂酸O.2 I，硫磺粉O. 6 I. 2。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述鐵道貨車(chē)用合成閘瓦，其特征在于，所述復(fù)合礦物纖維主要成分為長(zhǎng)徑比大于18的針狀硅灰石粉。
3.一種鐵道貨車(chē)用合成閘瓦摩擦體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 按權(quán)利要求I所述配方經(jīng)配料、密煉或混煉、粉碎、熱壓模塑固化成型和熱處理而成；具體步驟依次為 1)配料按配方備好物料； 2)密煉或混煉將步驟I)的物料在嚙合型密煉機(jī)中密煉均勻后排出或在開(kāi)放式煉膠機(jī)上混煉均勻后將其薄通成2mm 3mm厚片狀割下，控制密煉或混煉溫度為25°C 65°C之間； 3)粉碎將步驟2)經(jīng)過(guò)密煉或混煉的物料在高速粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行破碎處理，破碎成粒徑介于3mm 6mm的顆粒狀； 4)熱壓模塑固化成型將步驟3)破碎后的物料按2.72kg/塊(壓制出閘瓦厚度為45±lmm)稱(chēng)料，倒在160±5°C雙腔四層循環(huán)壓制型模中準(zhǔn)備好的瓦背上、315T四柱液壓機(jī)第一次加壓至表壓6±0. 5Mp，保壓10 20秒后放氣10秒，第二次加壓至表壓13±0. 5Mp，保壓10 20秒后放氣10秒，第三次加壓至表壓20±0. 5Mp持續(xù)保壓6分鐘；保壓結(jié)束后起模，將下層產(chǎn)品壓出模具后再執(zhí)行稱(chēng)料工序即完成一次生產(chǎn)循環(huán)； 5)合成閘瓦熱處理將固化成型后的合成閘瓦橫放在烘箱內(nèi)鐵架上，擺放整齊牢固，閘瓦與烘箱四壁不得小于130mm ;關(guān)閉烘箱箱門(mén)，將數(shù)字溫控儀調(diào)到規(guī)定溫度，報(bào)警溫控儀調(diào)整到高于規(guī)定溫度5°C ;依次按下電源按鈕、鼓風(fēng)機(jī)按鈕；然后根據(jù)加熱溫度啟動(dòng)不同數(shù)量的加熱器組數(shù)開(kāi)關(guān)，當(dāng)溫控儀指示燈交替閃爍時(shí)，表明溫度已恒定，設(shè)備進(jìn)入恒溫工作狀態(tài)；合成閘瓦不同溫度處理時(shí)間如下 ·80 0C...............30 分鐘， ·IOO0C..............30 分鐘， ·120 0C..............60 分鐘， ·130 0C..............60 分鐘， ·140 0C..............60 分鐘，· 1500C..............120 分鐘， ·160 0C..............180 分鐘； 熱處理全過(guò)程各升溫梯度升溫速率控制在O. 250C /min,升溫、保溫完畢后，切斷總電源，讓其自然冷卻至80°C以下方可打開(kāi)烘箱門(mén)開(kāi)始出瓦。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種鐵道貨車(chē)用高摩擦系數(shù)合成閘瓦及其制造方法。所述鐵道貨車(chē)用合成閘瓦摩擦體由下述重量比的材料合成丁腈橡膠6~10、改性酚醛樹(shù)脂2~8、鋼棉纖維3~6、海泡石纖維9~16、復(fù)合礦物纖維2~16、石墨5~13、煅燒鋁釩土0.4~2、硫酸鋇20~24、鉀長(zhǎng)石粉8~12、鐵粉10~20、以及添加劑1~3。經(jīng)配料、密煉或混煉、粉碎、熱壓模塑固化成型和熱處理而成。該合成閘瓦能夠較好地滿(mǎn)足中華人民共和國(guó)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T2403-2010中要求的各項(xiàng)性能指標(biāo)，可用在最高運(yùn)行速度為120km/h，軸重不大于25t的鐵道貨車(chē)中，具有穩(wěn)定的摩擦性能和優(yōu)良的耐磨性，對(duì)車(chē)輪磨損小、制動(dòng)噪音低；從根本上解決了閘瓦瓦體斷裂、掉渣掉塊、金屬鑲嵌和熱裂紋等危及行車(chē)安全的質(zhì)量隱患。
文檔編號(hào)B29B7/28GK102661340SQ20121018062
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者王文召 申請(qǐng)人:王文召