CN101391611B

CN101391611B - 一种铁路货车用高摩合成闸瓦及其制造方法

Info

Publication number: CN101391611B
Application number: CN2008102256318A
Authority: CN
Inventors: 邹怀森; 周建华; 燕青芝; 帕提玛
Original assignee: BEIJING QIUZHIYI DATA Co Ltd
Current assignee: BEIJING RAILWAY STAR FORTUNE HIGH-TECH CO., LTD.
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: CN101391611A

Abstract

本发明公开了一种铁路货车用高摩合成闸瓦及其制造方法。该合成闸瓦包括：钢背和闸瓦本体，闸瓦本体固定在钢背上，所述闸瓦本体由下述重量比的各组分合成的材料制备而成，各组分为：丁腈橡胶8～13、丁苯橡胶2～10、甲酚改性甲阶段酚醛树脂5～10、钢纤维15～30、氧化镁10～15、煅烧石油焦炭5～10、碳化硅2～5、矿物纤维10～25、氢化钙5～10、硫酸钡10～20、石墨5～10、二硫化钼1～5、碳黑1～5、硫磺1～3和促进剂1～3。该闸瓦可用在铁路重载高速货车中，具有稳定的摩擦性能和较好的耐磨性；有效地抑制金属镶嵌、裂纹、掉块等现象，减少对车轮的损伤；具有较好的耐冲击性能，耐候性好的特点。

Description

一种铁路货车用高摩合成闸瓦及其制造方法

技术领域

本发明涉及铁路车辆部件的制造领域，尤其涉及一种铁路货车用高摩合成闸瓦及其制造方法。

背景技术

现用铁路货车的制动用闸瓦大多采用以树脂为粘结体系，热压成型的生产工艺制造而成，这种工艺及材料制造的闸瓦在车重80T、时速80公里条件下，其性能基本能满足制动要求。但发明人发现，若铁路货车在重载、高速行驶的情况下，如铁路货车重高于80吨、时速大于80公里条件下，在制动时，要求摩擦力较大，对制动闸瓦的耐温性均有很高的要求，采用现有以树脂为粘结体系，热压成型的生产工艺制造的闸瓦，存在摩擦性能不够稳定、摩擦体易断裂、掉块，金属镶嵌严重，易造成车轮划痕、热损伤、龟裂，危及行车安全，且使用寿命短等问题，无法满足现有重载、高速铁路货车行驶中的制动要求。

发明内容

基于上述现有技术存在的问题，本发明实施方式提供一种铁路货车用高摩合成闸瓦及其制造方法，通过使用高摩合成材料制备合成闸瓦的摩擦部件，保证了稳定的摩擦制动性能，防止了金属镶嵌的生成，减少了对车轮的损伤，提高了合成闸瓦的使用寿命。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种铁路货车用高摩合成闸瓦，该合成闸瓦包括：钢背和闸瓦本体，闸瓦本体固定在钢背上，所述闸瓦本体由下述重量比的各组分合成的材料制备而成，各组分为：

丁腈橡胶8～13、丁苯橡胶2～10、甲酚改性甲阶段酚醛树脂5～10、钢纤维15～30、氧化镁10～15、煅烧石油焦炭5～10、碳化硅2～5、矿物纤维10～25、氢化钙5～10、硫酸钡10～20、石墨5～10、二硫化钼1～5、碳黑1～5、硫磺1～3和促进剂1～3；其中，所述矿物纤维为绿铁矿物纤维。

所述促进剂为秋兰姆类TMTD。

本发明实施方式还提供一种铁路货车用高摩合成闸瓦的制造方法，包括：

按重量比取制备闸瓦本体的合成材料的各组分：丁腈橡胶8～13、丁苯橡胶2～10、甲酚改性甲阶段酚醛树脂5～10、钢纤维15～30、氧化镁10～15、煅烧石油焦炭5～10、碳化硅2～5、矿物纤维10～25、氢化钙5～10、硫酸钡10～20、石墨5～10、二硫化钼1～5、碳黑1～5、硫磺1～3、促进剂1～3；所述闸瓦本体的合成材料中的矿物纤维为绿铁矿物纤维；

密炼造粒：将上述各组分在啮合型密炼机中经密炼加热、清扫、密炼调节、破碎、排出后得到制备闸瓦本体的预混料；

钢背处理：将冲压后的钢背进行除油、抛丸、喷胶处理，在钢背上形成用于粘结闸瓦本体的粘结层；

成型固化：将所述预混料和处理后形成粘结层的钢背放入压机模具中，采用保压压力1000～1200T，保压时间60～90S，在常温下将预混料压制在钢背上成型，在固化炉中进行固化后，即得到高摩合成闸瓦产品。

所述密炼造粒步骤具体包括：

将上述各组分投入啮合型密炼机中，通过啮合型密炼机对各组分的密炼加热3～5分钟、清扫、密炼调节3～5分钟，处理过程中温度控制在80～120℃、压力控制在5～7Mpa，排出混合料，进入破碎处理，得到制造闸瓦本体的预混料。

所述破碎处理具体包括：进行三级破碎，其中，一级粗碎后，使所述混合料的粒度小于200×200mm、二级粗碎后，使混合料的粒度小于100×20mm，三级细碎后，使混合料的粒度小于5mm。

所述成型固化步骤中，将所述预混料和处理后的钢背放入压机模具中具体包括：将所述预混料和处理后的钢背放入具有一模六工位的压机模具中。

所述方法还包括：在常温压制成型后，进行除飞边、锯切后期处理后在固化炉中再进行固化。

所述在固化炉中进行固化具体是在固化炉中在150～200℃的温度下，进行25～48小时固化。

所述闸瓦本体的合成材料中的促进剂为秋兰姆类TMTD。

由上述本发明实施方式提供的技术方案可以看出，本发明实施方式中将丁腈橡胶、丁苯橡胶、甲酚改性甲阶段酚醛树脂、钢纤维、氧化镁、煅烧石油焦炭、碳化硅、矿物纤维、氢化钙、硫酸钡、石墨、二硫化钼、碳黑、硫磺和促进剂按一定重量配比合成的高分子复合材料作为制备闸瓦本体的合成材料，该高分子复合材料属于高分子三元复合材料，材料配方中以丁腈橡胶、丁苯橡胶、甲酚改性甲阶段酚醛树脂为粘结体系，以无机纤维矿物纤维、钢纤维为增强组分，以填料碳化硅、石墨、二硫化钼为摩擦性能调节剂或配合剂，这样将各组分经密炼机处理后，得到制备闸瓦本体的预混料经压力机在常温高压下压制后，得到一种摩擦性能稳定，且耐磨性较好，具有良好自洁性的闸瓦本体，尤其配方中粘结体系与无机纤维的配合，可起到提高制得材料强度和韧性的作用。合成后的闸瓦可用在铁路重载高速货车中，可满足速度120km/h，轴重23t、25t货车的运行要求，可有效地抑制金属镶嵌，使闸瓦部件具有较高的压缩强度、冲击强度、拉伸强度，可有效防止裂纹、断裂、掉块等现象，减少对车轮的损伤，具有较好的耐冲击性能和耐候性好，可适用于温度变化大的环境中，适用于地域广，地区差异大的应用环境特点。

附图说明

图1为本发明实施例的合成闸瓦制造方法流程图。

具体实施方式

本发明实施方式提供一种铁路货车用高摩合成闸瓦及其制造方法，可制造用于铁路高速货车上的高摩合成闸瓦，该闸瓦具体包括：钢背和闸瓦本体，闸瓦本体固定在钢背上，所述闸瓦本体由下述重量比的各组分合成的材料制备而成，各组分为：丁腈橡胶8～13、丁苯橡胶2～10、甲酚改性甲阶段酚醛树脂5～10、钢纤维15～30、氧化镁10～15、煅烧石油焦炭5～10、碳化硅2～5、矿物纤维10～25、氢化钙5～10、硫酸钡10～20、石墨5～10、二硫化钼1～5、碳黑1～5、硫磺1～3、促进剂1～3。

该高摩合成闸瓦制造时，按上述配方(重量比)取各组分；

将上述各组分在啮合型密炼机中经密炼加热、清扫、密炼调节、破碎、排出后得到制备闸瓦本体的预混料；

钢背处理：将冲压后的钢背进行除油、抛丸、喷胶处理，在钢背上形成用于联接闸瓦本体的联接部分；

成型固化：将所述预混料和处理后的钢背放入压机模具中，采用保压压力1200T，保压时间90S，在常温下将预混料压制在钢背上成型，在固化炉中进行固化后，即得到高摩合成闸瓦。

上述制备闸瓦本体的材料配方中以甲酚改性甲阶段酚醛树脂为粘结体系，以无机纤维矿物纤维、钢纤维为增强组分，以填料丁腈橡胶、丁苯橡胶、石墨为摩擦性能调节剂或配合剂，这样将各组分经密炼机处理后，得到制备闸瓦本体的预混料经压制机在常温高压下压制后，得到一种摩擦性能稳定，且耐磨性较好，具有良好自洁性的闸瓦本体，尤其配方中粘结体系与无机纤维的配合，可起到提高强度和韧性的作用。合成后的闸瓦可用在铁路重载高速货车中，可满足时速120km/h，轴重23t、25t货车的运行要求。

为便于对本发明实施例的理解，下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

本实施例提供一种铁路货车用高摩合成闸瓦，该合成闸瓦由钢背与闸瓦本体构成，闸瓦本体固定在钢背上形成整体的合成闸瓦，具体结构与现有的铁路货车上的闸瓦部件基本相同，与现有闸瓦部件的主要区别，是制作闸瓦本体的合成材料，是由下述各组分按重量比合成的高分子复合材料，具体包括：

丁腈橡胶8～13、丁苯橡胶2～10、甲酚改性甲阶段酚醛树脂5～10、钢纤维15～30、氧化镁10～15、煅烧石油焦炭5～10、碳化硅2～5、矿物纤维10～25、氢化钙5～10、硫酸钡10～20、石墨5～10、二硫化钼1～5、碳黑1～5、硫磺1～3、促进剂1～3。

其中，矿物纤维可以采用绿铁矿物纤维；促进剂可以采用橡胶促进剂，如：秋兰姆类TMTD。

上述合成闸瓦的制造过程，如图1所示，具体可以按下述步骤进行：

取各组分作为原材料：具体可以按上述制备闸瓦本体的配方取各组分；

密炼造粒：将称重配合好的各组分投入啮合型密炼机中，开启密炼程序，在密炼机中进行下述处理：密炼加热、清扫、密炼调节，其中，密炼加热3～5分钟，密炼调节3～5分钟，密炼处理过程中，将温度控制在在80～120℃、压力控制在5～7Mpa；密炼调节后得到密炼胶料，排出密炼胶料后对密炼胶料进行破碎处理，具体可以分为三级破碎，即通过一级粗碎后，使密炼胶料粒度小于200*200mm、二级粗碎后，使密炼胶料粒度小于100*20mm，及三级细碎后，使密炼胶料粒度小于5mm，三级破碎的方式可以保证压制时物料均匀，三级破碎后使大块胶料成为细小颗粒胶料即可作为制备闸瓦本体的预混料；实际中，啮合型密炼机可以采用现有的GK-E型啮合型密炼机，其密炼处理过程可以由计算机自动控制，事先调试、设置好，以自动处理的方式得到预混料；

钢背处理：将冲压成型后的钢背进行除油、抛丸、喷胶处理，在钢背上形成用于粘结闸瓦本体的粘结层；

成型：将上述密炼后得到的预混料和经处理过形成粘结层的钢背放入压机模具中，在常温下，通过保压压力1200T，保压时间90S进行压制成型，使预混料形成闸瓦本体，通过粘结层粘结固定在钢背上，压制后进行打印生产标识，放入摩擦材料固化炉中，在150～200℃的温度下，进行25～48小时的固化，完成后对得到的产品进行除飞边、锯切等后期处理，即得到高摩合成闸瓦的成品。

实际中，压机模具可以设计为一模六工位的模具，可以提高制备合成闸瓦的工作效率。

本发明实施例中，通过以丁腈橡胶、丁苯橡胶、甲酚改性甲阶段酚醛树脂为粘结体系，以无机纤维矿物纤维、钢纤维为增强组分，以填料碳化硅、石墨、二硫化钼为摩擦性能调节剂或配合剂，并与其它组分配合，将各组分在密炼机中处理后，得到制备闸瓦本体的预混料经压力机在常温高压下压制后，得到一种摩擦性能稳定，且耐磨性较好，具有良好自洁性的闸瓦本体，尤其配方中粘结体系与无机纤维的配合，可起到提高强度和韧性的作用。本发明实施例中制备的高磨合成闸瓦具有了很高的压缩、拉伸、冲击强度，克服了断裂、掉块，保证了稳定的摩擦制动性能，且制得的高摩合成闸瓦具有良好的自洁性，防止了金属镶嵌的生成，减少了对车轮的损伤，使用寿命较现用闸瓦提高了近一倍，此配方配合密炼造粒工艺，使产品的质量稳定有了保证。并且在制造方法中，由于采用一模六工位、常温高压压制的工艺，提高了产品在压制工序的合格率，并大大提高了生产效率。

综上所述，本发明实施例中通过采用丁腈橡胶、丁苯橡胶、甲酚改性甲阶段酚醛树脂、钢纤维、氧化镁、煅烧石油焦炭、碳化硅、矿物纤维、氢化钙、硫酸钡、石墨、二硫化钼、碳黑、硫磺和促进剂组合配方制备的合成材料来制备闸瓦本体，通过该闸瓦本体与钢背压制成高摩合成闸瓦，具有稳定的摩擦性能和较好的耐磨性；有效地抑制金属镶嵌、裂纹、掉块等现象，减少对车轮的损伤；具有较好的耐冲击性能，耐候性好，能长期用于温度变化大的环境中，非常适合地域广，地区差异大的地区环境特点，可以很好的满足时速120km/h，轴重23t、25t货车的运行要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种铁路货车用高摩合成闸瓦，该合成闸瓦包括：钢背和闸瓦本体，闸瓦本体固定在钢背上，其特征在于，所述闸瓦本体由下述重量比的各组分合成的材料制备而成，各组分为：

丁腈橡胶8～13、丁苯橡胶2～10、甲酚改性甲阶段酚醛树脂5～10、钢纤维15～30、氧化镁10～15、煅烧石油焦炭5～10、碳化硅2～5、矿物纤维10～25、氢化钙5～10、硫酸钡10～20、石墨5～10、二硫化钼1～5、碳黑1～5、硫磺1～3和促进剂1～3；所述矿物纤维为绿铁矿物纤维。

2.根据权利要求1所述的闸瓦，其特征在于，所述促进剂为秋兰姆类TMTD。

3.一种铁路货车用高摩合成闸瓦的制造方法，其特征在于，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述密炼造粒步骤具体包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述破碎处理具体包括：进行三级破碎，其中，一级粗碎后，使所述混合料的粒度小于200×200mm、二级粗碎后，使混合料的粒度小于100×20mm，三级细碎后，使混合料的粒径小于5mm。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述成型固化步骤中，将所述预混料和处理后的钢背放入压机模具中具体包括：将所述预混料和处理后的钢背放入具有一模六工位的压机模具中。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在常温压制成型后，进行除飞边、锯切后期处理后在固化炉中再进行固化。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在固化炉中进行固化具体是在固化炉中在150～200℃的温度下，进行25～48小时固化。

9.根据权利要求3～7中任一项所述的方法，其特征在于，所述闸瓦本体的合成材料中的促进剂为秋兰姆类TMTD。