CN107188456A - 动车踏面清扫器修形研磨子及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及动车踏面清扫器修形研磨子及其制备方法。首先按照重量百分比进行原料的配制：粘结剂10‑35％，丁腈橡胶5‑15％，碳纤维10‑20％，芳纶纤维5‑10％，修形助剂15‑35％，石墨0‑10％；然后将上述原料先按比例、分步骤的加入到高速犁耙式混料机中混合，混合5‑10min，在室温‑150℃下将物料在成型模具中以200‑600kg/cm2的压力反应200‑500秒，然后将成型的研磨子在高温下烧结，烧结温度为100‑140℃，烧结时间5‑20小时，即得到研磨子。与现有技术相比，本发明所得修形研磨子已经在长客标准动车组上使用，修复车轮表面缺陷和不圆度的功能很明显，并且没有产生裂纹、热斑、火花，也无金属镶嵌、分层、掉块等不良现象，对对偶无损伤，效果很好。

Description

动车踏面清扫器修形研磨子及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种制动材料，尤其是涉及动车踏面清扫器修形研磨子及其制备方法。
背景技术
研磨子是动车组踏面清扫装置上的一个主要部件，在制动时压在踏面上进行清扫，在制动与牵引过程中能清除附着在车轮踏面上的尘埃、锈迹、油脂等，清扫车轮踏面，能有效利用车轮与钢轨之间的黏着系数，保证车轮表面的良好技术，缩短动车组制动距离，防止车轮的空转与打滑，可以保证列车安全运行。此外研磨子还具有修复车轮表面缺陷和不圆度的功能，能够及时消除车轮表面的疲劳毛细裂纹，避免车轮表面出现剥离现象，从而消除轮轨之间的高频振动。
中国专利CN103267075A公开了一种用离子型稀土渣作为填充料的汽车制动片，按重量百分比计算，离子型稀土渣10～15％、矿物纤维20～30％、粘结剂10～15％、石墨15～25％、高温粘结剂2～5％、芳纶增强纤维1～3％、修形助剂5～10％，对离子型稀土渣、矿物纤维、石墨原材料均匀混料后采用超声波处理、机械活化颗粒表面，增强颗粒间的接触力；然后再与其余原料混料经压制成型热处理固化成制动片。
中国专利CN103693020B公开了一种在不改变现有动车组研磨子配方的前提下，通过对其制作工艺的改进，使其具有增粘特性的动车组抗磨增粘研磨子生产工艺。在现有动车研磨子生产工艺的基础上：热压时的工艺参数为：制品的压力≥35Mpa，热压温度控制150±10℃，加压后45秒第一次放气，保压25秒后第二次放气，根据混合料的状况，可以进行第三次放气，放气完毕以后，保压10分钟让混合料充分固化，然后制品出模，产品检查，合格后转入下一道工序；热处理，为保证研磨子产品性能稳定、尺寸稳定，热压完成以后的产品必须经过烘箱热处理，热处理条件是：温度150±5℃，恒温5小时，升温到180±5℃,恒温4小时，等自然冷却到60℃以下后，方可打开烘箱门，进行下一步操作。
以上两篇专利均是关于增粘研磨子的报告，目前有关增粘研磨子的报道较多，但修形研磨子的研制并不多见，目前进口与国产修形研磨子对车轮损伤较大、磨耗大、存在热裂纹，易产生金属镶嵌等缺点，效果不理想。
所以当务之急是要找到一种既要有很好的修形效果，又不对车轮有较大磨耗的材料。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种动车踏面清扫器修形研磨子及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种动车踏面清扫器修形研磨子材料，包括以下组分及重量百分比含量：
优选地，材料包括以下组分及重量百分比含量：
或，包括以下组分及重量百分比含量：
或，包括以下组分及重量百分比含量：
所述的粘结剂包括环氧改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂或聚酰亚胺改性酚醛树脂。
所述的修形助剂包括但不限于氧化镁、石英、碳化硅、长石粉。所述的修形助剂的粒度有200目、300目，不同粒度的材料搭配使用。
所述的修形助剂中，粒度200目的修形助剂与粒度300目的修形助剂的重量比为2:3，即修形助剂中，200目的用40％，30目的用60％时，这样得到的研磨子的修形效果最好。
一种动车踏面清扫器修形研磨子的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的配制：
(2)制备：
将上述原料先按比例、分步骤的加入到高速犁耙式混料机中混合，混合5-10min，在室温-150℃下将物料在成型模具中以200-600kg/cm2的压力反应200-500秒，然后将成型的研磨子在高温下烧结，烧结温度为100-140℃，烧结时间5-20小时，即得到研磨子。
修形助剂的硬度不能太大也不能太小，太大易损伤车轮，太小起不到修形作用。修形助剂的粒度大小对车轮的修形效果有着重要的影响，粒度过小，出现热衰退，且磨损率增大；粒度过大，高温摩擦系数偏高，对偶件磨损过大。本发明使用的修形助剂粒度有200目，300目，经多次试验，这两种不同粒度的填料搭配使用，得到的研磨子摩擦系数高而稳定，对车轮的修形效果较好，自身的磨损率低，对偶件磨损也较小。这是本发明的重要技术特征之一。
本发明中，粘合剂是制备研磨子的关键材料，影响到研磨子的使用性能、寿命，以及对车轮的损伤程度等；丁腈橡胶用于提高材料的冲击韧性及降低弹性模量；碳纤维、芳纶纤维等为了保证研磨子具有一定的耐热及冲击韧性，使其在使用过程中不出现掉渣、掉块等现象。修形助剂的种类和用量影响研磨子的修形效果、磨损率大小、抗热衰退性能、制动噪音等。石墨能够提高润滑性，减少对车轮的损耗。
轨道车辆在运营一定里程后会因滚动接触、牵引、制动和车辆振动等多种因素的影响，车轮圆周方向出现多边形磨耗，这是车轮不圆的一种特殊表现形式。研磨子恰好具有修复车轮表面缺陷和不圆度的功能，研磨子的修形作用主要是消除多边形的能力，消除同样阶数的多边形，本发明的研磨子比国产研磨子所用时间的短。
本发明所得修形研磨子摩擦系数0.54(定速式)，质量磨损率0.07g/MJ，体积磨损率0.08cm3/MJ，压缩强度235Mpa，压缩模量3.00Gpa，冲击强度5.0KJ/m2，硬度HRR121，密度2.09g/cm3。本发明所得修形研磨子已经在长客标准动车组上使用，修复车轮表面缺陷和不圆度的功能很明显，并且没有产生裂纹、热斑、火花，也无金属镶嵌、分层、掉块等不良现象，对对偶无损伤，效果很好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种动车踏面清扫器修形研磨子的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的配制：
(2)制备：
将上述原料先按比例、分步骤的加入到高速犁耙式混料机中混合，混合5min。在室温120℃下将物料在成型模具中以300kg/cm2的压力反应400秒。然后将成型的研磨子在高温下烧结，烧结温度为100℃，烧结时间20小时，即可得到研磨子。
本实施例中，粘结剂选用环氧改性酚醛树脂、修形助剂选用氧化镁，本实施例所得研磨子的摩擦系数0.56(定速式)，质量磨损率0.08g/MJ，体积磨损率0.10cm3/MJ，压缩强度232Mpa，压缩模量3.01Gpa，冲击强度4.9KJ/m2，硬度HRR119，密度2.10g/cm3。
实施例2
一种动车踏面清扫器修形研磨子的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的配制：
(2)制备：
将上述原料先按比例、分步骤的加入到高速犁耙式混料机中混合，混合时间8min。将得到的混合物料置于成型模具中，控制成型温度为130℃，成型压力为400kg/cm2进行压制500s。然后将成型的合成闸片在高温下烧结，烧结温度为120℃，烧结时间15小时，即可得到研磨子。
本实施例中，粘结剂选用腰果壳油改性酚醛树脂、修形助剂选用长石粉，本实施例所得研磨子的摩擦系数0.55(定速式)，质量磨损率0.06g/MJ，体积磨损率0.09cm3/MJ，压缩强度234Mpa，压缩模量3.02Gpa，冲击强度4.7KJ/m2，硬度HRR118，密度2.11g/cm3。
实施例3
一种动车踏面清扫器修形研磨子的制备方法，包括以下步骤：
(1)原料的配制：
(2)制备：
将上述原料先按比例、分步骤的加入到高速犁耙式混料机中混合，混合时间10min。将得到的混合物料置于成型模具中，控制成型温度为140℃，成型压力为600kg/cm2进行压制450s。然后将成型的合成闸片在高温下烧结，烧结温度为140℃，烧结时间18小时，即可得到研磨子。
本实施例中，粘结剂选用有机硅改性酚醛树脂、修形助剂选用石英，本实施例所得研磨子的摩擦系数0.57(定速式)，质量磨损率0.09g/MJ，体积磨损率0.11cm3/MJ，压缩强度233Mpa，压缩模量3.04Gpa，冲击强度4.8KJ/m2，硬度HRR120，密度2.08g/cm3。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种动车踏面清扫器修形研磨子材料，其特征在于，包括以下组分及重量百分比含量：
2.根据权利要求1所述的一种动车踏面清扫器修形研磨子材料，其特征在于，包括以下组分及重量百分比含量：
或，包括以下组分及重量百分比含量：
或，包括以下组分及重量百分比含量：
3.根据权利要求1或2所述的一种动车踏面清扫器修形研磨子材料，其特征在于，所述的粘结剂包括环氧改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、腰果壳油改性酚醛树脂或聚酰亚胺改性酚醛树脂。
4.根据权利要求1或2所述的一种动车踏面清扫器修形研磨子材料，其特征在于，所述的修形助剂包括但不限于氧化镁、石英、碳化硅、长石粉。
5.根据权利要求1或2所述的一种动车踏面清扫器修形研磨子材料，其特征在于，所述的修形助剂的粒度有200目、300目，不同粒度的材料搭配使用。
6.根据权利要求5所述的一种动车踏面清扫器修形研磨子材料，其特征在于，所述的修形助剂中，粒度200目的修形助剂与粒度300目的修形助剂的重量比为2:3。
7.一种动车踏面清扫器修形研磨子，其特征在于，采用权利要求1或2所述的动车踏面清扫器修形研磨子材料制备而成。
8.一种动车踏面清扫器修形研磨子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料的配制：
(2)制备：
将上述原料先按比例、分步骤的加入到高速犁耙式混料机中混合，混合5-10min，在室温-150℃下将物料在成型模具中以200-600kg/cm2的压力反应200-500秒，然后将成型的研磨子在高温下烧结，烧结温度为100-140℃，烧结时间5-20小时，即得到研磨子。
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