CN109652192A - 一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂 - Google Patents

一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其原料组成及质量配比为：活性石墨40‑70份、氟石粉10‑30份、水杨醛5‑15份、改性硅藻土10‑18份、甲酸钠8‑25、蒸馏水5‑14份，本发明应用在车轮踏面与钢轨轨面之间，将传统的黏着系数从0.5‑0.6降低到接近0.2的数值，有效的降低机械运行时产生的摩擦损耗，降低铁路车辆的运营成本，而且本调节剂随着使用时间增加，调节剂的性能能够基本保持不变，使得机械运行的可靠性得到了保证，降低了后期维护成本。

Description

一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂
技术领域
本发明涉及润滑技术领域，具体是一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂。
背景技术
摩擦材料是用于诸多运动机械和装备中起传动、制动、减速、转向、驻车等作用的功能配件。按功能及安装的部位主要分为制动器衬片和离合器面片。摩擦材料在汽车工业中属于关键的安全件，汽车的启动、制动和驻车都离不开摩擦材料，摩擦材料的好坏、优劣直接关系着人民的生命财产安全，其功能地位不言而喻。
地铁隧道内空气干燥、湿度低。地铁车轮在干态工况下运行时，轮轨界面的黏着系数 (轮轨界面传递的切向力与垂向载荷重的比值定义为黏着系数)相对较高，也即动轮踏面和钢轨接触面间的摩擦阻力(黏着力)较大，钢轨和车轮的磨损和波磨(钢轨的波浪形磨耗)比较严重，这也会造成地铁车轮多边形的形成和快速发展。使用轮轨固体润滑剂或润滑脂可使黏着系数降低至0.1以下，能有效降低车轮轮缘与钢轨侧面的磨损。由于列车制动和牵引的需要，车轮踏面与钢轨轨面之间的黏着系数不能低于0.2；黏着系数降低至0.1以下，会严重影响列车制动和牵引性能。因此，现有固体轮轨润滑剂不能直接用于车轮踏面与钢轨轨面之间黏着系数的调控。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其原料组成及质量配比为：活性石墨 40-70份、氟石粉10-30份、水杨醛5-15份、改性硅藻土10-18份、甲酸钠8-25份。
作为本发明进一步的方案：活性石墨50-60份、氟石粉15-25份、水杨醛10-13份、改性硅藻土12-16份、甲酸钠10-22份。
作为本发明进一步的方案：所述活性石墨55份、氟石粉20份、水杨醛13份、改性硅藻土15份、甲酸钠18份。
作为本发明进一步的方案：所述活性石墨的制作方法为：将石墨过400目置入反应釜中密封，在反应釜中填充满氯气，在60-120min的时间内升温至800-1000℃，并在该温度下搅拌处理10-20min，然后在10-20min内将温度降至常100℃，再将反应釜中的氯排出保持100℃，持续20-30min，然后自然冷却至常温，得到活性石墨。
作为本发明进一步的方案：所述活性石墨的制作方法为：将石墨过400目置入反应釜中密封，在反应釜中填充满氯气，在100min的时间内升温至900℃，并在该温度下搅拌处理15min，然后在15min内将温度降至常100℃，再将反应釜中的氯排出保持100℃，持续25min，然后自然冷却至常温，得到活性石墨。
作为本发明进一步的方案：所述甲酸钠过500目筛。
作为本发明进一步的方案：所述改性硅藻土的方法为：将硅藻土粉碎过300目，在浸
入质量浓度为10％的稀盐酸10-20min，再加碱溶液中和至pH为7,过滤出酸碱处理后
的硅藻土，再在隔绝氧气的情况下进行加热至700-800℃，然后再进行分级退火处理；
第一级退火温度为500-600℃，并在此温度下保温1-2h；第二级退火温度为300-400℃，并在此温度下保温2-3h；第三级退火温度为100-200℃，并在此温度下保温3-4h，制得改性硅藻土。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明应用在车轮踏面与钢轨轨面之间，将传统的黏着系数从0.5-0.6降低到接近0.2的数值，有效的降低机械运行时产生的摩擦损耗，降低地铁车辆的运营成本，而且本调节剂随着使用时间增加，调节剂的性能能够基本保持不变，使得机械运行的可靠性得到了保证，降低了后期维护成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中，一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其原料组成及质量配比为：活性石墨40份、氟石粉10份、水杨醛5份、改性硅藻土10份、甲酸钠8份。
一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂的制作方法：步骤1：将活性石墨与氟石粉置于反应釜中搅拌并加热至50℃，持续半小时，再加入水杨醛持续半小时，再加入改性硅藻土持续一小时，通入氮气将反应釜中物料隔绝，再加入甲酸钠并将温度提高至80℃持续一小时，然后加入喷洒蒸馏水，并搅拌10min，再自然冷却获得调节剂。
所述活性石墨的制作方法为：将石墨过400目置入反应釜中密封，在反应釜中填充满氯气，在60-120min的时间内升温至800-1000℃，并在该温度下搅拌处理10-20min，然后在10-20min内将温度降至常100℃，再将反应釜中的氯排出保持100℃，持续20-30min，然后自然冷却至常温，得到活性石墨。
所述改性硅藻土的方法为：将硅藻土粉碎过300目，在浸入质量浓度为10％的稀盐酸10-20min，再加碱溶液中和至pH为7,过滤出酸碱处理后的硅藻土，再在隔绝氧气的情况下进行加热至700-800℃，然后再进行分级退火处理；第一级退火温度为500-600℃，并在此温度下保温1-2h；第二级退火温度为300-400℃，并在此温度下保温2-3h；第三级退火温度为100-200℃，并在此温度下保温3-4h，制得改性硅藻土
实施例1
本发明实施例中，一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其原料组成及质量配比为：活性石墨40份、氟石粉10份、水杨醛5份、改性硅藻土10份、甲酸钠8份。
一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂的制作方法：步骤1：将活性石墨与氟石粉置于反应釜中搅拌并加热至50℃，持续半小时，再加入水杨醛持续半小时，再加入改性硅藻土持续一小时，通入氮气将反应釜中物料隔绝，再加入甲酸钠并将温度提高至80℃持续一小时，然后加入喷洒蒸馏水，并搅拌10min，再自然冷却获得调节剂。
所述活性石墨的制作方法为：将石墨过400目置入反应釜中密封，在反应釜中填充满氯气，在100min的时间内升温至900℃，并在该温度下搅拌处理15min，然后在15min内将温度降至常100℃，再将反应釜中的氯排出保持100℃，持续25min，然后自然冷却至常温，得到活性石墨。
所述甲酸钠过500目筛。
所述改性硅藻土的方法为：将硅藻土粉碎过300目，在浸入质量浓度为10％的稀盐酸 10-20min，再加碱溶液中和至pH为7,过滤出酸碱处理后的硅藻土，再在隔绝氧气的情况下进行加热至700-800℃，然后再进行分级退火处理；第一级退火温度为500-600℃，并在此温度下保温1-2h；第二级退火温度为300-400℃，并在此温度下保温2-3h；第三级退火温度为100-200℃，并在此温度下保温3-4h，制得改性硅藻土。
实施例2
一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其原料组成及质量配比为：活性石墨70 份、氟石粉30份、水杨醛15份、改性硅藻土18份、甲酸钠25份。
一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂的制作方法：将活性石墨与氟石粉置于反应釜中搅拌并加热至50℃，持续半小时，再加入水杨醛持续半小时，再加入改性硅藻土持续一小时，通入氮气将反应釜中物料隔绝，再加入甲酸钠并将温度提高至80℃持续一小时，然后加入喷洒蒸馏水，并搅拌10min，再自然冷却获得调节剂。
所述活性石墨的制作方法为：将石墨过400目置入反应釜中密封，在反应釜中填充满氯气，在优选100min的时间内升温至优选900℃，并在该温度下搅拌处理15min，然后在15min内将温度降至常100℃，再将反应釜中的氯排出保持100℃，持续25min，然后自然冷却至常温，得到活性石墨。
所述甲酸钠过500目筛。
所述改性硅藻土的方法为：将硅藻土粉碎过300目，在浸入质量浓度为10％的稀盐酸 10-20min，再加碱溶液中和至pH为7,过滤出酸碱处理后的硅藻土，再在隔绝氧气的情况下进行加热至700-800℃，然后再进行分级退火处理；第一级退火温度为500-600℃，并在此温度下保温1-2h；第二级退火温度为300-400℃，并在此温度下保温2-3h；第三级退火温度为100-200℃，并在此温度下保温3-4h，制得改性硅藻土。
实施例3
一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其原料组成及质量配比为：活性石墨50 份、氟石粉15份、水杨醛10份、改性硅藻土12份、甲酸钠10份。
一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂的制作方法：将活性石墨与氟石粉置于反应釜中搅拌并加热至50℃，持续半小时，再加入水杨醛持续半小时，再加入改性硅藻土持续一小时，通入氮气将反应釜中物料隔绝，再加入甲酸钠并将温度提高至80℃持续一小时，然后加入喷洒蒸馏水，并搅拌10min，再自然冷却获得调节剂。
所述活性石墨的制作方法为：将石墨过400目置入反应釜中密封，在反应釜中填充满氯气，在100min的时间内升温至优选900℃，并在该温度下搅拌处理15min，然后在15min内将温度降至常100℃，再将反应釜中的氯排出保持100℃，持续25min，然后自然冷却至常温，得到活性石墨。
所述甲酸钠过500目筛。
所述改性硅藻土的方法为：将硅藻土粉碎过300目，在浸入质量浓度为10％的稀盐酸 10-20min，再加碱溶液中和至pH为7,过滤出酸碱处理后的硅藻土，再在隔绝氧气的情况下进行加热至700-800℃，然后再进行分级退火处理；第一级退火温度为500-600℃，并在此温度下保温1-2h；第二级退火温度为300-400℃，并在此温度下保温2-3h；第三级退火温度为100-200℃，并在此温度下保温3-4h，制得改性硅藻土。
实施例4
一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其原料组成及质量配比为：活性石墨60 份、氟石粉25份、水杨醛13份、改性硅藻土16份、甲酸钠22份。
一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂的制作方法：将活性石墨与氟石粉置于反应釜中搅拌并加热至50℃，持续半小时，再加入水杨醛持续半小时，再加入改性硅藻土持续一小时，通入氮气将反应釜中物料隔绝，再加入甲酸钠并将温度提高至80℃持续一小时，然后加入喷洒蒸馏水，并搅拌10min，再自然冷却获得调节剂。
所述活性石墨的制作方法为：将石墨过400目置入反应釜中密封，在反应釜中填充满氯气，在100min的时间内升温至优选900℃，并在该温度下搅拌处理15min，然后在15min内将温度降至常100℃，再将反应釜中的氯排出保持100℃，持续25min，然后自然冷却至常温，得到活性石墨。
所述甲酸钠过500目筛。
所述改性硅藻土的方法为：将硅藻土粉碎过300目，在浸入质量浓度为10％的稀盐酸 10-20min，再加碱溶液中和至pH为7,过滤出酸碱处理后的硅藻土，再在隔绝氧气的情况下进行加热至700-800℃，然后再进行分级退火处理；第一级退火温度为500-600℃，并在此温度下保温1-2h；第二级退火温度为300-400℃，并在此温度下保温2-3h；第三级退火温度为100-200℃，并在此温度下保温3-4h，制得改性硅藻土。
实施例5
一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其原料组成及质量配比为：活性石墨55 份、氟石粉20份、水杨醛13份、改性硅藻土15份、甲酸钠18份。
一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂的制作方法：将活性石墨与氟石粉置于反应釜中搅拌并加热至50℃，持续半小时，再加入水杨醛持续半小时，再加入改性硅藻土持续一小时，通入氮气将反应釜中物料隔绝，再加入甲酸钠并将温度提高至80℃持续一小时，然后加入喷洒蒸馏水，并搅拌10min，再自然冷却获得调节剂。
所述活性石墨的制作方法为：将石墨过400目置入反应釜中密封，在反应釜中填充满氯气，在100min的时间内升温至优选900℃，并在该温度下搅拌处理15min，然后在15min内将温度降至常100℃，再将反应釜中的氯排出保持100℃，持续25min，然后自然冷却至常温，得到活性石墨。
所述甲酸钠过500目筛。
所述改性硅藻土的方法为：将硅藻土粉碎过300目，在浸入质量浓度为10％的稀盐酸 10-20min，再加碱溶液中和至pH为7,过滤出酸碱处理后的硅藻土，再在隔绝氧气的情况下进行加热至700-800℃，然后再进行分级退火处理；第一级退火温度为500-600℃，并在此温度下保温1-2h；第二级退火温度为300-400℃，并在此温度下保温2-3h；第三级退火温度为100-200℃，并在此温度下保温3-4h，制得改性硅藻土。
实施例6
将活性石墨替换成普通石墨，其他组份和制备方式与实施例1-5相同。
实施例7
将改性硅藻土替换成普通的硅藻土，其他组份和制备方式与实施例1-5相同。
表1是实施例1-7所制备的调节剂应用在车轮踏面与钢轨轨面之间黏着系数，测量的是当时以及100天后和200天后的数据；
表1
实施例/黏着系数 0天 100天 200天
实施例1 0.25 0.28 0.3
实施例2 0.24 0.26 0.31
实施例3 0.26 0.27 0.3
实施例4 0.27 0.28 0.32
实施例5 0.21 0.22 0.23
实施例6 0.4 0.5 0.7
实施例7 0.5 0.6 0.9
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其特征在于，其原料组成及质量配比为：活性石墨40-70份、氟石粉10-30份、水杨醛5-15份、改性硅藻土10-18份、甲酸钠8-25份、蒸馏水5-14份。
2.根据权利要求1所述的用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其特征在于，活性石墨50-60份、氟石粉15-25份、水杨醛10-13份、改性硅藻土12-16份、甲酸钠10-22份、蒸馏水7-12份。
3.根据权利要求1所述的用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其特征在于，活性石墨55份、氟石粉20份、水杨醛13份、改性硅藻土15份、甲酸钠18份、蒸馏水10份。
4.根据权利要求1所述的用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其特征在于，所述活性石墨的制作方法为：将石墨过400目置入反应釜中密封，在反应釜中填充满氯气，在60-120min的时间内升温至800-1000℃，并在该温度下搅拌处理10-20min，然后在10-20min内将温度降至常100℃，再将反应釜中的氯排出保持100℃，持续20-30min，然后自然冷却至常温，得到活性石墨。
5.根据权利要求4所述的用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其特征在于，所述活性石墨的制作方法为：将石墨过400目置入反应釜中密封，在反应釜中填充满氯气，在100min的时间内升温至900℃，并在该温度下搅拌处理15min，然后在15min内将温度降至常100℃，再将反应釜中的氯排出保持100℃，持续25min，然后自然冷却至常温，得到活性石墨。
6.根据权利要求1所述的用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其特征在于，所述甲酸钠过500目筛。
7.根据权利要求1所述的用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂，其特征在于，所述改性硅藻土的方法为：将硅藻土粉碎过300目，在浸入质量浓度为10％的稀盐酸10-20min，再加碱溶液中和至pH为7,过滤出酸碱处理后的硅藻土，再在隔绝氧气的情况下进行加热至700-800℃，然后再进行分级退火处理；
第一级退火温度为500-600℃，并在此温度下保温1-2h；第二级退火温度为300-400℃，并在此温度下保温2-3h；第三级退火温度为100-200℃，并在此温度下保温3-4h，制得改性硅藻土。
8.一种权利要求1-7任一所述的用于钢轨踏面的水基型摩擦系数调节剂的制作方法，其特征在于，将活性石墨与氟石粉置于反应釜中搅拌并加热至50℃，持续半小时，再加入水杨醛持续半小时，再加入改性硅藻土持续一小时，通入氮气将反应釜中物料隔绝，再加入甲酸钠并将温度提高至80℃持续一小时，然后加入喷洒蒸馏水，并搅拌10min，再自然冷却获得调节剂。
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