CN111396483A - 一种闸瓦闸片及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种闸瓦闸片及其制作方法，涉及制动技术领域，以在摩擦体的摩擦系数和相关物理性能匹配的基础上，使摩擦体与钢基背板之间具有符合要求的粘结力。所述闸瓦闸片包括：钢基背板、粘接层和摩擦体。钢基背板与摩擦体通过粘接层粘结在一起。粘接层含有粘结剂和增强粘结材料。所述闸瓦闸片的制作方法包括：提供钢基背板；在钢基背板的上表面形成粘接层，粘接层含有粘结剂和增强粘结材料；在粘结层上形成摩擦体；将钢基背板、粘接层以及摩擦体压制在一起，使得钢基背板与摩擦体通过粘接层粘结在一起，得到闸瓦闸片毛坯。本发明提供的闸瓦闸片用于火车制动器中。

Description

一种闸瓦闸片及其制作方法
技术领域
本发明涉及列车制动技术领域，尤其涉及一种闸瓦闸片及其制作方法。
背景技术
闸瓦闸片是一种利用铸铁、粉末冶金或有机合成材料制成的瓦状制动零件，可以在火车运行制动时直接摩擦车轮，对车轮踏面进行抱紧，使火车停车的制动零件。
目前，闸瓦闸片的制作过程中，可以利用各种有机合成材料经有序步骤密炼破碎，制作成摩擦体，并在压制工序将摩擦体与钢背合为一体，然后通过固化的方式成型，从而完成闸瓦闸片的制作。这种闸瓦闸片具有造价低、摩擦系数稳定、污染小等优点，可以适用车型较广。但是，部分车型因制动方式的原因要求摩擦体与钢基背板之间具有较强的粘结力。然而目前并没有一种摩擦体既能满足摩擦系数及相关机械物理性能要求，又满足摩擦体与钢基背板之间粘结力的要求。
因此，亟需一种闸瓦闸片，该闸瓦闸片的摩擦体与钢基背板之间具有较强的粘结力以满足实际使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种闸瓦闸片及其制作方法，以在摩擦体的摩擦系数和相关物理性能匹配的基础上，使摩擦体与钢基背板之间具有符合要求的粘结力。
为了实现上述目的，本发明提供一种闸瓦闸片。该闸瓦闸片包括钢基背板、粘接层和摩擦体；所述钢基背板与所述摩擦体通过所述粘接层粘结在一起；所述粘接层含有粘结剂和增强粘结材料。
与现有技术相比，本发明提供的闸瓦闸片中，钢基背板与摩擦体通过粘接层粘结在一起，粘接层含有粘结剂和增强粘结材料，使得钢基背板与摩擦体之间具有粘接层，粘接层具有良好的粘结强度，从而保证闸瓦闸片具有良好的物理稳定性。同时，粘接层所含有的增强粘结材料与粘结剂结合，不仅可以发挥其较好的粘结性能，还可以与具备制动能力的摩擦体结合，提高闸瓦闸片的摩擦系数。由此可见，本发明提供的闸瓦闸片具有较稳定的机械物理性能和摩擦系数，可以适用于各种类型的列车。
本发明还提供一种闸瓦闸片的制作方法，适应于上述的闸瓦闸片。所述闸瓦闸片的制作方法包括：提供钢基背板；在所述钢基背板的上表面形成粘接层，所述粘接层含有粘结剂和增强粘结材料；在所述粘结层上形成摩擦体；以及，将所述钢基背板、所述粘接层、所述摩擦体压制在一起，使得所述钢基背板与所述摩擦体通过所述粘接层粘结在一起，得到所述闸瓦闸片。
与现有技术相比，本发明提供的闸瓦闸片的制作方法的有益效果与上述技术方案所述闸瓦闸片的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种闸瓦闸片的制作方法的实现流程图一；
图2为本发明实施例提供的一种闸瓦闸片的制作方法的实现流程图二；
图3为本发明实施例提供的一种闸瓦闸片的制作方法的流程图三，其中示出了增强粘结材料的密炼过程。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
近年来我国高速铁路有了突飞猛进的长足发展，随着列车速度的提高，如何将高速运行的列车安全地停下来是一个关系到生命和财产安全的重要问题。列车制动有摩擦制动、电气制动和电磁制动等多种方式。
目前，摩擦制动通常采用盘式制动方式实现，利用制动盘和制动闸瓦或制动盘和制动闸片间相互摩擦作用将巨大的功能转换为热能，并消散于大气之中，从而达到消耗列车动能的目的。由此可见，制动盘和制动闸瓦闸片的性能对列车运行安全有着重要影响。传统的闸瓦闸片主要由钢基背板和摩擦体组成，其中，摩擦体主要由各种有机合成材料经有序步骤密炼破碎而成。然后采用压制工序将密炼破碎而成的摩擦体与钢基背板合为一体，再通过固化的方式成型。基于此，有机合成材料闸瓦闸片适用车型较广，造价低。然而，部分车型则因制动方式的原因要求摩擦体与钢基背板之间的粘结力，目前并没有一种摩擦体材料既能满足摩擦系数及相关物理性能，又满足摩擦体与钢基背板之间粘结力两大条件。
实施例一
本发明实施例提供一种闸瓦闸片。该闸瓦闸片包括：钢基背板、粘接层和摩擦体。钢基背板与摩擦体通过粘接层粘结在一起。粘接层含有粘结剂和增强粘结材料。
当钢基背板与摩擦体通过粘接层粘结在一起时，粘接层含有粘结剂和增强粘结材料，使得钢基背板与摩擦体之间具有粘接层，粘接层具有良好的粘结强度，从而保证闸瓦闸片具有良好的物理稳定性。同时，粘接层所含有的增强粘结材料与粘结剂结合，不仅可以发挥其较好的粘结性能，还可以与摩耗小于磨耗极限的摩擦体结合，提高闸瓦闸片的摩擦系数。
在此需要说明的是，上述摩擦体是具备制动能力的摩擦材料，可以以任意合适的材料经过有序步骤密炼破碎而成，只要可以实现该摩擦体的磨耗小于磨耗极限，以避免上述粘接层磨损，从而保证闸瓦闸片具有良好的制动性能。
作为一种可能的实现方式，上述粘结剂也可以具有多种实现方式，例如，粘接剂可以由活性单体和颜料粉末溶解在甲苯，甲乙酮，芳烃和石蜡烃中。该粘结剂中不含有高于检出限的铅或其它重金属，氯化溶剂和破坏臭氧的化学物质，污染小，节能环保。另外，上述钢基背板为低碳或合金材料，根据所需型号闸瓦或闸片，使用激光切割的方式将材料切割成所需钢基背板的形状。
作为一种可能的实现方式，上述增强粘结材料可以以任意合适的方式配置，因此，上述粘接层可以有多种不同的实施方式，只要能够满足摩擦体摩擦系数及相关物理性能，又满足摩擦体与钢背之间的粘结力即可，因此，在不脱离本发明思想范围的情况下，本发明提供的闸瓦闸片可以有其他变形。在此不做限制。
在一种示例中，上述增强粘结材料包括：粘结组分、增强组分、摩擦组分和橡胶硫化促进组分。
上述粘结组分可以包括顺丁橡胶、乙丙橡胶、未改性酚醛树脂中的一种或多种，但不仅限于此。它的主要作用是将其它组分粘结成整体，并传递和均衡载荷。
例如：当粘结组分可以包括顺丁橡胶、乙丙橡胶和未改性酚醛树脂时，顺丁橡胶是目前世界上第二大通用合成橡胶，与天然橡胶和丁苯橡胶相比硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异，动负荷下发热少。上述乙丙橡胶为白至浅黄色半透明弹性体，其结构特点决定了它具有比丁基橡胶还要好的耐老化性、电绝缘性等，又具有接近于天然橡胶的弹性和很好的耐寒性。乙丙橡胶具有耐老化性优异、绝缘性及耐腐蚀性能好、具有良好的弹性和抗压缩变形性等优点。未改性酚醛树脂是由苯酚和甲醛在酸性或碱性条件下缩合反应而成。酚醛树脂具有原料易得、价格低廉以及良好的力学性能、电绝缘性、尺寸稳定性和耐腐蚀性等优点。
基于上述原因，上述顺丁橡胶、乙丙橡胶及未改性酚醛树脂的组合使用，即保证了闸瓦闸片制作完成后的机械物理性能，又增强了上述增强粘结材料与钢基背板之间的粘结性能。且未改性酚醛树脂还可以与钢基背板所使用的粘结剂发生反应，进一步增强上述增强粘结材料与钢基背板之间的粘结强度。
上述增强组分可以包括钢纤维和/或矿物纤维，但不仅限于此。它的主要作用是提高增强粘结材料的粘结性能和闸瓦闸片的耐摩擦性能，同时也可以作为增强粘结材料的填料使用。这样一来，增强组分就可以缓解因为粘结材料热稳定性差，所导致的摩擦材料的热衰退性能、恢复性能、摩擦磨损性能和机械性能。
例如：当增强组分可以包括钢纤维和矿物纤维时，钢纤维相较于现有闸瓦闸片中采用的石棉具有加工工艺简单、噪音小、耐腐蚀、寿命长等特点，而使用石棉制作的闸片，由于摩擦形成高温气化会产生大量的致癌物质。所以本发明实施例中使用钢纤维作为增强组元之一。矿物纤维是将天然矿物纤维和人造纤维组合在一起加工生产的,制造成本较低,而我国矿物资源丰富,复合矿物纤维的原料成本也较低。复合矿物纤维具有耐热性高于石棉，增强效果满足刹车片的机械强度要求，且价格低廉。
上述摩擦组分可以包括针状硅灰石、氢氧化钙、碳酸钙、硫酸钡、乌洛托品、椰壳粉中的一种或多种。它可以提高增强粘结材料的耐磨性和摩擦系数的稳定性，同时还可以提高增强粘结材料的耐腐蚀性、耐热和耐候性能。
上述针状硅灰石属于一种链状偏硅酸盐，又是一种呈纤维状、针状硅酸盐。由于其特殊的晶体形态结晶结构决定了其性质，硅灰石具有良好的绝缘性，同时具有很高的白度、良好的介电性能和较高的耐热、耐候性能。氢氧化钙作为摩擦组元不产生有毒、有腐蚀性的气体，本产品所选用的氢氧化钙具有同时起阻燃和填充的作用，环保且抑烟、不挥发及不被水影响、价廉等优点。碳酸钙、椰壳粉及硫酸钡均能提高闸瓦闸片的耐磨性和摩擦系数的稳定性。乌洛托品为有机缓蚀剂，主要通过在金属表面形成一层膜，对金属进行保护，因乌洛托品在金属表面有较强的化学吸附，从而减慢了阳极和阴极反应，降低了腐蚀速率，因此本发明实施例选用乌洛托品以提高闸瓦闸片的耐腐蚀性能。
上述橡胶硫化促进组分可以包括橡胶硫化促进剂，可以交联橡胶中的绝大多数聚合物，且交联物的压缩永久变形小、无污染性、耐热性好。本发明实施例所选用的橡胶硫化促进剂交联出的产品耐热性、低温曲挠性、耐压缩变形都比较好。而且熔点和分解温度较高，可在常温下长期保存。
因此，本发明实施例提供的闸瓦闸片在满足摩擦体的摩擦系数和机械物理性能的基础上，不会对闸瓦闸片的摩擦系数产生任何影响，还可以提高钢基背板与摩擦体之间的粘结力，克服了现有技术中直接将摩擦体与钢基背板合为一体而使两者之间的粘结力不符合要求的缺陷。
在一种可选方式中，当粘结组分包括顺丁橡胶、乙丙橡胶和未改性酚醛树脂；所述增强组分包括钢纤维和矿物纤维；所述摩擦组分包括针状硅灰石、氢氧化钙、碳酸钙、硫酸钡、乌洛托品和椰壳粉；所述橡胶硫化促进组分包括橡胶硫化促进剂，按照质量百分比，该顺丁橡胶的质量百分数为10％-20％、乙丙橡胶的质量百分数为5％-10％，钢纤维的质量百分数为10％-20％，针状硅灰石的质量百分数为5％-15％，氢氧化钙的质量百分数为5％-10％，未改性酚醛树脂的质量百分数为10％-20％，矿物纤维的质量百分数为5％-15％，碳酸钙的质量百分数为5％-10％，硫酸钡的质量百分数为5％-15％，乌洛托品的质量百分数为1％-5％，椰壳粉的质量百分数为2％-5％和橡胶硫化促进剂的质量百分数为1％-5％。
示例性的，某机车闸瓦标准规定闸瓦摩擦体与钢基背板之间粘结力应大于15KN，依次对使用上述增强粘结材料与未使用上述增强粘结材料的闸瓦进行粘结力及其他必要物理性能测试。测试结果参考表1、表2所示，
表1未使用增强粘结材料的闸瓦闸片的物理性能数据
Figure BDA0002439330050000061
Figure BDA0002439330050000071
表2使用增强粘结材料的闸瓦闸片的物理性能数据
Figure BDA0002439330050000072
由表1和表2可看出，在同样条件下制作闸瓦闸片，使用增强粘结材料后，使用增强粘结材料的闸瓦粘结力较未使用增强粘结材料的闸瓦粘结力明显增强，且符合标准，其余物理性能并未受增强粘结材料的影响。而由于使用本发明实施例中的增强粘结材料均位于产品磨耗极限以下，因此，使用本发明实施例的增强粘结材料不会对摩擦系数造成影响。并且添加增强粘结材料的闸瓦的物理性能满足：冲击强度≥1.8KJ/cm2，硬度为30HRR～100HRR，密度为2.10±0.1g/cm3，压缩强度≥25MPa，压缩模量≤1.5×103MPa，粘结强度≥15MPa。
实施例二
参考图1所示，本发明实施例还提供一种闸瓦闸片的制作方法，适应于上述的闸瓦闸片。所述闸瓦闸片的制作方法包括：
步骤100：提供钢基背板。在实际应用中，根据所需闸瓦闸片型号选取钢基背板，对该钢基背板清理毛刺，清除锈垢、油污等杂质后，再对钢基背板的表面进行喷砂处理。
步骤200：在钢基背板的上表面形成粘接层，所述粘接层含有粘结剂和增强粘结材料。
步骤300：在粘结层上形成摩擦体，摩擦体的磨耗小于磨耗极限。
步骤400：将钢基背板、粘接层、摩擦体压制在一起，使得钢基背板与摩擦体通过粘接层粘结在一起，得到上述闸瓦闸片毛坯。
与现有技术相比，本发明实施例提供的闸瓦闸片的制作方法的有益效果与上述实施例中提供的闸瓦闸片的有益效果相同，在此不做赘述。
作为一种可能的实现方式，提供钢基背板后，在钢基背板的上表面形成粘接层前，上述闸瓦闸片的制作方法还包括：在钢基背板的下表面形成电镀层。电镀层可以为锌电镀层，厚度可以为8μm-15μm。最后使用工具例如毛刷，对钢基背板上表面涂刷粘结剂，其中该粘接剂的涂层厚度可以是10μm-20μm。
作为一种可能的实现方式，参考图2所示，在钢基背板的上表面形成粘接层，包括：
步骤201：在钢基背板的上表面涂刷粘结剂。在涂刷粘结剂后，晾晒8h-24h，使得粘结剂所含有的溶剂挥发。在实际应用中，可以使用工具例如毛刷，对钢基背板上表面涂刷粘结剂，其中该粘接剂的涂层厚度可以是10μm-20μm。
步骤202：将针状硅灰石、氢氧化钙、未改性酚醛树脂、钢纤维、矿物纤维、碳酸钙、硫酸钡、乌洛托品和椰壳粉进行预混，得到预混物料。
步骤203：将顺丁橡胶和乙丙橡胶、预混物料、橡胶硫化促进剂加入密炼机中进行加压密炼，得到增强粘结材料。
步骤204：将钢基背板、增强粘结材料和摩擦体压制一起，使得钢基背板通过粘接剂、增强粘结材料和摩擦体粘结在一起，得到闸瓦闸片毛坯。应理解，参考图2所示，步骤201只要保证在步骤204前执行即可，至于其是否按照步骤201、步骤202、步骤203、步骤204的顺序执行，则可以根据实际情况选择，此处不做限定。
可以理解的是，如果是闸瓦产品，将钢基背板、增强粘结材料和摩擦体压制一起前，增强粘结材料和粘结剂的总厚度为11mm-14mm，粘结剂的厚度为10μm-20μm。如果是闸片产品，粘接层的厚度为5mm-6mm，粘结剂的厚度为10μm-20μm。
在一些可选方式中，当上述预混物料可以是分次预混形成的各个预混物料的组合，也可以是一次性混合成的预混物料。一般来说，为了保证预混效果，避免不必要的副反应发生，可以按照上述增强粘结材料所含有的各个组分的化学性质，分次对增强粘结材料进行预混。
例如：当上述预混物料可以是分两次预混形成的各个预混物料的组合，增强粘结材料中上述预混物料包括第一预混物料和第二预混物料。
上述第一预混物料包括针状硅灰石、氢氧化钙以及未改性酚醛树脂。在实际应用中，可以将称量完毕的针状硅灰石、氢氧化钙以及未改性酚醛树脂放入混料机，例如：V型混料机中进行预混0.5h-1.5h，得到上述第一预混物料。
上述第二预混物料包括钢纤维、矿物纤维、碳酸钙、硫酸钡、乌洛托品以及椰壳粉。在实际应用中，可以将称量完毕的钢纤维、矿物纤维、碳酸钙、硫酸钡、乌洛托品以及椰壳粉放入混料机，例如：立式混料机中进行预混1h-2h，得到上述第二预混物料。
在一些可选方式中，参考图3所示，将顺丁橡胶和乙丙橡胶、预混物料、橡胶硫化促进剂加入密炼机中进行加压密炼，得到增强粘结材料，包括：
步骤213：将顺丁橡胶和乙丙橡胶放入密炼机中第一次加压密炼，使得顺丁橡胶和乙丙橡胶分散均匀，得到第一密炼物料。例如：第一次加压密炼的条件为：密炼压强为0.6MPa-0.7MPa，密炼时间为1min-4min，密炼温度为20℃-50℃。
步骤223：将第一预混物料加入密炼机中与第一密炼物料一起进行第二次加压密炼，得到第二密炼物料。例如：第二次加压密炼的条件为：密炼压强为0.4MPa-0.6MPa，密炼时间为2min-5min，密炼温度为30℃-70℃。
步骤233：将第二预混物料加入密炼机中与第二密炼物料一起进行第三次加压密炼，得到第三密炼物料。例如：第三次加压密炼的条件为：密炼压强为0.4MPa-0.6MPa，密炼时间为3min-6min，密炼温度为50℃-90℃。
步骤243：将橡胶硫化促进剂加入密炼机中与第三密炼物料进行第四次加压密炼，得到增强粘结材料。第四次加压密炼的条件为：密炼时间1min-4min，密炼温度60℃-150℃。
需要说明的是，本领域普通技术人员在实施本发明实施例提供的闸瓦闸片的制作方法的过程中，可以同时满足四次加压密炼的条件，也可以部分满足四次加压密炼的条件。
作为一种可能的实现方式，为了压制均匀，将上述密炼完成的增强粘结材料，放入破碎工具，例如破碎机中进行破碎，其中破碎工具的筛网型号根据破碎效果选用，此处不做限制。当然，破碎机的筛网可以选用2mm-5mm。
作为一种可能的实现方式，将钢基背板、增强粘结材料和摩擦体压制在一起，使得钢基背板通过粘接剂、增强粘结材料和摩擦体粘结在一起，得到闸瓦闸片毛坯，包括：
将钢基背板、增强粘结材料和摩擦体放入冷压机模腔内，采用冷压的方式于0℃-40℃进行冷压，使得钢基背板、增强粘结材料和摩擦体冷压在一起，得到冷坯。冷压的冷压条件为：压制压力为5000N/cm2-8000N/cm2，压制时间为20s-180s。
将冷坯放入热压模具内，采用热压的方式于100℃-180℃对冷坯进行热压，得到闸瓦闸片毛坯。热压的热压条件为：压制压力为2000N/cm2-8000N/cm2，压制时间为10min-16min。
具体实现时，在压制工序时，首先要根据所需闸瓦闸片型号、磨耗极限尺寸确定上述密炼破碎完成后的增强粘结材料的重量，为了不影响闸瓦闸片的摩擦系数，务必确保粘接层上形成的摩擦体的磨损位于磨损极限以下。同时还要根据所需闸瓦闸片型号、磨耗极限尺寸确定摩擦体的重量。然后将上述晾晒8h-24h的钢基背板的涂刷有粘结剂的上表面向上放入冷压机模腔内。再将上述称量完毕的密炼完成后的增强粘结材料倒入冷压机模腔内，使用工具，例如刮板将增强粘结材料刮平。最后将上述称量完毕的摩擦体倒入冷压机模腔内。在满足上述冷压条件下进行冷压，使得钢基背板、增强粘结材料和摩擦体冷压在一起，得到冷坯。再将上述冷坯放入热压模具内，在满足上述热压条件下对上述冷胚进行热压，得到闸瓦闸片毛坯。在此需要说明的是，热压工艺时，可以选择将上述冷压机加压至100℃-180℃，同时满足热压条件(压制压力为2000N/cm2-8000N/cm2，压制时间为10min-16min)时直接对所述冷胚进行热压。这样，可以节省时间和工序，提高闸瓦闸片的制作效率，同时还可以避免冷胚在移动过程中产生损坏。当然，热压工艺时，还可以选择将冷胚放入上述冷压机以外的一个热压机中进行热压，此时，可以选择将该热压机提前加热至100℃-180℃，再放入冷胚热压，节省时间，提高工作效率。
作为一种可能的实现方式，将钢基背板、粘接层、摩擦体压制在一起，使得钢基背板与摩擦体通过粘接层粘结在一起，得到闸瓦闸片毛坯后，闸瓦闸片的制作方法还包括：将闸瓦闸片放入固化炉中，于50℃-220℃对闸瓦闸片固化12h-24h。固化工序可以使本发明实施例中的顺丁橡胶、乙丙橡胶、未改性酚醛树脂及橡胶硫化促进剂发生充分胶连反应，以达到标准所要求的机械物理性能及摩擦性能。固化完成后根据闸瓦闸片型号对上述闸瓦闸片进行去毛刺、开槽、喷漆处理。
综上所述，本发明提供的闸瓦闸片中，钢基背板与摩擦体通过粘接层牢固的粘结在一起。粘接层主要由各种有机合成增强粘结材料经过有序步骤密炼破碎而成，再通过压制工序将钢基背板、粘接层和摩擦体合为一体，使得钢基背板、粘接层和摩擦体能够牢固的粘结在一起，最后通过固化的方式成型。制造工艺简单、合理、容易实现，克服了现有技术中直接将摩擦体与钢基背板合为一体而使两者之间的粘结力不符合要求的缺陷。同时，粘接层是采用传统的有序步骤密炼破碎而成之后，再与钢基背板和摩擦体压制成型，因此，在满足摩擦体的摩擦系数和物理性能的基础上，不会对闸瓦闸片的摩擦系数产生任何影响，还可以提高钢基背板与摩擦体之间的粘结力，因此，本发明提供的闸瓦闸片的摩擦系数稳定，在满足摩擦体的摩擦系数和相关物理性能的基础上，还可以使摩擦体与钢基背板之间具有符合要求的粘结力。另外，各种有机合成增强粘结材料容易获得，不含有任何有害重金属，从而使得闸瓦闸片具有造价低，污染小的优点。
实施例三
本发明实施例提供的闸瓦的制作方法，包括以下步骤：
第一步，提供钢基背板。在实际应用中，根据所需闸瓦型号选取钢基背板，对该钢基背板清理毛刺，清除锈垢、油污等杂质后。再对钢基背板的表面进行喷砂处理。再对钢基背板的下表面进行镀锌处理，锌层的厚度为10μm。
第二步，使用工具例如毛刷，对钢基背板上表面涂刷粘结剂，晾晒11h。其中，该粘接剂的涂层厚度是15μm。
第三步，将增强粘结材料中，所有的组分材料按照质量比全部称量。具体的是：10份顺丁橡胶、7份乙丙橡胶、20份钢纤维、5份针状硅灰石、5份氢氧化钙、15份未改性酚醛树脂、10份矿物纤维、10份碳酸钙、7份硫酸钡、1份乌洛托品、5份椰壳粉和5份橡胶硫化促进剂。
第四步，将5份针状硅灰石、5份氢氧化钙和15份未改性酚醛树脂放入V型混料机中，预混1.2h，得到第一预混物料。
第五步，将20份钢纤维、10份矿物纤维、10份碳酸钙、7份硫酸钡、1份乌洛托品、5份椰壳粉放入立式混料机中，预混1.5h，得到第二预混物料。
第六步，将10份顺丁橡胶和7份乙丙橡胶放入密炼机中，加压密炼3min，得到第一密炼物料。其中，密炼压强为0.65MPa，密炼温度为35℃。
第七步，将第一预混物料放入密炼机中与第一密炼物料一起加压密炼3min，得到第二密炼物料。其中，密炼压强为0.5MPa，密炼温度为40℃。
第八步，将第二预混物料放入密炼机中与第二密炼物料一起加压密炼5min，得到第三密炼物料。其中，密炼压强为0.5MPa，密炼温度为65℃。
第九步，将5份橡胶硫化促进剂放入密炼机中与第三密炼物料一起加压密炼2.5min，得到增强粘结材料。其中，密炼温度80℃。
第十步，将密炼完成后的增强粘结材料，放入破碎机中破碎处理，其中，破碎机的筛网可以选用3mm。
第十一步，根据所需闸瓦型号、磨耗极限尺寸，确定需要的破碎完成后的增强粘结材料的重量并称量；同时根据所需闸瓦型号、磨耗极限尺寸，确定摩擦体的重量并称量。
第十二步，将晾晒完成的钢基背板放入冷压机模腔内，其中保证钢基背板涂刷粘结剂的上表面向上。
第十三步，将称量好的破碎完成后的增强粘结材料放入冷压机模腔内，使用刮板刮平；再将称量好的摩擦体放入冷压机模腔内，使用刮板刮平。
第十四步，于压制压力7000N/cm2，温度20℃的条件下冷压100s，使得钢基背板、增强粘结材料和摩擦体冷压在一起，得到冷胚。
第十五步，于压制压力5000N/cm2，温度150℃的条件下，对冷坯热压13min，得到闸瓦毛坯。
第十六步，将闸瓦毛坯放入固化炉于100℃，固化15h，得到闸瓦。该闸瓦的物理性能数据参考表3。
实施例四
本发明实施例提供的闸瓦的制作方法，包括以下步骤：
第一步，提供钢基背板。在实际应用中，根据所需闸瓦型号选取钢基背板，对该钢基背板清理毛刺，清除锈垢、油污等杂质后。再对钢基背板的表面进行喷砂处理。再对钢基背板的下表面进行镀锌处理，锌层的厚度为12μm。
第二步，使用工具例如毛刷，对钢基背板上表面涂刷粘结剂，晾晒15h。其中，该粘接剂的涂层厚度是13μm。
第三步，将增强粘结材料中，所有的组分材料按照质量比全部称量。具体的是：16份顺丁橡胶、5份乙丙橡胶、14份钢纤维、11份针状硅灰石、10份氢氧化钙、10份未改性酚醛树脂、15份矿物纤维、7份碳酸钙、5份硫酸钡、2份乌洛托品、2份椰壳粉和3份橡胶硫化促进剂。
第四步，将11份针状硅灰石、10份氢氧化钙和10份未改性酚醛树脂放入V型混料机中，预混0.8h，得到第一预混物料。
第五步，将14份钢纤维、15份矿物纤维、7份碳酸钙、5份硫酸钡、2份乌洛托品、2份椰壳粉放入立式混料机中，预混1.3h，得到第二预混物料。
第六步，将16份顺丁橡胶和5份乙丙橡胶放入密炼机中，加压密炼2.5min，得到第一密炼物料。其中，密炼压强为0.63MPa，密炼温度为40℃。
第七步，将第一预混物料放入密炼机中与第一密炼物料一起加压密炼4min，得到第二密炼物料。其中，密炼压强为0.55MPa，密炼温度为60℃。
第八步，将第二预混物料放入密炼机中与第二密炼物料一起加压密炼6min，得到第三密炼物料。其中，密炼压强为0.45MPa，密炼温度为80℃。
第九步，将3份橡胶硫化促进剂放入密炼机中与第三密炼物料一起加压密炼3min，得到增强粘结材料。其中，密炼温度110℃。
第十步，将密炼完成后的增强粘结材料，放入破碎机中破碎处理，其中，破碎机的筛网可以选用4mm。
第十一步，根据所需闸瓦型号、磨耗极限尺寸，确定需要的破碎完成后的增强粘结材料的重量并称量；同时根据所需闸瓦型号、磨耗极限尺寸，确定摩擦体的重量并称量。
第十二步，将晾晒完成的钢基背板放入冷压机模腔内，其中保证钢基背板涂刷粘结剂的上表面向上。
第十三步，将称量好的破碎完成后的增强粘结材料放入冷压机模腔内，使用刮板刮平；再将称量好的摩擦体放入冷压机模腔内，使用刮板刮平。
第十四步，于压制压力7500N/cm2，温度15℃的条件下冷压160s，使得钢基背板、增强粘结材料和摩擦体冷压在一起，得到冷胚。
第十五步，于压制压力4000N/cm2，温度160℃的条件下，对冷坯热压15min，得到闸瓦毛坯。
第十六步，将闸瓦毛坯放入固化炉于150℃，固化18h，得到闸瓦。该闸瓦的物理性能数据参考表3。
实施例五
本发明实施例提供的闸瓦的制作方法，包括以下步骤：
第一步，提供钢基背板。在实际应用中，根据所需闸瓦型号选取钢基背板，对该钢基背板清理毛刺，清除锈垢、油污等杂质后。再对钢基背板的表面进行喷砂处理。再对钢基背板的下表面进行镀锌处理，锌层的厚度为14μm。
第二步，使用工具例如毛刷，对钢基背板上表面涂刷粘结剂，晾晒21h。其中，该粘接剂的涂层厚度是18μm。
第三步，将增强粘结材料中，所有的组分材料按照质量比全部称量。具体的是：20份顺丁橡胶、9份乙丙橡胶、10份钢纤维、8份针状硅灰石、7份氢氧化钙、18份未改性酚醛树脂、5份矿物纤维、5份碳酸钙、10份硫酸钡、4份乌洛托品、3份椰壳粉和1份橡胶硫化促进剂。
第四步，将8份针状硅灰石、7份氢氧化钙和18份未改性酚醛树脂放入V型混料机中，预混1.4h，得到第一预混物料。
第五步，将10份钢纤维、5份矿物纤维、5份碳酸钙、10份硫酸钡、4份乌洛托品、3份椰壳粉放入立式混料机中，预混2h，得到第二预混物料。
第六步，将20份顺丁橡胶和9份乙丙橡胶放入密炼机中，加压密炼4min，得到第一密炼物料。其中，密炼压强为0.68MPa，密炼温度为40℃。
第七步，将第一预混物料放入密炼机中与第一密炼物料一起加压密炼4min，得到第二密炼物料。其中，密炼压强为0.68MPa，密炼温度为70℃。
第八步，将第二预混物料放入密炼机中与第二密炼物料一起加压密炼6min，得到第三密炼物料。其中，密炼压强为0.68MPa，密炼温度为80℃。
第九步，将1份橡胶硫化促进剂放入密炼机中与第三密炼物料一起加压密炼4min，得到增强粘结材料。其中，密炼温度120℃。
第十步，将密炼完成后的增强粘结材料，放入破碎机中破碎处理，其中，破碎机的筛网可以选用5mm。
第十一步，根据所需闸瓦型号、磨耗极限尺寸，确定需要的破碎完成后的增强粘结材料的重量并称量；同时根据所需闸瓦型号、磨耗极限尺寸，确定摩擦体的重量并称量。
第十二步，将晾晒完成的钢基背板放入冷压机模腔内，其中保证钢基背板涂刷粘结剂的上表面向上。
第十三步，将称量好的破碎完成后的增强粘结材料放入冷压机模腔内，使用刮板刮平；再将称量好的摩擦体放入冷压机模腔内，使用刮板刮平。
第十四步，于压制压力6500N/cm2，温度35℃的条件下冷压110s，使得钢基背板、增强粘结材料和摩擦体冷压在一起，得到冷胚。
第十五步，于压制压力3000N/cm2，温度120℃的条件下，对冷坯热压14min，得到闸瓦毛坯。
第十六步，将闸瓦毛坯放入固化炉于210℃，固化20h，得到闸瓦。该闸瓦的物理性能数据参考表3。
表3实施例三至实施例五所制备的闸瓦物理性能数据
Figure BDA0002439330050000161
基于此，使用增强粘结材料的闸瓦粘结力明显增强，且符合标准，同时，闸瓦的其余物理性能并未受增强粘结材料的影响。而由于使用本发明实施例中的增强粘结材料均位于产品磨耗极限以下，因此，使用本发明实施例的增强粘结材料不会对摩擦系数造成影响，且使得摩擦体和钢基背板之间具有较强的粘结力。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种闸瓦闸片，其特征在于，包括钢基背板、粘接层和摩擦体；所述钢基背板与所述摩擦体通过所述粘接层粘结在一起；所述粘接层含有粘结剂和增强粘结材料。
2.根据权利要求1所述的闸瓦闸片，其特征在于，所述增强粘结材料包括：粘结组分、增强组分、摩擦组分和橡胶硫化促进组分。
3.根据权利要求2所述的闸瓦闸片，其特征在于，所述粘结组分包括顺丁橡胶、乙丙橡胶和未改性酚醛树脂；所述增强组分包括钢纤维和矿物纤维；所述摩擦组分包括针状硅灰石、氢氧化钙、碳酸钙、硫酸钡、乌洛托品和椰壳粉；所述橡胶硫化促进组分包括橡胶硫化促进剂；
所述顺丁橡胶的质量百分数为10％-20％、所述乙丙橡胶的质量百分数为5％-10％、所述钢纤维的质量百分数为10％-20％、所述针状硅灰石的质量百分数为5％-15％、所述氢氧化钙的质量百分数为5％-10％、所述未改性酚醛树脂的质量百分数为10％-20％、所述矿物纤维的质量百分数为5％-15％、所述碳酸钙的质量百分数为5％-10％、所述硫酸钡的质量百分数为5％-15％、所述乌洛托品的质量百分数为1％-5％、所述椰壳粉的质量百分数为2％-5％和所述橡胶硫化促进剂的质量百分数为1％-5％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的闸瓦闸片，其特征在于，所述闸瓦闸片的物理性能满足：冲击强度≥1.8KJ/cm2，硬度为30HRR～100HRR，密度为2.10±0.1g/cm3，压缩强度≥25MPa，压缩模量≤1.5×103MPa，粘结强度≥15MPa。
5.一种闸瓦闸片的制作方法，其特征在于，应用于权利要求1-4中任一项所述闸瓦闸片，所述闸瓦闸片的制作方法包括：
提供钢基背板；
在所述钢基背板的上表面形成粘接层，所述粘接层含有粘结剂和增强粘结材料；
在所述粘结层上形成摩擦体；以及，
将所述钢基背板、所述粘接层、所述摩擦体压制在一起，使得所述钢基背板与所述摩擦体通过所述粘接层粘结在一起，得到所述闸瓦闸片毛坯。
6.根据权利要求5所述的闸瓦闸片的制作方法，其特征在于，所述在所述钢基背板的上表面形成粘接层，包括：
在所述钢基背板的上表面涂刷粘结剂；
将所述针状硅灰石、所述氢氧化钙、所述未改性酚醛树脂、所述钢纤维、所述矿物纤维、所述碳酸钙、所述硫酸钡、所述乌洛托品和所述椰壳粉进行预混，得到预混物料；
将所述顺丁橡胶和乙丙橡胶、所述预混物料、所述橡胶硫化促进剂加入密炼机中进行加压密炼，得到增强粘结材料；
将所述钢基背板、所述增强粘结材料和所述摩擦体压制在一起，使得所述钢基背板通过所述粘接剂、所述增强粘结材料和所述摩擦体粘结在一起，得到所述闸瓦闸片毛坯。
7.根据权利要求6所述的闸瓦闸片的制作方法，其特征在于，所述预混物料包括第一预混物料和第二预混物料；所述第一预混物料包括所述针状硅灰石、所述氢氧化钙以及所述未改性酚醛树脂；所述第二预混物料包括所述钢纤维、所述矿物纤维、所述碳酸钙、所述硫酸钡、所述乌洛托品以及所述椰壳粉；
所述将所述顺丁橡胶和乙丙橡胶、所述预混物料、所述橡胶硫化促进剂加入密炼机中进行加压密炼，得到增强粘结材料，包括：
将所述丁橡胶和乙丙橡胶放入密炼机中第一次加压密炼，得到第一密炼物料；
将所述第一预混物料加入所述密炼机中与所述第一密炼物料一起进行第二次加压密炼，得到第二密炼物料；
将所述第二预混物料加入所述密炼机中与所述第二密炼物料一起进行第三次加压密炼，得到第三密炼物料；
再将所述橡胶硫化促进剂加入所述密炼机中与所述第三密炼物料进行第四次加压密炼，得到增强粘结材料。
8.根据权利要求7所述的闸瓦闸片的制作方法，其特征在于，所述第一次加压密炼的条件为：密炼压强为0.6MPa-0.7MPa，密炼时间为1min-4min，密炼温度为20℃-50℃；和/或，
所述第二次加压密炼的条件为：密炼压强为0.4MPa-0.6MPa，密炼时间为2min-5min，密炼温度为30℃-70℃；和/或，
所述第三次加压密炼的条件为：密炼压强为0.4MPa-0.6MPa，密炼时间为3min-6min，密炼温度为50℃-90℃；和/或，
所述第四次加压密炼的条件为：密炼时间1min-4min，密炼温度60℃-150℃。
9.根据权利要求6所述的闸瓦闸片的制作方法，其特征在于，所述将所述钢基背板、所述增强粘结材料和所述摩擦体压制一起，使得所述钢基背板通过所述粘接剂、所述增强粘结材料和所述摩擦体粘结在一起，得到所述闸瓦闸片毛坯，包括：
将所述钢基背板、所述增强粘结材料和所述摩擦体放入冷压机模腔内进行冷压，使得所述钢基背板、所述增强粘结材料和所述摩擦体冷压在一起，得到冷坯，所述冷压的冷压条件为：压制压力为5000N/cm2-8000N/cm2，压制时间为20s-180s；
将所述冷坯放入所述热压模具内，采用热压的方式于100℃-180℃对所述冷坯进行热压，得到所述闸瓦闸片毛坯，所述热压的热压条件为：压制压力为2000N/cm2-8000N/cm2，压制时间为10min-16min。
10.根据权利要求5所述的闸瓦闸片的制作方法，其特征在于，所述提供钢基背板后，所述在所述钢基背板的上表面形成粘接层前，所述闸瓦闸片的制作方法还包括：在所述钢基背板的下表面形成电镀层；
所述将所述钢基背板、所述粘接层、所述摩擦体压制在一起，使得所述钢基背板与所述摩擦体通过所述粘接层粘结在一起，得到所述闸瓦闸片毛坯后，所述闸瓦闸片的制作方法还包括：将所述闸瓦闸片放入固化炉中，于50℃-220℃对所述闸瓦闸片固化12h-24h。
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