CN1511877A - 新型高摩擦系数合成闸瓦及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机车车辆用合成闸瓦，尤其是涉及针对120公里时速、轴重21吨以上的货物列车。这种新型高摩擦系数合成闸瓦具有耐磨性能好、重量轻、制动性能稳定、安全、使用寿命长等特点，同时通过配方优化，解决了原有闸瓦易出现的擦伤车轮、出现的车轮热裂、热斑以及金属镶嵌等问题。同时本发明的提供了采用捏合、冷压、后处理工艺来制造新型高摩擦系数合成闸瓦。组成新型高摩擦系数合成闸瓦的各组分重量百分比如下：丁腈橡胶为6.20％，酚醛树脂为10.00％，石墨为15.00％，铁粉为11.03％，硫酸钡为30.00％，钾长石粉为5.00％，复合纤维为20.20％，硫磺为1.00％，六次甲基四胺为1.00％，聚亚甲基聚苯胺0.12％，2－硫醇基苯并噻唑0.15％，氧化锌0.30％，甲苯8.0％。
Description
本发明涉及一种机车车辆用合成闸瓦，尤其是涉及针对120公里时速、轴重21吨以上的货物列车。
目前，在铁路运输部门广泛采用的制动闸瓦，主要有高磷铸铁闸瓦、低摩擦系数合成闸瓦、高摩擦系数合成闸瓦三大类。由于其摩擦系数有各自特点，广泛应用于各类车辆上，随着列车速度的提高、车辆载重量的加大，对制动提出了更高的要求，通过制动专家的理论计算和经验分析，为了达到使120公里时速、轴重21吨的车辆，在1100米内安全停车，需要采用新型高摩擦系数合成闸瓦，其摩擦系数在原有的高摩擦系数基础上提高25％。
本发明的目的在于提供满足上述要求的新型高摩擦系数合成闸瓦。这种新型高摩擦系数合成闸瓦具有耐磨性能好、重量轻、制动性能稳定、安全、使用寿命长等特点，同时通过配方优化，解决了原有闸瓦易出现的擦伤车轮、出现的车轮热裂、热斑以及金属镶嵌等问题。
本发明的另一目的是提供了一种新型高摩擦系数合成闸瓦制造工艺。采用捏合、冷压、后处理的工艺制造闸瓦。
本发明的其它目的和优点将在下面的实施例中加以体现。
新型高摩擦系数合成闸瓦是以酚醛树脂和丁晴橡胶作为粘结剂，以石墨、铁粉、硫酸钡等为摩擦性能调节剂，经混合、冷压、后处理而制成的合成闸瓦。
一、主要原材料名称和规格
1酚醛树脂：热塑性酚醛树脂2123，固化速度60-90秒
2橡胶：丁晴橡胶-26，生产厂家兰化、吉化
3石墨：含碳量≥85％，细度100目，规格：鳞片状
4还原铁粉：规格：含铁量98％以上，细度：80目以上
5铝矾土：氧化铝含量≥70％，细度150目以上
6钾长石粉：100目以上，含钾量大于7％
7钢钎维：DF1-5.5粉碎型
8沉淀硫酸钡：含量≥98％ 细度100目
9复合钎维：长径比15-20∶1摩擦材料专用钎维
10辅料：氧化锌、硫磺、聚亚甲基聚苯胺、2-硫醇基苯并噻唑、甲苯等市售。
二、原材料配比
组成新型高摩擦系数合成闸瓦的各组分重量百分比如下：
丁晴橡胶 6.20％ 酚醛树脂 10.00％
石墨 15.00％ 铁粉 11.03％
硫酸钡 30.00％ 钾长石粉 5.00％
复合纤维 20.20％ 硫磺 1.00％
六次甲基四胺 1.00％ 防老剂D 0.12％
促进剂CZ 0.15％ 甲苯 8.00％
氧化锌 0.3％
三、原材料的混合
1)按橡胶6.20、树脂10.00、石墨15.00、铁粉11.03、硫酸钡30.00、钾长石粉5.00、复合纤维20.20、硫磺1.00、六次甲基四胺1.00、聚亚甲基聚苯胺0.12、2-硫醇基苯并噻唑0.15、氧化锌0.30、甲苯8.0的重量份称量各组分，总重量为100公斤。
2)在捏合机中，加入橡胶、树脂和甲苯，待橡胶和树脂溶胀和均匀后，加入其它粉状填料和助剂，均匀后出料。
四、新型高摩擦系数合成闸瓦压制
将称好的2.8公斤混合好的物料，放入新型高摩擦系数合成闸瓦的模具中，放上瓦背，在四柱液压机上加压80吨，保压10秒成型，出料。
五、新型高摩擦系数合成闸瓦的后处理
将冷压后的新型高摩擦系数合成闸瓦，夹在夹具上，放入烘箱中，以4℃/分钟的升温速度，30分钟内升到120℃，保温30分钟，再以5℃/分钟的升温速度，升温到160-170℃，保温4小时，自然冷却到60℃出料。
六、新型高摩擦系数合成闸瓦的物理机械性能
按照运装货车(2001)11号文件发布的‘铁路货车高摩擦系数合成闸瓦技术条件’测其物理机械性能如下。
密度，g/cm3 2.7-2.9 吸油率，％ 0.6
吸水率，％ 0.5 压缩强度，MPa 23.4
弹性模量，GPa 0.8 冲击强度，MPa 3.8
七、新型高摩擦系数合成闸瓦的1∶1制动摩擦性能
按照运装货车(2001)11号文件发布的‘铁路货车高摩擦系数合成闸瓦技术条件’测其制动摩擦性能如下。
| 项目 | 试验结果 | |||||||||
| 速度，Km/h | 125 | 95 | 75 | 55 | 35 | 35 | 55 | 75 | 95 | 125 |
| 制动距离，m | 1039 | 539 | 332 | 180 | 71 | 76 | 178 | 325 | 527 | 1005 |
| 制动时间，min | 56 | 38 | 30 | 21 | 13 | 13 | 21 | 29 | 38 | 55 |
| 距离摩擦系数 | 0.31 | 0.35 | 0.35 | 0.36 | 0.36 | 0.34 | 0.35 | 0.36 | 0.36 | 0.32 |
| 踏面温度，℃ | 220 | 107 | 99 | 77 | 71 | 71 | 75 | 86 | 89 | 143 |
| 备注 | 制动过程无噪音、火花等制动异常情况 | |||||||||
Claims (4)
1、针对120公里时速、轴重21吨以上货车，保证在1100米距离内安全停车的一种新型高摩擦系数合成闸瓦，由树脂、橡胶、铁粉、硫酸钡、钾长石粉、复合纤维、硫磺、氧化锌、六次甲基四胺、聚亚甲基聚苯胺、2-硫醇基苯并噻唑构成，其组分大致重量百分比如下：
橡胶6.20％、树脂10.00％、石墨15.00％、铁粉11.03％、硫酸钡30.00％、钾长石粉5.00％、复合纤维20.20％、硫磺1.00％、六次甲基四胺1.00％、聚亚甲基聚苯胺0.12％、2-硫醇基苯并噻唑0.15％、氧化锌0.30％、甲苯8.0％。
2、按照权利要求1所述上述的新型高摩擦系数合成闸瓦，其特征在于，所述的橡胶为丁晴橡胶。
3、按照权利要求1所述上述的新型高摩擦系数合成闸瓦，其特征在于，所述的酚醛树脂为2123型线型酚醛树脂。
4、新型高摩擦系数合成闸瓦的制造方法，其特征包括如下步骤：
1)称量，按橡胶6.20、树脂10.00、石墨15.00、铁粉11.03、硫酸钡30.00、钾长石粉5.00、复合纤维20.20、硫磺1.00、六次甲基四胺1.00、聚亚甲基聚苯胺0.12、2-硫醇基苯并噻唑0.15、氧化锌0.30、甲苯8.0的重量份称量各组分，总重量为100公斤。
2)混合，在捏合机中，加入橡胶、树脂和甲苯，待橡胶和树脂溶胀和均匀后，加入其它粉状填料和助剂，均匀后出料。
3)冷压，称2.8公斤混合好的物料，在四柱液压机上加压80吨，保压10秒成型。
4)后处理，将样品夹在夹具上，在程序升温基础上，最后在160-170℃烘箱中，后处理4小时。
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