專(zhuān)利名稱(chēng)：城軌車(chē)輛用合成閘瓦及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道交通車(chē)輛配件領(lǐng)域，尤其涉及一種城軌車(chē)輛用合成間瓦及其制造 方法。
背景技術(shù)：
目前，軌道交通運(yùn)輸正朝著高速、重載的方向發(fā)展，基于對(duì)安全的考慮，對(duì)閘瓦的 要求也越來(lái)越高。在城軌車(chē)輛剎車(chē)制動(dòng)的情況下，閘瓦表面工作溫度可達(dá)500°C，甚至更高。 這就需要高耐溫性和高耐磨性的閘瓦材料來(lái)維持城軌車(chē)輛制動(dòng)性能的穩(wěn)定，保證行車(chē)安 全。在鐵道部門(mén)廣泛應(yīng)用的制動(dòng)材料，主要有高磷鑄鐵間瓦、聚合物基合成間瓦和銅基粉末 冶金閘瓦。早期高磷鑄鐵閘瓦應(yīng)用于普通非提速列車(chē)；銅基粉末冶金閘瓦應(yīng)用于高速動(dòng)車(chē) 組；聚合物基合成閘瓦應(yīng)用于鐵路貨車(chē)和城市軌道客車(chē)。聚合物基合成閘瓦由樹(shù)脂、橡膠、 金屬粉末和潤(rùn)滑材料混合加熱壓制而成，有著優(yōu)越的常溫性能，比重輕，在城市軌道車(chē)輛上 得到普遍使用。聚合物基合成間瓦目前通常采用價(jià)格便宜的酚醛樹(shù)脂為粘結(jié)劑。酚醛樹(shù)脂本 身是應(yīng)用最廣泛的合成材料之一，經(jīng)固化后具有耐熱性好、力學(xué)強(qiáng)度高、堅(jiān)硬耐磨、常溫 性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。例如發(fā)明專(zhuān)利“地鐵車(chē)輛用高摩合成閘瓦及其制造方法”(專(zhuān)利號(hào) 01126440. 3)，以改性酚醛樹(shù)脂為粘結(jié)劑，鋼纖維和芳綸漿粕為增強(qiáng)材料，再填充摩擦性能 調(diào)節(jié)劑壓制閘瓦。但酚醛樹(shù)脂在高溫下易分解，使其在使用過(guò)程中出現(xiàn)力學(xué)性能下降的現(xiàn) 象。同時(shí)，鋼纖維的加入會(huì)導(dǎo)致噪音，而芳綸漿粕在混料過(guò)程中易團(tuán)聚從而引起閘瓦制動(dòng)性 能下降和不穩(wěn)定，也為大家所公認(rèn)的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在公開(kāi)一種具有更好的耐熱、耐磨性 能，并且噪音低、性能穩(wěn)定的城軌車(chē)輛用合成閘瓦及其制造方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種城軌車(chē)輛用合成閘瓦，其特征在于它以針狀硅灰石為增強(qiáng)材料，聚雙馬來(lái)酰 亞胺樹(shù)脂為基體材料，填充摩擦性能調(diào)節(jié)劑，采用熱壓工藝制成，所述間瓦的各組分重量比
如下
聚雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂8
丁腈橡膠6
石墨12-24%
鐵粉4-16%
硅灰石4-12%
摩擦粉6-14%
重晶石21-39%
偶聯(lián)劑0-6%
其中，丁腈橡膠作為增韌組元，采用交聯(lián)型粉末丁腈橡膠，為白色彈性粉狀物，密 度為 0. 96g/cm3 ；石墨、鐵粉和摩擦粉作為摩擦性能調(diào)節(jié)劑，所述鐵粉為樹(shù)枝狀鐵粉，密度為7. 5g/ cm3, Fe 含量彡 95%。所述城軌車(chē)輛用合成閘瓦的制造方法，包括以下工藝步驟(1)原料混合將重量比為聚雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂8-16%、丁腈橡膠6-14%、石墨 12- %、鐵粉4-16%硅灰石4-12%、摩擦粉6-14%、重晶石21-39%、偶聯(lián)劑0-6%的原料 均勻混合20分鐘；(2)熱壓成型將前述混好的原料放入模具中熱壓成型，在此過(guò)程中，溫度為 215-225°C，壓力 30-50MPa，熱壓時(shí)間為 1. 0-2. Omin/mm ；(3)熱處理將熱壓的成形物放入熱處理爐中，最終在180-240°C條件下熱處理 7-15小時(shí)得到所述閘瓦。由此可見(jiàn)，本發(fā)明提供的城軌車(chē)輛用合成閘瓦以聚雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂和丁腈橡膠 為粘合劑，以石墨、摩擦粉、鐵粉為摩擦性能調(diào)節(jié)劑，以針狀硅灰石纖維為增強(qiáng)材料、以重晶 石為輔助填料，并加入偶聯(lián)劑使無(wú)機(jī)組分和有機(jī)組分更好的結(jié)合。其原理在于聚雙馬來(lái)酰 亞胺屬于加聚型聚酰亞胺，具有比酚醛樹(shù)脂更突出的熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能、抗輻射和耐溶劑 性能，并且在高溫和高速等極端環(huán)境下有很好的摩擦磨損性能，是一類(lèi)有潛力應(yīng)用于摩擦 學(xué)領(lǐng)域中的基體材料。它在成型過(guò)程中無(wú)低分子副產(chǎn)物放出，且容易控制，固化物結(jié)構(gòu)致 密，缺陷少，具有較高的強(qiáng)度和模量。這些特性保證了由聚雙馬來(lái)酰亞胺制備的合成間瓦的 基本性能高于目前使用酚醛樹(shù)脂作為基體材料制備的閘瓦。在保證耐磨性和力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，采用針狀硅灰石代替鋼纖維和芳綸漿粕作為 合成閘瓦的增強(qiáng)材料，既能消除鋼纖維的加入導(dǎo)致的噪音，也避免了芳綸漿粕在混料過(guò)程 中易團(tuán)聚引起閘瓦制動(dòng)性能下降和不穩(wěn)定的問(wèn)題。通過(guò)反復(fù)制動(dòng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示本發(fā)明所述的城軌車(chē)輛用合成閘瓦，其摩擦系數(shù)穩(wěn) 定、耐磨損、低磨耗、無(wú)龜裂和金屬鑲嵌、不傷害車(chē)輪，具有較好的耐候性，對(duì)城市不產(chǎn)生污 染；因而能滿(mǎn)足城軌列車(chē)的使用要求。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
城軌車(chē)輛用合成閘瓦的組分(重量百分比)如下
組分重量百分含量
聚雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂12%
丁腈橡膠10%
石墨18%
鐵粉10%
硅灰石8%
摩擦粉10%
重晶石30%
偶聯(lián)劑(市售南大-42)2%
將原材料按比例混合均勻20min，將混好的壓塑料放入模具內(nèi)熱壓成型，其工藝參 數(shù)為溫度220°C，壓力40MPa，時(shí)間1. anin/mm。最后將成形物放入熱處理爐中，并最終在 220°C條件下熱處理10小時(shí)得到產(chǎn)品。摩擦磨損試驗(yàn)在GF150D型定速摩擦機(jī)上進(jìn)行，摩擦壓力為0. 57MPa，摩擦盤(pán)材料 為H13，摩擦半徑為150mm，轉(zhuǎn)速可調(diào)控范圍為0-3000r/min。實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行，一是由高速 度開(kāi)始定速摩擦，實(shí)驗(yàn)速度梯度降低，按轉(zhuǎn)速120km/h、100km/h、/80km/h、/60km/h、40km/ h、20km/h順序操作實(shí)驗(yàn)；二是由低速度開(kāi)始定速摩擦，實(shí)驗(yàn)速度梯度升高，按轉(zhuǎn)速20km/h、 40km/h、/60km/h、/80km/h、100km/h、120km/h順序操作實(shí)驗(yàn)。在每一速度條件下，摩擦?xí)r間 為30s，測(cè)試試樣實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量損失以確定累計(jì)磨損率。制得的城軌車(chē)輛用合成閘瓦采用GF150D型定速摩擦機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下表1實(shí)施例1的摩擦磨損數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1. 一種城軌車(chē)輛用合成閘瓦，其特征在于它以針狀硅灰石為增強(qiáng)材料，聚雙馬來(lái)酰 亞胺樹(shù)脂為基體材料，填充摩擦性能調(diào)節(jié)劑，采用熱壓工藝制成，所述間瓦的各組分的重量比如下聚雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂8-16%丁腈橡膠6-14%石墨12- %鐵粉4-16%硅灰石4-12%摩擦粉6-14%重晶石21-39%偶聯(lián)劑0-6%其中，丁腈橡膠作為增韌組元，采用交聯(lián)型粉末丁腈橡膠，為白色彈性粉狀物，密度為 0. 96g/cm3 ；石墨、鐵粉和摩擦粉作為摩擦性能調(diào)節(jié)劑，所述鐵粉為樹(shù)枝狀鐵粉，密度為7. 5g/cm3, 佝含量> 95%。
2. 一種城軌車(chē)輛用合成間瓦的制造方法，包括以下工藝步驟(1)原料混合將重量比為聚雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂8-16%、丁腈橡膠6-14%、石墨 12- %、鐵粉4-16%硅灰石4-12%、摩擦粉6-14%、重晶石21-39%、偶聯(lián)劑0-6%的原料 均勻混合20分鐘；(2)熱壓成型將前述混好的原料放入模具中熱壓成型，在此過(guò)程中，溫度為 215-225°C，壓力 30-50MPa，熱壓時(shí)間為 1. 0-2. Omin/mm ；(3)熱處理將熱壓的成形物放入熱處理爐中，最終在180-M0°C條件下熱處理7-15小 時(shí)得到所述閘瓦。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種一種城軌車(chē)輛用合成閘瓦及其制備方法，它以針狀硅灰石為增強(qiáng)材料，聚雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂為基體材料，填充摩擦性能調(diào)節(jié)劑，采用熱壓工藝制成，其各組分配比如下聚雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂8-16％，丁腈橡膠6-14％，石墨12-24％，鐵粉4-16％，硅灰石4-12％，摩擦粉6-14％，重晶石21-39％，偶聯(lián)劑0-6％；本發(fā)明所述的城軌車(chē)輛用合成閘瓦，其摩擦系數(shù)穩(wěn)定、耐磨損、低磨耗、無(wú)龜裂和金屬鑲嵌、不傷害車(chē)輪，具有較好的耐候性，低噪聲，對(duì)城市不產(chǎn)生污染；能夠滿(mǎn)足城軌列車(chē)的使用要求。
文檔編號(hào)C08K3/34GK102134397SQ201110042990
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者王才朋, 覃作祥, 陸興 申請(qǐng)人:大連交通大學(xué)