一种常温压制大功率机车用合成闸瓦及其制备方法
【专利摘要】本发明属于刹车片材料【技术领域】，具体涉及一种常温压制大功率机车用合成闸瓦及其制备方法，所述合成闸瓦摩擦体由下述体积比的材料合成：高乙烯基顺丁橡胶25~30、钢纤维7～10、芳纶浆粕5～7.9、矿物纤维5～9、海泡石纤维3～6、氧化锌0.4～2、硬脂酸锌0.1～0.3、橡胶硫化剂TMTD0.5～3、工业乙醇3～8、酚醛树脂12～16、白口铸铁0.5～2.5、钾长石粉2～5、氧化铝抛光粉0.2～0.8、漂珠2～7.3、轻质碳酸钙2～4、硫酸钡2～5、颗粒石墨1～3、摩擦调整剂1.5～5、氢氧化钙1～3。经配料、密炼、破碎、常温压制和热处理而成。该合成闸瓦可用在最高运行速度为120km/h，轴重不大于25t的大功率机车中，具有稳定的摩擦性能和优良的耐磨性，对车轮磨损小、制动噪音低。
【专利说明】一种常温压制大功率机车用合成闸瓦及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于刹车片材料【技术领域】，具体涉及一种常温压制大功率机车用合成闸瓦 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，机车用合成闸瓦品种多样，制备方法各有不同且被少数几家大型跨 国公司垄断。但大多采用以酚醛树脂和橡胶为粘结剂，在140°C?180°C之间热压模塑固化 成型的生产工艺制备而成。这种材料及工艺制造的合成闸瓦其性能基本满足制动要求，但 在制造过程中工艺工序步骤较多，不仅存在人力和设备资源消耗大、工人工作环境恶劣且 能耗很高，不符合现代社会节约、环保低碳和可持续发展的经济理念。大功率机车用合成闸 瓦在有效制动距离内对闸瓦的摩擦系数、热稳定性、粘结强度、抗弯曲强度和抗冲击强度均 有较高的要求，现有的合成闸瓦存在摩擦系数不稳定、金属镶嵌、摩擦体易断裂、掉渣、掉块 且使用寿命短等问题，无法满足现有大功率机车单轴功率越来越大的制动要求，危及行车 安全。例如，CN102643511A公开了一种合成闸瓦及其制备方法。其中，以重量份计，该合成 闸瓦包括以下原料制成：酚醛树脂3~5份、丁腈橡胶1. 5~3. 5份、石墨1. 5~3. 5份、还原铁粉 3. 5?5. 5份、钢纤维4. 5?6. 5份、硅灰石1. 5?3. 5份、海泡石2. 5?4. 5份、钾长石3. 5?5. 5份、 氧化铝0. 05、. 20份、硫磺0. 15、. 40份和促进剂0. 05、. 20份。该配方具有较长的使用 寿命，但制造过程中存在生产效率低、设备能耗高且工人作业环境差等缺点。CN102401052A 公开了一种用于大功率HXN5机车的高摩合成闸瓦及其制备方法和应用。其中，该材料由下 述重量比的各组分构成，各组分为：酚醛树脂15?16, 丁腈橡胶8?9,铁粉15?16,海泡 石纤维10?11，硫酸钡19?20,钾长石16?17,娃灰石6?7,石墨6?7,氧化错1? 2。该配方具有稳定的摩擦性能和较好的耐磨性，但也存在上述问题，且在我国南方山地、湿 热气候条件下使用存在摩擦体易断裂和金属镶嵌等问题。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于破除国外对大功率机车用合成 闸瓦制备的技术垄断、降低企业用工成本及顺应现代社会倡导节约、环保低碳和可持续发 展的经济理念，提供一种可靠性、稳定性更好、成本更低和制造工艺更简单的大功率机车用 合成闸瓦。
[0004] 同时，本发明还提供所述常温压制大功率机车用合成闸瓦的制备方法。
[0005] 实现上述目的，本发明采用的技术手段如下：一种常温压制大功率机车用合成闸 瓦，其特征在于，摩擦体由下述体积比的材料合成： 高乙烯基顺丁橡胶25?30、钢纤维7?10、芳纶浆柏5?7. 9、矿物纤维5?9、海泡石 纤维3?6、氧化锌0. 4?2、硬脂酸锌0. 1?0. 3、橡胶硫化剂TMTD0. 5?3、工业乙醇3? 8、酚醛树脂12?16、白口铸铁0. 5?2. 5、钾长石粉2?5、氧化铝抛光粉0. 2?0. 8、漂珠 2?7. 3、轻质碳酸钙2?4、硫酸钡2?5、颗粒石墨1?3、摩擦调整剂1. 5?5、氢氧化钙 1?3。
[0006] 1)配料：按配方备好物料； 2) 密炼：在啮合型密炼机中，投入高乙烯基顺丁橡胶密炼2min ;投入钢纤维密炼2min ; 投入芳纶浆柏密炼2min ;投入矿物纤维和海泡石纤维密炼2min ;投入氧化锌、硬脂酸锌和 橡胶硫化剂TMTD密炼2min ;投入工业乙醇密炼2min ;将酚醛树脂、白口铸铁、钾长石粉、氧 化铝抛光粉、漂珠、轻质碳酸钙、硫酸钡、颗粒石墨、摩擦调整剂和氢氧化钙投入到密炼机中 保持温度为60°C?75°C之间密炼8min后倾倒出物料； 3) 粉碎：密炼后物用爪刀型强力塑料破碎机破碎，筛网直径为3mm ; 4) 常温压制模塑：将破碎后的物料在模具中用四柱液压机按5000N/cm2的压力将物料 压制在瓦背上制成客户需求的形状； 5) 合成闸瓦热处理：将压制成型后的闸瓦弧面朝上平放在烘箱内铁架上，摆放整齐牢 固，闸瓦与烘箱四壁不得小于150_;关闭烘箱门，打开电源和内循环鼓风机、设定热处理 温度曲线程序并运行。合成闸瓦热处理温度曲线程序如下：
【权利要求】
1. 一种常温压制大功率机车用合成闸瓦，其特征在于，摩擦体由下述体积比的材料合 成： 高乙烯基顺丁橡胶25?30、钢纤维7?10、芳纶浆柏5?7. 9、矿物纤维5?9、海泡石 纤维3?6、氧化锌0. 4?2、硬脂酸锌0. 1?0. 3、橡胶硫化剂TMTD0. 5?3、工业乙醇3? 8、酚醛树脂12?16、白口铸铁0. 5?2. 5、钾长石粉2?5、氧化铝抛光粉0. 2?0. 8、漂珠 2?7. 3、轻质碳酸钙2?4、硫酸钡2?5、颗粒石墨1?3、摩擦调整剂1. 5?5、氢氧化钙 1?3。
2. 如权利要求1所述的一种常温压制大功率机车用合成闸瓦，其特征在于所述高乙烯 基顺丁橡胶为意大利埃尼集团EROPRENE BR HV80,具有很好的高温回弹、抗湿滑性，呈现滚 动阻力与湿抓着性能比一般橡胶有更好的协调性；漂珠为纳米级空心陶瓷微珠，具有比面 积小、抗压强度高、熔点高、热反射率高、热传导系数和热收缩系数小、化学稳定性良好等特 点；摩擦调整剂主要成分为硫化锌、石墨、氟化钙和美国道康宁公司专有成分。
3. 如权利要求1所述的一种常温压制大功率机车用合成闸瓦摩擦体的制备方法，其特 征在于包括如下步骤： 按权利要求1所述配方经配料、密炼、破碎、常温压制模塑和热处理而成；具体步骤依 次为： 1) 配料：按配方备好物料； 2) 密炼：在啮合型密炼机中，投入高乙烯基顺丁橡胶密炼2min ;投入钢纤维密炼2min ; 投入芳纶浆柏密炼2min ;投入矿物纤维和海泡石纤维密炼2min ;投入氧化锌、硬脂酸锌和 橡胶硫化剂TMTD密炼2min ;投入工业乙醇密炼2min ;将酚醛树脂、白口铸铁、钾长石粉、氧 化铝抛光粉、漂珠、轻质碳酸钙、硫酸钡、颗粒石墨、摩擦调整剂和氢氧化钙投入到密炼机中 保持温度为80°C?120°C之间密炼8min后倾倒出物料； 3) 粉碎：密炼后物料用爪刀型强力塑料破碎机破碎，筛网直径为3mm ; 4) 常温压制模塑：将破碎后的物料在压制模具中用四柱液压机按5000N/cm2的压力将 物料压制在瓦背上制成客户需求的形状； 5) 合成闸瓦热处理：将压制成型后的闸瓦踏面朝上平放在烘箱内铁架上，摆放整齐牢 固，闸瓦与烘箱四壁不得小于150_;关闭烘箱门，打开电源和内循环鼓风机、设定热处理 温度曲线程序并运行； 合成闸瓦热处理温度曲线程序如下：
程序运行结束后，让其自然冷却至80°C以下方可打开烘箱门。
【文档编号】C08K3/04GK104151638SQ201410365124
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】黄琳舒 申请人:辽宁红德电碳制品有限公司