专利名称：无公害低摩擦系数合成闸瓦的制造方法及其产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及火车以及各种车辆制动闸瓦的制造方法，尤其涉及一种无公害低摩擦系数合成闸瓦的制造方法。
火车中的闸瓦自1853年以来采用生铁闸瓦已有百余年，随着车速的提高，火车铸铁闸瓦高速行驶摩擦形成的火花易酿成火灾、噪音大而且磨耗太快等缺点就成为突出矛盾，于是人们就开始使用合成瓦。目前，常用的合成闸瓦其制造方法如图1的工序流程图所示，它先将橡胶塑料分别塑炼，然后两者合在一起混炼，再将混炼物粉碎，并在其内加入铁粉、填料、防老剂、促进剂等混合物及粉碎的石棉或麻或玻璃纤维，最后将这些料一起混合均匀后放入模具中压制并硫化固化而得。上述工艺主要存在问题有1、橡胶、塑料分别塑炼，然后在混炼中设有铁粉，填粉、防老剂、促进剂，所以其分子活化能水平低，分子链结合力不强，产品易脆裂。
2、将压制与硫化工艺合二为一，从表面看来似乎简单了，而实际上由于硫化过程需要150-160℃高温1-1.5小时的长时间，而压制过程中需要高压设备，一个模具又仅能一次生产一个闸瓦，因此，这样的组合不仅生产效率低，对设备要求高，而且硫化工序时间长，使得生产率低，成本高而不经济;
3、由于压制与硫化合一，而硫化后的闸瓦很硬，因此一旦因压制后有缺陷的产品就无法中间得以修补，而硬的闸瓦产品不合格就只能报废，由此可见这种工序不仅会造成废品率高，而且材料浪费大。
4、由于材料结合力差，必须加入石棉、玻璃纤维，而石棉和玻璃纤维有致癌作用，对环保影响亦很大，目前世界先进国家已禁止使用。
5、目前的合成闸瓦摩擦系数过高，亦不能直接代替铸铁闸瓦，使用时问题多。
据于上述这些存在问题，必须研制一种新工艺，以高质、高效生产优质合成闸瓦乃是当务之急。
本发明的目的在于研制出一种用新配方、新工艺来制作合成闸瓦的方法，以克服上述弊病，并以快速制作出高质量闸瓦。
本发明的目的是这样实现的，一种无公害低摩擦系数合成闸瓦制造方法由合成橡胶(丁苯加顺丁)塑炼、成片、加入填料、防老剂、硫化促进剂后再混炼、成片、切片、叠切片于成型瓦背、压制成形、硫化处理工序组成。其优点生产效率高，无废品，闸瓦强度高，摩擦系数低，摩损量低，无公害，散热性好，踏面温度可小于200℃，成本低。
上述合成闸瓦新工艺，因其采用塑炼、初混炼和再混炼的新工序和在新的配方中加入了石墨、丁苯橡胶、塑料、碳纤维等物，以及对配合剂进行了改进，使所得成片胶具有分子活化能水平高、分子链结合力强的优点;而其将模具压制与硫化工序分开，可使模压工序以快速进行而提高效率，设备得以充分利用，而硫化可将每个压制闸瓦设置于硫化模内，并将多个硫化模设置于小车内，集中送入烘箱内加温硫化处理，这样因集中硫化处理，使得硫化时间长的问题，得以补偿。
经测试本发明所制的闸瓦其制动可达到95公里/小时车速，且其在车速为90公里/小时可连续制动，而且制动距离可由800米减小到350米，其摩擦系数可小到0.16以下，其寿命可为铸铁的10-30倍，为树脂合成闸瓦的3-5倍，而其重量仅为铸铁闸瓦的1/3，此外由于使用本发明的合成闸瓦的机车无滑行现象，所以对车辆的车轮踏面无热裂、无损伤、无掉块，相应地延长了钢轨的寿命。上述这些优点就足以使本发明的目的得以实现。另外，本发明的方法还可用来制造高摩擦系数合成闸瓦，此时仅需适当降低石墨含量即可。
下面我们将对本发明的方法予以详细叙述
图1为已有合成闸瓦制作的工艺流程2为本发明合成闸瓦制作工艺的流程图由图2所示可见，一种无公害低摩擦系数合成闸瓦制造方法，其内容为(一)按下列材料及其含量备料、配料1、顺丁胶6-9.5%2、丁苯6-9.5%3、石墨45-55%4、铁粉7-15%5、硫磺6.5-8%6、硫酸钡3.6-4%
7、氧化锌1-2%8、铝钒土2%9、酚醛树脂粉5-9%10、碳纤维0.1-0.2%11、防老剂DN-苯基-2-萘胺0.3-0.7%12、促进剂TT双(二甲基硫代氨基甲酰)二硫化物0.3-0.8%(二)塑炼1、将顺丁胶与丁苯按1∶1配合送轧胶机靠近齿轮传动端加入，2、加入轧胶机的冷却循环水水温应为4-25℃，3、先用1-3mm辊距塑炼3-5分钟，4、后用5-10mm辊距塑炼2-3分钟，5、重点上面3、42-3次，6、再用1-3mm辊距连续不断地“薄通”塑炼，最后用0.5-1mm辊距塑炼3-5次。
7、放置不动1-10天(三)初混炼1、将酚醛树脂粉均匀加入已塑炼好的胶片内一起进入轧胶机内混炼，一直以辊距1-3mm薄通5-6次即可2、将初混炼好的(橡胶+塑料粉)片取出备用。
(四)混炼1、将配置好的石墨、铁粉、硫磺粉、硫酸钡、氧化锌、碳纤维、防老剂D、促进剂TT混合均匀。
2、将轧胶机前辊温度比后辊温度低10℃，以使其轧胶时胶片不易脱辊。
3、加料(1)将辊距定为3-6mm，从辊距中以包辊方式加入初混炼好的胶片，并打开通风设备不断均匀地加入1所述的混合料，(2)加料总量对XK-360轧胶机，其总量为15-25公斤对XK-400轧胶机，其总量为35公斤4、混炼20-30分钟，直到胶片均匀成形，厚度根据需要为3-6mm，(五)制作瓦背
1、备料将4mm厚钢板、6mm厚钢板裁剪为下列尺寸作瓦背、锁鼻毛坯制作品瓦背锁鼻带轮缘闸瓦333×210-213×4105×25×6无轮缘闸瓦333×153×4105×25×61号煤水水车闸瓦333×(80-82)×495×40×6将φ6-8mm钢筋裁剪成 米长2、冲压成形将上述1中毛坯料分别用模具、液压机、压力机将其模压成形，将钢筋压制成波形3、将锁鼻与瓦背、钢筋焊成一体即为瓦背4、清除瓦背上焊渣和多余物(六)切片、叠片1、制备胶浆将混炼好的胶料碎片切成小粒浸入汽油中24小时，而后搅拌即成，并以浓度不同分为三种(1)稀胶浆胶料浓度为15%(2)稠胶浆胶料浓度为25%(3)修补用胶浆胶料浓度为50%2、瓦背处理将(五)制好的瓦背用碱水脱脂、再酸洗、再清洗、然后恒温加热、保持100-120℃取出，并在其粘片面上均匀涂稀、稠两层胶浆粘接剂，3、将胶片切成与成型模相当的裁片，其重量为带轮缘闸瓦4.8±0.1kg无轮缘闸瓦5.4±0.1kg 号煤水水车间瓦 2.8±0.1kg4、在瓦背的波纹钢筋夹缝中嵌入散碎胶料，5、将裁好胶片叠放在瓦背上(七)压制成形
1、将叠好胶片的闸瓦放入涂好脱模剂的压制模中，此脱模剂为肥皂水或硅油，2、用阳模轻轻地将胶片全部压入模中，3、用压力不小于90吨液压机将上述2压制成形，4、保持压力3-5分钟，5、用顶出机构将成形的闸瓦顶出，(八)修整用修补胶修补抹平，(九)硫化1、将具有锁紧机构的硫化模放入恒温箱中加热到50-120℃并保持10-15分钟，2、将模取出并在其内涂上一层肥皂水脱模剂，3、将闸瓦速放入硫化模中，拧紧锁紧用螺栓，装车送入恒温箱，4、箱温升到145-150℃，保温45-55分钟5、取出(十)检验入库1、目测无裂纹，无微小划伤和损伤2、邵氏硬度上、中、下三点均需为95±53、1000块中抽4-8块作各种物理机能鉴定4、在瓦背上涂漆、贴合格证入库。
实施例实施例1其制作工艺流程与上述完全相同，其中各材料的配方为顺丁胶7%丁本胶7%酚醛树脂粉7%石墨52%铁粉12%硫磺7%铝钒土3%氧化锌1%硫酸钡4%碳纤维0.2%防老剂D0.3%促进剂TT0.5%实施例2其制作工艺与上述的方法工艺完全相同，其所用材料的配方为
顺丁胶6%丁苯胶6%酚醛树脂12%石墨48%铁粉14%硫磺6%铝瓦土2%氧化锌2%硫酸钡3.4%碳纤维0.1%防老剂D0.2%促进剂TT0.3%上述实施例制得的闸瓦经测试其摩擦系数低为0.16-0.18，故其寿命可为现今的合成闸瓦要高3-5倍，它无石棉、玻璃纤维等致癌的公害，强度高，磨损量小，价格便宜，由此可见本发明具有很好的经济和实用价值，并已在厂矿、支线中得到试用。
权利要求
1.一种无公害低摩擦系数合成闸瓦制造方法，其内容为(一)按下列材料及其含量备料、配料(1)、顺丁胶 6-9.5% (2)、丁苯 6-9.5%(3)、石墨45-55% (4)、铁粉 7-15%(5)、硫碳粉 6.5-8% (6)、硫酸钡 3.6-4%(7)、氧化锌 1-2%(8)、铝钒土 2%(9)、酚醛树脂粉 5-9%(10)、碳纤维0.1-0.2%(11)、防老剂DN-苯基-2-萘胺 0.3-0.7%(12)、促进剂TT双(二甲基硫代氨基甲酰)二硫化物 0.3-0.8%(二)塑炼(1)、将顺丁胶与丁苯按1∶1配合送轧胶机靠近齿轮传动端加入，(2)、加入轧胶机的冷却循环水水温应为4-25℃，(3)、先用1-3mm辊距塑炼3-5分钟，(4)、后用5-10mm辊距塑炼2-3分钟，(5)、重点上面3、42-3次，(6)、再用1-3mm辊距连续不断地“薄通”塑炼，最后用0.5-1mm辊距塑炼3-5次。(7)、放置不动1-10天(三)初混炼(1)、将酚醛树脂粉均匀加入已塑炼好的胶片内一起进入轧胶机内混炼，一直以辊距1-3mm薄通5-6次即可(2)、将初混炼好的(橡胶+塑料粉)片取出备用。(四)混炼(1)、将配置好的石墨、铁粉、硫磺粉、硫酸钡、氧化锌、碳纤维、防老剂D、促进剂TT混合均匀，(2)、将轧胶机前辊温度比后辊温度低10℃，以使其轧胶时胶片不易脱辊。(3)、加料(1)将辊距定为3-6mm，从辊距中以包辊方式加入初混炼好的胶片，并打开通风设备不断均匀地加入1所述的混合料，(2)加料总量对XK-360轧胶机， 其总量为 15-25公斤对XK-400轧胶机， 其总量为 35公斤4、混炼20-30分钟，直到胶片均匀成形，厚度根据需要为3-6mm，(五)制作瓦背(1)、备料将4mm厚钢板、5mm厚钢板裁剪为下列尺寸作瓦背、锁鼻毛坯制作品 瓦背 锁鼻带轮缘闸瓦 333×210-213×4 105×25×6无数缘闸瓦 333×153×4 105×25×61号煤水水车闸瓦 333×(80-82)×4 95×40×6将Φ6-8mm钢筋裁剪成1米长(2)、冲压成形将上述1中毛坯料分别用模具、液压机、压力机将其模压成形，将钢筋压制成波形(3)、将锁鼻与瓦背、钢筋焊成一体即为瓦背(4)、清除瓦背上焊渣和多余物(六)切片、叠片(1)、制备胶浆将混炼好的胶料碎片切成小粒浸入汽油中24小时，而后搅拌即成，并以浓度不同分为三种(1)稀胶浆 胶料浓度为15%(2)稠胶浆 胶料浓度为25%(3)修补用胶浆 胶料浓度为50%(2)、瓦背处理将(五)制好的瓦背用碱水脱脂、再酸洗、再清洗、然后恒温加热、保持100-120℃取出，并在其粘片面上均匀涂稀、稠两层胶浆粘接剂，(3)、将胶片切成与成型模相当的裁片，其重量为带轮缘闸瓦 4.8±0.1kg无轮缘闸瓦 5.4±0.1kg1号煤水水车间瓦 2.8±0.1kg(4)、在瓦背的波纹钢筋夹缝中嵌入散碎胶料，(5)、将裁好胶片叠放在瓦背上(七)压制成形(1)、将叠好胶片的闸瓦放入涂好脱膜剂的压制模中，此脱模剂为肥皂水或或硅油，(2)、用阳模轻轻地将胶片全部压入模中，(3)、用压力不小于90吨液压机将上述压制成形，(4)、保持压力3-5分钟，(5)、用顶出机构将成形的闸瓦顶出，(八)修整用修补胶修补抹平，(九)硫化(1)、将具有锁紧机构的硫化模放入恒温箱中加热到50-120℃并保持10-15分钟，(2)、将模取出并在其内涂上一层肥皂水脱模剂，(3)、将闸瓦速放入硫化模中，拧紧锁紧用螺栓，装车送入恒温箱，(4)、箱温升到145-150℃，保温45-55分钟(5)、取出(十)检验入库(1)、目测无裂纹，无微小划伤和损伤(2)、邵氏硬度上、中、下三点均需为95±5(3)、1000块中抽4-8块作各种物理机能鉴定(4)、在瓦背上涂漆、贴合格证入库。
2.一种无公害低摩擦系数合成闸，其特征在于其所用材料的配方为(1)、顺丁胶 6-9.5% (2)、丁苯 6-9.5%(3)、石墨 45-55% (4)、铁粉 7-15%(5)、硫磺 6.5-8% (6)、硫酸钡 3.6-4%(7)、氧化锌 1-2% 8、铝钒土 2%(9)、酚醛树脂粉 5-9% (10)、碳纤维 0.1-0.2%(11)、防老剂D N-苯基-2-萘胺 0.3-0.7%(12)、促进剂TT双(二甲基硫代氨基甲酰)二硫化物 0.3-0.8%
3.按权利要求2所述的合成闸瓦，其特征在于其所用材料的配方为(1)顺丁胶 7% (2)丁本胶 7%(3)酚醛树脂粉 7% (4)石墨 52%(5)铁粉 12% (6)硫磺 7%(7)铝钒土 3% (8)氧化锌 1%(9)硫酸钡 4% (10)碳纤维 0.2%(11)防老剂D 0.3% (12)促进剂TT 0.5%
4.按权利要求2所述的合闸瓦，其特征在于所用材料的配方为(1)顺丁胶 6% (2)丁苯胶 6%(3)酚醛树脂 12% (4)石墨 48%(5)铁粉 14% (6)硫磺 6%(7)铝瓦土 2% (8)氧化锌 2%(9)硫酸钡 3.4% (10)碳纤维 0.1%(11)防老剂D 0.2% (12)促进剂TT 0.3%
全文摘要
一种无公害低摩擦系数合成闸瓦制造方法由合成橡胶(丁苯加顺丁)塑炼、加塑料粉初混炼成片、加入填料、防老剂、硫化促进剂后再混炼、成片、切片、叠切片于成型瓦背、压制成型、硫化处理工序组成。其优点生产效率高，无废品，闸瓦强度高，摩擦系数低，磨损量低，无公害，散热性好，踏面温度可小于200℃，成本低。
文档编号C08L9/06GK1103647SQ9411631
公开日1995年6月14日 申请日期1994年9月30日 优先权日1994年9月30日
发明者吴学仁 申请人:吴学仁