[發明專利]鐵路大功率機車合成閘瓦的閘瓦體制備材料及制備方法

無效

• 申請號: 201410325067.2
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104086832A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 張宗安;裴頂峰;田天順;張劍;趙弟武;田建忠;陳強
• 申請（專利權）人: 北京鐵路局太原機車車輛配件廠
• 主分類號: C08L9/02
• 分類號: C08L9/02;C08L61/06;C08K13/02;C08K3/34;C08K3/08;C08K3/30;C08K3/04;C08K3/22
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

技術領域

本發明涉及鐵路機車合成閘瓦制備技術，具體為閘瓦體的制備材料及制備方法。

背景技術

我國和諧號大功率機車分別從美國GE、美國EMD、日本東芝、法國阿爾斯通、德國西門子通過引進、消化再創新而制造，機車上剎車系統所使用的摩擦材料主要是從國外進口，國內廠家沒有形成批量供貨。由于生產廠家是北美、歐洲和日本等國家和地區，所以采用的標準也不同，國內沒有形成評價體系。目前針對HXD₂機車用閘瓦，國內還沒有形成完整的制造技術，在山西省科學技術情報研究所進行科技查新，通過國內數據庫檢索，未見對HXD₂型大功率機車閘瓦進行制造研究的公開文獻報道。

目前，我國和諧號大功率機車所使用的摩擦材料主要是從國外進口，國內廠家沒有形成批量供貨。由于國外產品的價格昂貴，產品供應周期長，增大了使用和維修成本。機車配屬的鐵路局不同，造成了國外產品在我國無法廣泛適用，更無法進行有效的質量控制。因此，有必要自主研發大功率機車所使用的摩擦材料，制造國產產品，降低成本。

發明內容

目前，我國鐵路和諧號大功率機車制動單元全部采用進口閘瓦，價格昂貴，供貨不及時。本發明的目的在于提供一種閘瓦體制備材料及制備方法，利用該閘瓦體制備的合成閘瓦滿足了進口機車配件國產化的要求，達到與國外產品等同的摩擦磨耗性能。

本發明是采用如下技術方案實現的：

一種鐵路大功率機車合成閘瓦的閘瓦體制備材料，由如下重量份的組分構成：

丁腈橡膠9～10份，酚醛樹脂4～5份，海泡石8～10份，鐵粉21～23份，鋼棉纖維3～4份，鋁釩土0.3～0.8份，復合纖維11.5～12.5份，硫酸鋇15～17份，石墨14～15.5份，鉀長石5～6份，促進劑0.2～0.7份，氧化鋅0.1～0.5份，硬脂酸0.1～0.5份，硫磺0.5～1份。

如圖2、3、4所示，鐵路和諧號大功率機車合成閘瓦包括鋼質瓦背和由高分子材料制備的閘瓦體，二者通過熱壓粘結組合而成。本發明所制備的合成閘瓦結構同國外產品，其中鋼制瓦背包含加強板、瓦背體、定位柱三個零件，加強板和瓦背體采用焊接固聯，定位柱和瓦背體采用鉚接固聯。

HXD₂型大功率機車合成閘瓦的外形及配合尺寸確定后，太原機車車輛配件廠根據多年生產高摩擦系數合成閘瓦的成熟經驗，結合產品的結構特點，確定了生產HXD₂大功率機車合成閘瓦的工藝路線如圖1所示，其中，鋼制瓦背體可以采用現有方法制備而成，由于瓦背結構較為復雜，為了簡化模具結構，瓦背成型模具采用了單工步結構型式，確保了瓦背的成型。具體步驟依次為：瓦背下料、瓦背落料、瓦背沖孔打字、瓦鼻成型、瓦背切舌、瓦背翻邊、瓦鼻圓弧成型，然后在瓦背體上焊接加強版和鉚接定位柱裝配構成瓦背，經拋丸除銹后，經過瓦背質量檢驗合格即可。

閘瓦體制備方法如下：稱取規定重量的丁腈橡膠，進行破膠后，依次加入規定重量的其他配料：酚醛樹脂、海泡石、鐵粉、鋼棉纖維、鋁釩土、復合纖維、硫酸鋇、石墨、鉀長石、促進劑、氧化鋅、硬脂酸、硫磺，進行混煉，混煉是用煉膠機將生膠或塑煉生膠與配合劑煉成混煉膠的工藝，破碎，最后熱壓成型即可，閘瓦體熱壓成型的技術參數：壓制溫度為160±5℃、保壓時間為30min、壓制壓力控制在不低于14.5MPa。其中，閘瓦體的優選配方為：丁腈橡膠9.6份，酚醛樹脂4.3份，海泡石9份，鐵粉22.3份，鋼棉纖維3.7份，鋁釩土0.5份，復合纖維12.2份，硫酸鋇16份，石墨14.9份，鉀長石5.8份，促進劑0.4份，氧化鋅0.3份，硬脂酸0.2份，硫磺0.8份。

配方中，丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經乳液聚合法制得的，丁腈橡膠主要采用低溫乳液聚合法生產，耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強。

促進劑一是作為補強樹脂的固化劑，提高橡膠制品的硬度；二是與甲苯二酚等助劑一起構成粘合體系，對橡膠與纖維的粘合起著重要作用，本發明具體選用硫磺作硫化劑，促進劑CZ作硫化促進劑，氧化鋅作為防氧化劑。

復合纖維是指由兩種或兩種以上聚合物，或具有不同性質的同一聚合物，經復合紡絲法制成的化學纖維，本發明具體選用礦物復合纖維和鋼棉纖維作為復合補強體系。

之后，在鋼制瓦背上涂刷粘結劑，經熱壓粘結閘瓦體，構成合成閘瓦，最后經清除飛邊余量、固然化處理后，檢驗、油漆、包裝、入庫。