[發(fā)明專利]一種電力機車用聚丙烯腈炭纖維增強瀝青基體閘瓦的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811649254.0
• 申請日: 2018-12-30
• 公開（公告）號: CN109851384A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓旭;楊方琴;梁智萍
• 申請（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江創(chuàng)智特種合金科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種電力機車用聚丙烯腈炭纖維增強瀝青基體閘瓦的制備方法，該方法為：一、采用短切聚丙烯腈炭纖維、碳化硅粉、銅粉、氮化硼、氧化鋁粉、炭粉、石墨粉和瀝青作為主要原材料；二、按一定比例配置聚丙烯腈炭纖維混合物；三、壓制固化成型；四、炭化處理；五、高溫處理；六、機械加工后，制得電力機車用聚丙烯腈炭纖維增強瀝青基體閘瓦。本發(fā)明采用短切聚丙烯腈炭纖維作為增強體，瀝青作為粘接劑，銅粉作為導(dǎo)熱填充材料，石墨粉作為潤滑劑，碳化硅粉、氮化硼、氧化鋁粉的耐磨性等特點制備的電力機車用聚丙烯腈炭纖維增強瀝青基體閘瓦，具有力學(xué)性能優(yōu)異，機械強度高、抗沖擊韌性好、耐磨性好、使用壽命長等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開一種電力機車閘瓦材料的制備方法，屬于閘瓦材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活消費水平不斷提高，對運輸?shù)谋憬菪院褪孢m性要求也不斷提高。列車高速化已成為列車運輸發(fā)展的必然趨勢，相對帶來的安全問題也越來越受到人們的重視。列車的剎車性能是決定列車安全運輸?shù)闹匾蛩兀熊囋谶\行過程中，直接摩擦車輪使火車停車的零件就是閘瓦，閘瓦是列車最關(guān)鍵的安全零件，所有剎車效果的好壞都是由閘瓦起決定性作用。

閘瓦是由鑄鐵或其它材料制成的瓦狀制動塊，在列車制動時抱緊車輪踏面，通過摩擦使車輪停止轉(zhuǎn)動而達到剎車的目的。在這一過程中，制動裝置要將巨大的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟⒂诖髿庵?。這種制動效果的好壞，主要取決于摩擦熱能的消散能力。使用這種制動方式時，閘瓦摩擦面積小，大部分熱負荷由車輪來承擔(dān)。列車速度越高，制動時車輪的熱負荷也越大。如用鑄鐵閘瓦，溫度可使閘瓦熔化；即使采用較先進的合成閘瓦，溫度也會高達400-450℃。當(dāng)車輪踏面溫度增高到一定程度時，就會使踏面磨耗、裂紋或剝離，及影響使用壽命，也影響行車安全。因此，傳統(tǒng)的踏面閘瓦不能滿足列車制動的需求。

纖維增強復(fù)合材料具有密度低、高的機械強度、高的抗沖擊韌性、耐磨以及耐腐蝕性能，可以應(yīng)用于電力機車摩擦材料，并可大大提高電力機車的安全性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，以解決現(xiàn)有電力機車閘瓦熱傳遞和耐熱性差，材料不穩(wěn)定導(dǎo)致閘瓦摩擦系數(shù)不穩(wěn)定的技術(shù)問題，而提供一種工藝簡單、致密效果好、機械強度高、耐磨性和耐熱性優(yōu)異的電力機車閘瓦的制備方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種電力機車用聚丙烯腈炭纖維增強瀝青基體閘瓦的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一：采用短切聚丙烯腈炭纖維、碳化硅粉、銅粉、氮化硼、氧化鋁粉、碳粉、石墨粉和瀝青作為主要原材料。

步驟二：將步驟一中材料按比例稱取好后在攪拌罐中進行攪拌，攪拌罐加熱溫度40℃-70℃，攪拌時間為3h-8h。

步驟三：將步驟二中攪拌好的混合料置于設(shè)計好的模具中，在多層壓機上壓制成型，壓力為24Mpa-44 Mpa。

步驟四：將步驟三中壓制成型的半成品置于炭化爐內(nèi)進行炭化處理，炭化溫度為740℃-940℃。

步驟五：將步驟四中炭化處理后的半成品在真空條件下進行高溫處理，處理溫度為1240℃-1440℃。

步驟六：將步驟五出爐的復(fù)合材料坯體經(jīng)過機械加工后，制得電力機車用聚丙烯腈炭纖維增強瀝青基體閘瓦。

上述的一種電力機車用聚丙烯腈炭纖維增強瀝青基體閘瓦的制備方法，其特征在于，步驟一中所述的短切聚丙烯腈炭纖維長度為14mm-24mm，銅粉、碳化硅粉、氮化硼、氧化鋁粉、炭粉、石墨粉的顆粒大小均為300目以下，瀝青為煤焦油瀝青或石油瀝青。