[發明專利]一種輪軌摩擦調節材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910020962.6
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109762626B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 崔大賓
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: C10M161/00
• 分類號: C10M161/00;C09K3/14
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本發明公布了一種輪軌摩擦調節材料，輪軌摩擦調節材料原料組成及其質量配比為聚四氟乙烯20?60份、石墨20?60份、二氧化硅0.2?20份、酚醛樹脂5?20份和石蠟2?10份；輪軌摩擦調節材料生產主要步驟：首先將聚四氟乙烯與石墨混合，進行干燥處理，干燥過后將其與二氧化硅混合，然后加入酚醛樹脂制成混料，混料后加入石蠟粉末，再對混料進行熱處理和加壓，然后使用階梯降溫，完成輪軌摩擦調節材料制作；本發明的體系具有較好的穩定性，制備過程不復雜，制備的輪軌摩擦調節材料，可以調節輪軌摩擦系數，使其維持在0.2?0.4之間。

技術領域

本發明屬于軌道交通領域，尤其涉及一種輪軌摩擦調節材料。

背景技術

輪軌摩擦調節材料可以調節輪軌摩擦系數，使其維持在一個適宜的區間內。輪軌摩擦系數受外界影響較大，在干燥環境下輪軌摩擦高達0.7，受油污污染后，摩擦系數低于0.1，維持輪軌摩擦系數在0.3附近是保證輪軌交通安全經濟出行的關鍵技術。輪軌摩擦系數過大，會造成較大的輪軌疲勞及磨耗，導致輪軌維護維修成本成倍增加。輪軌摩擦系數過低，會導致車輪牽引制動失效，影響列車正常運行并危及行車安全。目前對輪軌摩擦系數的處理方法主要集中為兩類，即增粘與減磨，也就是增大摩擦系數與減小摩擦系數。增大摩擦系數的產品主要是輪軌間撒石英砂或者使用踏面研磨子,這種方式需要定期向輪軌間撒石英砂或更換研磨子，這樣會耗費很大的人力物力。減小摩擦系數的產品主要是使用各類潤滑劑，固態潤滑劑通常含有鉛、二硫化鉬等重金屬或稀有金屬，成本高，并且對環境存在污染。

對滿足鐵路要求的材料進行選擇是一個龐大的工程。傳統的固體潤滑或固態摩擦材料中通常使用鉬或鈦的各種氧化物或硫化物，或者直接使用銅金屬，且傳統的固體潤滑或固態摩擦材料只能起到一個潤滑的作用，另外這些有色金屬在造成大量的資源浪費，甚至對環境產生污染，將直接影響農業生產或者污染水源。因此鐵路使用環境中不允許使用有色稀有金屬，這就需要采用技術手段在不影響摩擦效果的前提下，對現有材料的配合及工藝進行調整。各組份材料在產品中的作用不同，對產品的性能影響也不同，且這些都必須基于一定的生產工藝。生產加工過程不單單是產品成型過程，更是一個復雜的化學反應過程。各組分的含量及工藝必須嚴格控制。且制得的產品要在大范圍的鐵路運輸中使用，用量較大，嚴格禁止使用非再生稀有資源。

中國專利申請92115034.2公開了一種火車輪軌系統的潤滑劑，是將20-70％的石墨粉、二硫化鉬和氮化硼2-5％的三氧化二銻和三水合氧化鋁，摻入30-80％高分子聚合物中，于20-90℃下固化成型。該潤滑劑使用過程中和車輪輪緣始終是接觸的，會因摩擦而在輪緣表面形成一層吸附薄膜。但是該發明中含有的氧化物造價高，使得生產成本變高，且該發明組分中含有的重金屬元素會對環境造成污染；另一方面該發明通過在輪緣表面形成一層吸附薄膜，起到持續潤滑的效果，但是當輪軌被油污污染后，輪軌摩擦系數將變得很低，這將會導致車輪牽引制動失效，影響列車正常運行并危及行車安全。

中國專利申請92115302.3涉及一種既有潤滑作用又有增摩效果的固體輪軌踏面摩擦劑，是將5-30％的石墨粉、二硫化鉬粉及氮化硼混合一定量的石膏粉、滑石粉和生石灰摻和均勻后混入40-90％的聚四氟乙烯、聚酯樹脂和環氧樹脂中固化成型。該發明中含有重金屬元素，會對環境造成污染；且該發明組份中含有生石灰，而生石灰在空氣中會吸水變質，也就限制了該固體輪軌踏面摩擦劑的使用壽命。

發明內容

本發明的目的之一就在于合成一種輪軌摩擦調節材料，將輪軌的摩擦系數一直保持在0.2-0.4范圍內。保證輪軌的低摩擦，又保證有效的牽引制動效果，同時材料環保，充分解決現有技術存在的各種問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是，

一種輪軌摩擦調節材料，包括如下材料：聚四氟乙烯、石墨、氣相二氧化硅、酚醛樹脂和石蠟，本發明提供的輪軌摩擦調節材料是一種摩擦系數保持材料。