一种摩擦材料，包含其的机车用闸瓦及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种摩擦材料，包含其的机车用闸瓦及制备方法。所述摩擦材料，包括如下重量份数的原料：钢纤维30‑40份、改性酚醛树脂7‑10份、丁腈橡胶10‑18份、石墨2‑5份、碳纤维1‑5份、玄武岩纤维4‑6份、芳纶1‑5份、碳酸钙1‑2份、萤石2‑5份、白刚玉2‑5份、碳化硅1‑2份、云母1‑2份。机车用闸瓦的制备方法，包括如下步骤：(1)将各原料按比例混合；(2)对混合料进行压制；(3)对毛坯加热固化，制得机车用闸瓦。通过合理选择和配制各原料，利用各原料间的协同作用，使其具有高温摩擦系数高且稳定、抗冲击效果好的特点，使其能很好地用到重量大、制动过程中会产生高温和强冲击的机车上。

Friction material, brake shoe for locomotive and preparation method thereof

The invention discloses a friction material, a locomotive brake shoe and a preparation method thereof. The friction material comprises the following raw materials in parts by weight: 40, 30 steel fiber modified phenolic resin 7 10 copies, 18 copies, 10 nitrile rubber 2 5 graphite and carbon fiber 1 5 copies, 6 copies of the 4 basalt fiber and aramid fiber 1, 5 carbonate 1 calcium 2 copies, 5 copies, 2 fluorite white corundum 2 5 copies, 2 copies, 1 SiC mica 1 2. The invention relates to a method for preparing a brake shoe for a locomotive, which comprises the following steps: (1) the raw materials are mixed according to proportion; (2) the mixture is pressed; (3) the blank is heated and solidified, and the brake shoe for the locomotive is made. Through the reasonable selection and preparation of various raw materials, the use of synergies between the various raw materials, which has the characteristics of high temperature high and stable friction coefficient, good shock proof effect, so that it can be well used in weight, braking process can produce high temperature and strong impact on the locomotive.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机车用闸瓦制备
，具体涉及一种摩擦材料，包含其的机车用闸瓦及制备方法，特别涉及一种摩擦材料，包含其的交流传动机车用闸瓦及制备方法。
技术介绍
机车采用微机网络控制，标准化、模块化设计，具有恒功范围宽、轴功率大、粘着特性好、功率因数高、谐波干扰小、维护率和全寿命运营成本低、适用范围广等优点，是中国铁路装备技术现代化的重要标志产品之一。其一般由蒸汽机、柴油机、燃气轮机、牵引电动机等动力机械直接或通过传动装置驱动，并通过制动装置来实现机车的制动效果。机车的机车头重量一般在100吨左右，而且在制动过程中会产生高达100～350℃的高温，因此对制动装置，特别是制动装置中的闸瓦提出了更高的要求，但是现有技术中的闸瓦或刹车片普遍存在高温摩擦系数低且不稳定、抗冲击效果差的缺陷，难以满足上述要求。如中国专利文献CN105670564A公开了一种无铜摩擦材料及刹车片。所述无铜摩擦材料，以重量份计，包括如下原料：钢纤维30-40份、改性酚醛树脂5-15份、丁腈橡胶5-10份、丁苯橡胶10-15份、石墨10-15份、二硫化钼3-4份、冰晶石5-10份、硫酸钡5-8份、芳纶1-5份、重质碳酸钙1-5份、重质氧化镁1-5份、白刚玉1-3份、碳化硅3-4份。通过上述无铜摩擦材料制得的刹车片应用于汽车上具有抗热裂解性和耐磨性好、磨损率低和使用寿命长的特点。上述技术中采用各原料和配比得到的铜摩擦材料及刹车片，能满足汽车刹车要求，但是因其高温摩擦系数低且不稳定、抗冲击效果差，导致其难以用于到重量大、制动过程中会产生高温和强冲击的机车上，因此，如何提供一种高温摩擦系数高且稳定、抗冲击效果好的机车用闸瓦是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的是现有闸瓦用于机车上存在高温摩擦系数低且不稳定、抗冲击效果差的缺陷，进而提供了一种高温摩擦系数高且稳定、抗冲击效果好的摩擦材料，包含其的机车用闸瓦及制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术所提供的摩擦材料，包括如下重量份数的原料：钢纤维30-40份、改性酚醛树脂7-10份、丁腈橡胶10-18份、石墨2-5份、碳纤维1-5份、玄武岩纤维4-6份、芳纶1-5份、碳酸钙1-2份、萤石2-5份、白刚玉2-5份、碳化硅1-2份、云母1-2份。优选地，包括如下重量份数的原料：钢纤维32-38份、改性酚醛树脂8-9份、丁腈橡胶13-15份、石墨3-4份、碳纤维3-4份、玄武岩纤维5-6份、芳纶3-4份、碳酸钙1-2份、萤石3-4份、白刚玉3-4份、碳化硅1-2份、云母1-2份。进一步地，包括如下重量份数的原料：钢纤维34-36份、改性酚醛树脂8份、丁腈橡胶15份、石墨3份、碳纤维4份、玄武岩纤维5份、芳纶3份、碳酸钙2份、萤石3份、白刚玉4份、碳化硅1份、云母2份。进一步地，包括如下重量份数的原料：钢纤维34-36份、改性酚醛树脂9份、丁腈橡胶13份、石墨4份、碳纤维3份、玄武岩纤维6份、芳纶4份、碳酸钙1份、萤石4份、白刚玉3份、碳化硅2份、云母1份。优选地，所述钢纤维的长径比为(3-4mm)：(30-65μm)；所述碳纤维长径比为(1-2mm)：(7-13μm)。优选地，所述玄武岩纤维中SiO2的含量为55wt～60wt％、氧化铝的含量为9wt～10wt％、氧化钙的含量为0.4wt～2wt％；所述萤石中SiO2的含量为10wt～15wt％；所述白刚玉中Al2O3的含量≥99wt％；所述云母中SiO2的含量为45wt～50wt％、Al2O3的含量为35wt～40wt％。进一步地，还包括1-2份的二氧化硅。本专利技术还提供了一种机车用闸瓦，由上述摩擦材料制备得到。另外，本专利技术还提供了上述机车用闸瓦的制备方法，包括如下步骤：(1)将上述各原料按比例混合，得到混合料；(2)对所述混合料进行压制。得到毛坯；(3)对所述毛坯加热固化，制得所述机车用闸瓦。优选地，步骤(2)中，所述压制的压力为3-8Mpa，温度为110℃-130℃；所述加热固化的温度为190℃-210℃、时间为22h-26h。本专利技术中所述的改性酚醛树脂为硼改性酚醛树脂。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术实施例所提供的摩擦材料，通过合理选择和配制各原料，特别是控制无机物与有机物的比例，以及无机物的种类，利用各原料间的协同作用，使由其制得的闸瓦具有高温摩擦系数高且稳定、抗冲击效果好的特点，使其能很好地用到重量大、制动过程中会产生高温和强冲击的机车上。(2)本专利技术实施例所提供的摩擦材料，通过限定钢纤维的长径比、碳纤维长径比；玄武岩纤维中SiO2的含量、氧化铝的含量、氧化钙的含量；萤石中SiO2的含量；白刚玉中Al2O3的含量；云母中SiO2的含量、Al2O3的含量，进一步提高了由该摩擦材料所制得的闸瓦的高温摩擦系数和抗冲击效果。(3)本专利技术实施例所提供的机车用闸瓦，利用玄武岩纤维、碳纤维和芳纶共混，能有效提高闸瓦的抗冲击性能，同时，稳定闸瓦的高温摩擦系数；利用萤石和云母中的SiO2与玄武岩纤维结合，可有效提高玄武岩纤维表面粗糙度，增加其与其它原料的接触面积，进而增加闸瓦的抗冲击性能；将玄武岩纤维、萤石、白刚玉、云母和碳化硅这些原料均匀分布于闸瓦中，有效提高和稳定了其高温摩擦系数，同时，增强了闸瓦的抗冲击性能。(4)本专利技术实施例所提供的机车用闸瓦，通过合理选择和配制无机物和有机物的比例，使闸瓦在频繁制动过程中所产生的热量快速转移至大气中，热传导性能好，利于稳定高温摩擦系数；通过选择各无机物材料，使闸瓦能适应更大的载客量和热负荷；再者进一步加入的二氧化硅和原料中本身含有的二氧化硅与丁腈橡胶混炼时可使丁腈橡胶产生抗湿滑性，该作用可防止在湿式(潮湿、雨雪)条件下闸瓦与对偶之间打滑，同时二氧化硅与丁腈橡胶配合，使其具有抗氧化、抗老化和绝缘的作用；采用玄武岩纤维，也降低了碳纤维用量，进而降低了成本。(5)本专利技术实施例所提供的机车用闸瓦，还具有稳定性高、耐磨损、压缩强度和弯曲强度高、成本低的特点，在连续制动过程中热衰退弱、紧急制动距离达标。(6)本专利技术实施例所提供的机车用闸瓦的制备方法，通过工艺参数的控制进一步提高和稳定了闸瓦的高温摩擦系数，在遇到紧急情况时，可降低刹车距离，更安全可靠。具体实施方式为了更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术做进一步描述。本专利技术可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本专利技术的构思充分传达给本领域技术人员，本专利技术将仅由权利要求来限定。实施例1本实施例提供了一种摩擦材料，包含其的机车用闸瓦及制备方法。所述摩擦材料由如下原料组成：钢纤维35g、改性酚醛树脂8g、丁腈橡胶14g、石墨3g、碳纤维3g、玄武岩纤维5g、芳纶3g、碳酸钙1g、萤石4g、白刚玉3g、碳化硅2g、云母1g；其中，钢纤维的长径比为3.5mm：50μm；碳纤维长径比为1.5mm：10μm；玄武岩纤维中SiO2的含量为58wt％、氧化铝的含量为9.5wt％、氧化钙的含量为1wt％；萤石中SiO2的含量为12wt％；白刚玉中Al2O3的含量为99wt％；云母中SiO2的含量为48wt本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦材料，包括如下重量份数的原料：钢纤维30‑40份、改性酚醛树脂7‑10份、丁腈橡胶10‑18份、石墨2‑5份、碳纤维1‑5份、玄武岩纤维4‑6份、芳纶1‑5份、碳酸钙1‑2份、萤石2‑5份、白刚玉2‑5份、碳化硅1‑2份、云母1‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种摩擦材料，包括如下重量份数的原料：钢纤维30-40份、改性酚醛树脂7-10份、丁腈橡胶10-18份、石墨2-5份、碳纤维1-5份、玄武岩纤维4-6份、芳纶1-5份、碳酸钙1-2份、萤石2-5份、白刚玉2-5份、碳化硅1-2份、云母1-2份。2.根据权利要求1所述的摩擦材料，其特征在于，包括如下重量份数的原料：钢纤维32-38份、改性酚醛树脂8-9份、丁腈橡胶13-15份、石墨3-4份、碳纤维3-4份、玄武岩纤维5-6份、芳纶3-4份、碳酸钙1-2份、萤石3-4份、白刚玉3-4份、碳化硅1-2份、云母1-2份。3.根据权利要求1或2所述的摩擦材料，其特征在于，包括如下重量份数的原料：钢纤维34-36份、改性酚醛树脂8份、丁腈橡胶15份、石墨3份、碳纤维4份、玄武岩纤维5份、芳纶3份、碳酸钙2份、萤石3份、白刚玉4份、碳化硅1份、云母2份。4.根据权利要求1或2所述的摩擦材料，其特征在于，包括如下重量份数的原料：钢纤维34-36份、改性酚醛树脂9份、丁腈橡胶13份、石墨4份、碳纤维3份、玄武岩纤维6份、芳纶4份、碳酸钙1份、萤石4份、白刚玉3份、碳化硅2份、云母1份。5.根据权利要求1-4中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佩芳，李想，
申请(专利权)人：北京天宜上佳新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11