一种合成闸瓦及其制造方法技术

本发明专利技术合成闸瓦包括具有槽的摩擦块，槽的平面形状为人字形或Z字形。摩擦块的组成包括改性酚醛树脂、丁腈橡胶、丁苯橡胶、芳纶浆粕、沥青基碳纤维、钢纤维、人造石墨颗粒、-200目铁粉、纳米铁粉、硫酸钡晶须、钛酸钾晶须、海泡石纤维、针状硅灰石、氧化锌晶须。本发明专利技术的合成闸瓦制备方法包括以下步骤：用甲苯将丁苯橡胶粉溶解成橡胶溶液；将上述橡胶溶液与其它物料用密炼机混合，用热压机压制成型，最后固化处理。本发明专利技术的合成闸瓦具有强度高，热稳定性好，吸热散热性好，耐磨损，摩擦系数稳定的优点，这样能够防止金属镶嵌、踏面热裂等损伤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种列车制动用的摩擦材料及其制造方法，尤其是一种有机合成闸瓦及其制造方法。
技术介绍
摩擦材料是各种机械设备的制动器、离合器和摩擦传动装置中不可缺少的材料之一，是利用摩擦使运动物体的动能转化为热能，从而使物体减速或停止运动的一种多元复合材料。自从车辆专利技术以来，就开始了摩擦材料的研究。近20年来，随着运输事业的蓬勃发展，摩擦材料发展尤为迅猛，出现了许多新型摩擦材料，并广泛应用于各类工程机械和交通运输工具上。列车制动摩擦材料的发展趋势是由单一材质、低热容量、低高温比强度(强度/比重)、低耐热裂、低耐热冲击向复合材料、高热容量、高比强度、高耐热裂、高耐热冲击方向发展。考虑列车制动摩擦材料的发展趋势并结合我国的具体实际，从成本、制造技术水平、可靠性等多方面加以综合，粉末冶金铜基摩擦材料是高速列车优选的制动间片材料。目前随着国内高速列车的发展，其制动闸片材料的研究也正在逐渐起步和发展。摩擦材料可分为非金属基和金属基两大类。金属基摩擦材料主要是粉末冶金技术制造的铁基、铜基摩擦材料，在材料配比方面具有特别的灵活性和广泛性，且在高速、高负荷条件下表现出良好的摩擦磨损性能，因此目前在高速动车组中有着广泛应用。在城市轨道车辆、中高速列车以及货车上，合成闸瓦占据重要地位。这种合成闸瓦摩擦系数高，闸瓦压力小，对制动缸尺寸要求小，基础制动装置重量轻，可减少制动机的用风量，尤其对轮轨粘着的影响较小，因此提高了制动效能。目前，轨道交通正朝着高速、重载方向发展，基于对安全的考虑，对闸瓦的要求也越来越高。现有技术的合成间瓦采用橡胶改性酚醛树脂为基体材料，以混杂纤维为增强材料，再添加摩擦性能调节剂，采用炼胶机或高速混料机混合均勻，再经热压工艺以及后续的热处理制成合成间瓦。由于各个原料成分之间比重差异较大，再加上引入有机纤维增强剂产生的结团，使原料混合难以达到高的均勻性，使闸瓦摩擦系数不够稳定。并且采用热压工艺成型也使生产装备复杂，生产效率降低，产品成本提高。另外，现有技术的合成闸瓦由于吸热和散热性低，会造成制动踏面的热裂。现有技术合成闸瓦还会出现金属镶嵌，造成车轮踏面损伤以及噪音等问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供。本专利技术的合成闸瓦包括具有槽的摩擦块，槽的平面形状为人字形或Z字形，槽的各处相互贯通，槽的宽度为2-8mm，优选的宽度是3-5mm。摩擦块的组成包括腰果壳油改性酚醛树脂14-16%、丁腈橡胶2-4%、丁苯橡胶1-3%、芳纶浆粕0. 2-0. 5 %、浙青基碳纤维4-6%、钢纤维7-9%、人造石墨颗粒14-15%, -200目铁粉8-9. 5%、纳米铁粉0. 3-0. 5%,硫酸钡晶须14-17 %、钛酸钾晶须14-17 %、海泡石纤维3-5 %、针状硅灰石3_5 %、氧化锌晶须 3-5% ο本专利技术的合成间瓦制备方法包括以下步骤先用甲苯将丁苯橡胶粉溶解成橡胶溶液；将上述橡胶溶液、腰果壳油改性酚醛树脂、丁腈橡胶、芳纶浆粕、人造石墨颗粒、浙青基碳纤维、钢纤维、-200目铁粉、纳米铁粉、硫酸钡晶须、钛酸钾晶须、海泡石纤维、针状硅灰石、氧化锌晶须用密炼机混合均勻，混合过程保持温度60-80°C ；用热压机压制成型，温度125-145°C，压力8-lOMPa，模具具有人字形或Z字形凸起用于在闸瓦中形成人字形或Z字形槽；固化处理，以20°C /小时从室温升温到100°C，以15°C /小时升温到130°C，在130°C保温2小时，以25°C /小时降温到室温。将丁苯橡胶溶解成溶液加入物料中混合，使物料混合得更加均勻。本专利技术的合成闸瓦具有强度高，热稳定性好，吸热散热性好，耐磨损，摩擦系数稳定的优点，这样能够防止金属镶嵌、踏面热裂等损伤。附图说明图1是现有技术的合成闸瓦的正视图；图2是现有技术的合成闸瓦的俯视图；图3是本专利技术的合成闸瓦一个实施例的正视图；图4是本专利技术的合成闸瓦另一个实施例的正视图。具体实施例方式图1是现有技术的合成闸瓦的正视图。从图中可以看出，每块合成闸瓦包括两块摩擦块。每块摩擦块都是连续的密实体。这样，在列车制动时，列车的动能通过摩擦转化成热能。大块的合成闸瓦本身的吸热和散热性就不好，从而车轮起到了主要的散热功能。制动瞬间会使车轮踏面温度升高到较高程度，而后又快速冷却下来，从而使踏面产生热裂。另外，由于每块摩擦块都是连续的密实体，而且合成间瓦的硬度和强度不高，在制动过程中车轮或轨道上的杂物以及制动摩擦过程中产生的磨屑，不容易从摩擦块与车轮之间排出，从而镶嵌在合成闸瓦中，加剧对车轮的损伤。图3是本专利技术合成闸瓦一个实施例的正视图，图4是本专利技术合成闸瓦的另一个实施例的正视图。在本专利技术合成闸瓦的每个摩擦块中形成槽，槽的平面形状为“人”字形或“Z”字形，槽的各处相互贯通，槽的宽度为2-8mm，优选的宽度是3-5mm。这种将竖向槽(车轮圆周方向)和斜向槽相结合的开槽方式，非常有利于通风。从而对合成间瓦散热性差的缺点是一个很好的弥补，大大提高合成间瓦的散热性。同时，这些槽还在闸瓦中形成磨屑和杂物排出通道。制动过程中产生的闸瓦和车轮磨屑相互磨擦产生的磨屑，由这些通道迅速排出。车轮上附着的杂物也会在制动过程中由这些槽排出。本专利技术不选择竖向槽(车轮圆周方向)和横向槽(车轮宽度方向)交叉的开槽方式，这种开槽方式的散热和排屑效果不好，特别是横向槽，通风不好，散热和排屑效果差。因此，本专利技术的这种开槽加强了闸瓦的散热，能有效避免对车轮踏面热裂倾向；并且槽作为磨屑和杂物排出通道，能有效避免金属镶嵌、踏面损伤等问题。在开槽后，为了提高合成闸瓦的强度，对合成闸瓦的摩擦块的组成重新改进。本专利技术合成闸瓦的摩擦块的组成为腰果壳油改性酚醛树脂14-16%、丁腈橡胶2-4%、丁苯橡胶1_3%、芳纶浆粕0. 2-0.5%、浙青基碳纤维4-6%、钢纤维7-9%、人造石墨颗粒14-15 %、-200目铁粉8-9. 5 %、纳米铁粉0. 3-0. 5 %、硫酸钡晶须14-17 %、钛酸钾晶须14-17%,海泡石纤维3-5%、针状硅灰石3-5%、氧化锌晶须3_5%。在上述组成中，除了润滑剂人造石墨颗粒以及金属填料铁粉和纳米铁粉以外，其余的填料均为纤维状，在起到原有的调节摩擦系数的作用以外，对橡胶树脂基体起到强化作用，提高合成闸瓦的强度和硬度，并提高合成闸瓦的热稳定性。在本专利技术的合成闸瓦中，利用钢纤维和较细的-200目铁粉和纳米铁粉搭配，减小了铁粉颗粒之间的平均间距，从而利用钢铁的良好导热性进一步提高吸热散热性。尤其是纳米铁粉，虽然添加的重量少，但颗粒数量大大增加，使得这一效果非常明显。在加上本专利技术开槽提高闸瓦的散热性，从而使本专利技术的合成闸瓦的散热效果非常好。 本专利技术的合成间瓦制备方法包括以下步骤先用甲苯将丁苯橡胶粉溶解成橡胶溶液；将上述橡胶溶液、腰果壳油改性酚醛树脂、丁腈橡胶、芳纶浆粕、人造石墨颗粒、浙青基碳纤维、钢纤维、-200目铁粉、纳米铁粉、硫酸钡晶须、钛酸钾晶须、海泡石纤维、针状硅灰石、氧化锌晶须用密炼机混合均勻，混合过程保持温度60-80°C ；用热压机压制成型，温度125-145°C，压力8-lOMPa，模具具有人字形或Z字形凸起用于在闸瓦中形成人字形或Z字形槽；固化处理，以20°C /小时从室温升温到100°C，以15本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佩芳，
申请(专利权)人：吴佩芳，
类型：发明
国别省市：