[发明专利]一种用于轨道交通的水性轮轨润滑膏配方

说明书

技术领域：

在现代轨道交通运输领域，解决轮轨之间的摩擦问题，实施有效的润滑，关系到机车牵引能量消耗、行车安全、轮轨材料消耗及维修成本等一系列重要内容，因此始终受到各国铁路部门的重视。随着铁路运行速度的进一步提高，轮轨润滑问题变得越来越突出。如果对于既有线来说轮轨润滑是关系到运营成本和养护成本的重要因素的话，那么对于快速铁路来说，轮轨润滑已经是事关行车安全和高速运行实现的重要课题；是实现铁路高速运行必须解决的问题，受到各国高速铁路设计者的重视。

背景技术：

国内外轮轨润滑技术都包括两个方面内容。其一是曲线钢轨润滑，另一个是机车轮缘润滑。随着铁路运行速度的提高，原有的矿物油脂润滑方式在轮轨润滑领域逐渐显示出局限性。突出问题是在列车气流作用下，喷涂的油脂飞散，污染机车车体难以清洗。另外，由于轮轨接触应力高达4000MPa以上，液体润滑油的油楔作用加速了金属摩擦面的微裂纹扩展和剥离掉块。夏季在烈日暴晒下，部分区段轮轨摩擦点瞬间温度达到400-800℃，传统润滑油脂瞬间被烧毁或蒸发，难以发挥应有的作用。国外上世纪末已经开始应用轮缘固体润滑技术，国内有关单位的研究工作也进入了应用阶段，但大多以涂覆方式应用，固体物质的特点决定了其不能实现喷涂。

发明内容：

本发明结合国内铁路实际，提出固体润滑材料分散在水基胶体分散体系中，形成一种膏状润滑剂。这种润滑膏可以通过喷涂方式喷涂到轮缘或钢轨侧面上，经过轮轨碾压，水分蒸发，最后固体润滑材料留在润滑表面形成一层固体膜。这层固体润滑膜有效工作温度达到1000℃以上。经过现场试验，效果突出。使用这种润滑膏可以减少轮缘磨损80％。同时还具有以下有点：(1)固体润滑膜具有很强的承载能力和减摩效果。(2)这种润滑剂如果被气流吹散附着在车体上，只是简单附着，可以很容易地用水冲洗干净，不会有任何残留。(3)润滑液不含任何矿油或有机溶剂，非常环保并且不会产生轮轨表面的鱼鳞般和鱼尾纹。可消除油楔作用产生的轮轨表面剥离掉快。(4)胶体体系中，液体部分是水液加入降凝剂，属于牛顿液体，其黏度不随温度变化而改变，喷涂效果也不受温度影响。可避免矿油随温度降低而产生的黏度增大、流动性降低而影响喷涂效果。(5)水分蒸发有一个过程，在这期间膏状物质可以经过车轮-钢轨-车轮多次转移。也就是说在第一个车轮上喷涂润滑膏，可以经过钢轨转移到之后的若干个车轮上达到润滑目的，克服了固体材料直接涂覆难以转移的弱点。(6)固体润滑膜不黏附灰尘砂砾，与机车常规喷砂没有相互影响。

一般认为轮轨磨损经过以下过程：首先摩擦接触点在很高的压力作用下，分别处于两个摩擦面的相同金属原子互相吸引产生粘着。随着摩擦副相对运动，从而产生沿金属表面平行方向的切向力。当这种剪切力大于轮轨钢材的剪切屈服强度时，在表层金属发生塑变和层间滑动。当积累的塑性变形量超过材料的极限延伸率时，就会造成已发生塑性变形的上表层和下面基体间分离，从而造成大块表面分层脱落而形成磨屑，宏观表现为磨损。

本发明润滑技术是这样实现的：首先润滑膏喷涂在轮缘表面，经过轮轨间碾压，在摩擦点附近的高温条件下水分蒸发，残留物形成了一层混合润滑膜。石墨、硫化钨、六方氮化硼、氟化钙、二硫化钼等高温润滑材料在摩擦面表层起到隔离膜的润滑作用，最高适应温度可达到1000℃以上。固体粉末微粒镶嵌在钢铁表面微观凹坑中，甚至形成微观的合金层。这种复合润滑隔离层降低了“沿金属表面平行方向的切向力”，从而达到减少疲劳和磨损的目的。固体润滑膜不容易被带走，不会象油脂那样流失，也不会象有机化合物减磨剂那样在高温条件下氧化变为气体而散失，因此有更长的润滑寿命。

本发明主要技术内容如下：

1、一种用于轨道交通的水性轮轨润滑膏配方，其特征在于：由水20％-80％和乙二醇5％-50％和乙醇5％-50％和钠基膨润土1％-10％和固体润滑材料3％-30％和缓蚀剂0.1％-8％按重量百分数配成。

2、根据权利要求1中所述的一种用于轨道交通的轮轨固体润滑添加剂配方，其特征在于固体润滑材料是选自石墨或硒化钼或硒化钨或二硫化钼或硫化钨或六方氮化硼或氟化钙或氟化钡或正方氧化铅或六方氧化铬或斜方氧化钛或等轴氧化锆。

3、根据权利要求1中所述的一种用于轨道交通的轮轨固体润滑添加剂配方，其特征在于缓蚀剂是选自磷酸锌或亚硝酸钠或磷酸钠或磷酸氢二钠或六偏磷酸钠或三聚磷酸钠或苯甲酸钠或三乙醇胺或苯乙醇胺或苯并三氮唑。