[发明专利]铁路大功率机车合成闸瓦的闸瓦体制备材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路机车合成闸瓦制备技术，具体为闸瓦体的制备材料及制备方法。

背景技术

我国和谐号大功率机车分别从美国GE、美国EMD、日本东芝、法国阿尔斯通、德国西门子通过引进、消化再创新而制造，机车上刹车系统所使用的摩擦材料主要是从国外进口，国内厂家没有形成批量供货。由于生产厂家是北美、欧洲和日本等国家和地区，所以采用的标准也不同，国内没有形成评价体系。目前针对HXD₂机车用闸瓦，国内还没有形成完整的制造技术，在山西省科学技术情报研究所进行科技查新，通过国内数据库检索，未见对HXD₂型大功率机车闸瓦进行制造研究的公开文献报道。

目前，我国和谐号大功率机车所使用的摩擦材料主要是从国外进口，国内厂家没有形成批量供货。由于国外产品的价格昂贵，产品供应周期长，增大了使用和维修成本。机车配属的铁路局不同，造成了国外产品在我国无法广泛适用，更无法进行有效的质量控制。因此，有必要自主研发大功率机车所使用的摩擦材料，制造国产产品，降低成本。

发明内容

目前，我国铁路和谐号大功率机车制动单元全部采用进口闸瓦，价格昂贵，供货不及时。本发明的目的在于提供一种闸瓦体制备材料及制备方法，利用该闸瓦体制备的合成闸瓦满足了进口机车配件国产化的要求，达到与国外产品等同的摩擦磨耗性能。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种铁路大功率机车合成闸瓦的闸瓦体制备材料，由如下重量份的组分构成：

丁腈橡胶9～10份，酚醛树脂4～5份，海泡石8～10份，铁粉21～23份，钢棉纤维3～4份，铝钒土0.3～0.8份，复合纤维11.5～12.5份，硫酸钡15～17份，石墨14～15.5份，钾长石5～6份，促进剂0.2～0.7份，氧化锌0.1～0.5份，硬脂酸0.1～0.5份，硫磺0.5～1份。

如图2、3、4所示，铁路和谐号大功率机车合成闸瓦包括钢质瓦背和由高分子材料制备的闸瓦体，二者通过热压粘结组合而成。本发明所制备的合成闸瓦结构同国外产品，其中钢制瓦背包含加强板、瓦背体、定位柱三个零件，加强板和瓦背体采用焊接固联，定位柱和瓦背体采用铆接固联。

HXD₂型大功率机车合成闸瓦的外形及配合尺寸确定后，太原机车车辆配件厂根据多年生产高摩擦系数合成闸瓦的成熟经验，结合产品的结构特点，确定了生产HXD₂大功率机车合成闸瓦的工艺路线如图1所示，其中，钢制瓦背体可以采用现有方法制备而成，由于瓦背结构较为复杂，为了简化模具结构，瓦背成型模具采用了单工步结构型式，确保了瓦背的成型。具体步骤依次为：瓦背下料、瓦背落料、瓦背冲孔打字、瓦鼻成型、瓦背切舌、瓦背翻边、瓦鼻圆弧成型，然后在瓦背体上焊接加强版和铆接定位柱装配构成瓦背，经抛丸除锈后，经过瓦背质量检验合格即可。

闸瓦体制备方法如下：称取规定重量的丁腈橡胶，进行破胶后，依次加入规定重量的其他配料：酚醛树脂、海泡石、铁粉、钢棉纤维、铝钒土、复合纤维、硫酸钡、石墨、钾长石、促进剂、氧化锌、硬脂酸、硫磺，进行混炼，混炼是用炼胶机将生胶或塑炼生胶与配合剂炼成混炼胶的工艺，破碎，最后热压成型即可，闸瓦体热压成型的技术参数：压制温度为160±5℃、保压时间为30min、压制压力控制在不低于14.5MPa。其中，闸瓦体的优选配方为：丁腈橡胶9.6份，酚醛树脂4.3份，海泡石9份，铁粉22.3份，钢棉纤维3.7份，铝钒土0.5份，复合纤维12.2份，硫酸钡16份，石墨14.9份，钾长石5.8份，促进剂0.4份，氧化锌0.3份，硬脂酸0.2份，硫磺0.8份。

配方中，丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的，丁腈橡胶主要采用低温乳液聚合法生产，耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强。

促进剂一是作为补强树脂的固化剂，提高橡胶制品的硬度；二是与甲苯二酚等助剂一起构成粘合体系，对橡胶与纤维的粘合起着重要作用，本发明具体选用硫磺作硫化剂，促进剂CZ作硫化促进剂，氧化锌作为防氧化剂。

复合纤维是指由两种或两种以上聚合物，或具有不同性质的同一聚合物，经复合纺丝法制成的化学纤维，本发明具体选用矿物复合纤维和钢棉纤维作为复合补强体系。

之后，在钢制瓦背上涂刷粘结剂，经热压粘结闸瓦体，构成合成闸瓦，最后经清除飞边余量、固然化处理后，检验、油漆、包装、入库。