[发明专利]铁路机车轮轨固体润滑剂及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体润滑剂，特别涉及一种铁路机车轮轨固体润滑剂及其制作方法。

背景技术

随着内燃、电力机车的大量上道和铁路向提速、重载方向发展，我国铁路繁忙干线曲线钢轨侧磨呈大幅度上升趋势、轮轨磨损问题日显突出；济南铁路局“九五”期间共换曲线磨耗超限钢轨185km，占全部更换伤损钢轨总数的43.5％，繁忙干线小半径曲线碳素钢轨使用寿命最短才10个月、通过总重70Mt·km/km，是钢轨正常使用寿命的1/10，稀土轨在我局津浦线R＝600m曲线上使用寿命也仅200Mt·km/km左右，曲线钢轨磨耗超限已成为最主要钢轨伤损形式。因此，应积极研究减少轮轨有害摩擦，延长曲线钢轨使用寿命。

机车车辆在曲线上行使时，导向轮(Ⅰ、Ⅳ动轴外轮)往往存在两点接触，除踏面接触外，外轮缘与外轨的轨距线相互贴靠，导向轮就在这一点上冲击钢轨，钢轨也在该点产生对车轮的导向力；同时，轨轨接触点上的轮对运行方向与轨距线的切线方向形成一个冲角，轮轨之间导向力和冲击角是曲线钢轨侧磨的主要原因。当轮轨之间存在有导向力时，轮缘与钢轨轨头侧面接触点上的压强很大，当压强超过钢轨的屈服应力，接触点顶部就发生塑性变形，；若此时轮缘与钢轨轨头侧面之间不存在表面膜，两表面接触点将发生粘着；同时车轮滚动时，轮缘在钢轨轨头侧面产生滑动，使接触点的塑性部分和弹性部分的过渡区间就出现变形，形成了钢轨轨头侧面的磨耗。

在轮缘与钢轨轨头侧面之间实施润滑，可以减缓曲线钢轨侧面磨耗，减磨效果取决于附着在钢轨侧面上润滑膜的附着能力、长效性和摩擦系数的大小。通常采用的油脂涂覆钢轨，不仅长效性差、减磨效果不明显、还易产生油楔作用而加速钢轨剥离掉块和道床污染，限制了轮轨润滑技术的推广应用。

为了有效降低工业设备对能源消耗，并延长机械零部件的使用寿命及使用年限，近年来科研人员不断开发各种耐磨性好且摩擦系数低的工程材料以满足需求。随着航空航天、军工等特殊产业的不断发展，人们对润滑材料的性能提出更高的要求，而传统的液态润滑剂需要专门的配套设备，其成本高，消耗大，不符合环保节能、技术创新，油脂油路易破损、堵塞，则造成机车轮缘润滑不充分，不同程度的磨损，已经很难满足要求，为了获得在超高温、超低温、高压、高真空、高载荷及强辐射等极端工作环境下仍能正常发挥作用的润滑材料，固体润滑剂逐渐成为首选。

发明内容

本发明的木在于克服现有技术的不足，提供一种在较高湿度的大气环境下工作时可以提供优异的润滑性能，能够对机车轮缘起到充分润滑作用的铁路机车轮轨固体润滑剂。

本发明的另一个目的在于提供一种铁路机车轮轨固体润滑剂制作方法，将润滑剂制作成固体结构，经久耐磨，设备安装简易，更换方便，质量轻，相比传统油脂润滑技术不需油路输送管道，成本低廉，保存和运输方便。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：铁路机车轮轨固体润滑块，包括以下重量份的组分：环氧树脂15～21份、二硫化钼26～34份、无卤阻燃剂15～21份、氧化镁3～7份、石墨12～18份、氧化铝5～9份、玻璃纤维5～9份。

进一步地，所述的铁路机车轮轨固体润滑块包括以下重量份的组分：环氧树脂18份、二硫化钼30份、无卤阻燃剂18份、氧化镁5份、石墨15份、氧化铝7份、玻璃纤维7份。

本发明的铁路机车轮轨固体润滑剂制作方法，包括以下步骤：

S1：安装模具并预热至80～100℃；

S2：按比例称取环氧树脂、二硫化钼、无卤阻燃剂、氧化镁、石墨、氧化铝和玻纤，并将称取的上述原料置于密炼机中进行混合，制成团料；

S3：将混合后的原料填充到已进行预热的模具中，保证原料充满模具料腔；

S4：进行常规模压操作，模压操作过程中进行2～3次排气，每次排气时间为20s，排气间隔时间为1min，模压操作完成后在模压温度和压力下保持15min；排气是为了保证制品的密实性，避免制品产生气泡、分层等现象；保温保压的目的是保证原料完全固化，提高固体润滑块尺寸稳定性，消除固体润滑块内应力，减少变形；

S5：模压操作完成后进行冷却降压，待压力降至常压，温度降至60℃以下时进行脱模清模，得到固体润滑块，脱模一般是靠推顶杆完成，带嵌件的制品要先用专用工具将成型杆件拧脱，再行脱模，然后清理模具型腔，用钢刷或铜刷刮去残留的塑料，并用压缩空气吹净。

进一步地，模压操作的参数为：温度130～160℃、压力7～9MPa、时间4～6min，最优的，所述的模压操作的参数为：温度150℃、压力8MPa、时间5min。