[发明专利]一种轮轨润滑复合材料

说明书

本发明属于一种轮轨润滑复合材料，它是介于液体润滑和固体润滑膜之间的轮轨润滑剂。

实施铁路轮轨润滑不仅可以节省能源，还利于延长钢轨和车轮的使用寿命，越来越引起各国的重视。

车轮和钢轨这对摩擦付的工作条件十分复杂：一方面要求轮缘与钢轨侧面的滑动摩擦尽可能的小即要求良好润滑以利于节能和延长轮轨使用寿命；同时又要求车轮踏面与轨面的滚动摩擦尽可能的大即不允许润滑，否则会造成牵引失效、制动失灵等严重后果。因此，轮轨润滑对润滑剂除常规要求外，还特别要求其涂覆量精确，涂覆位置准确。

目前，普遍采用的轮轨润滑剂主要是润滑油、润滑脂。这类润滑剂实际上是一种液体油膜润滑。它们通常呈流体和半流体状态，使用时要求涂覆装置必须有精确的涂油位置和准确的涂油量功能，才能保证不会有多余的油脂进入轮轨滚动面。为此，各国作了许多工作，液压控制、电脑、太阳能等一系列高新技术都用到了涂油装置上。尽管上述装置比较复杂、价格高、操作使用不便、还只能用于车载轮缘润滑和地面钢轨润滑，要想进一步提高轮轨润滑效果，必须使涂油装置简便且能实施车载式钢轨润滑。

近年来出现了一种固体润滑剂，它是以自润滑性特别优良的聚四氟乙烯配以各种改性添加剂和填料制成，其使用时涂覆方便，易于控制。但聚四氟乙烯的最大特性之一是难于与其它材料粘接在一起，因此，很难附着于轮轨润滑面上形成稳定的润滑膜而发挥轮轨润滑剂的功能。

本发明的目的是提供一种介于液体润滑膜和固体润滑膜之间的轮轨润滑材料，这种材料对轮轨的附着力强，可形成稳定的润滑膜，而且涂覆简便，涂覆量和位置易于控制，特别是能实施车载式钢轨润滑。

本发明的目的是这样实现的：配制一种以石蜡作载体，添加强度改善剂、极压抗摩剂而成的复合润滑材料。该材料常温下呈固态，对金属有较强的附着力，制成类似蜡笔的棒，可在轨侧画出线条。当车轮在钢轨上压过时，轮轨摩擦点瞬间生热可达80℃以上高温，这将使本复合材料熔化后均匀地附着在轨侧的相应位置上，发挥轮轨润滑作用。这样，涂覆过程很简单：钢轨与润滑剂相对运动即可实现，而且这种润滑材料不会由于车速变化、车辆振动而供应过多或溅射。这样，使车载钢轨涂覆变得简单易行，不需特别设计复杂装置，将传统的车载轮缘润滑和地面钢轨润滑变成车载式钢轨润滑，润滑效果大大提高。

本发明的具体配方工艺如下：   (重量百分数)

固体石蜡：(熔点5—80℃)：    60—90％

聚烯烃：

(中等分子量)                 1—10％

减磨剂：                     5—30％

含量在5—30％的减摩剂是本发明的重要组成部分，它是减摩润滑的主体，主要包括下列物质：石墨、二硫化钼、二烷基二硫代胺基甲酸盐系列(DTC盐)、硫化烯烃(T405)或硫化脂肪、有机磷酸酯、烷基硫代磷酸盐、环烷酸铅等。例如，二烷基二硫代磷酸锌(T20)硫磷代十八胺盐(T305)。

固体石蜡是精白蜡、白石蜡(工业石蜡)、黄石蜡(普通石蜡)、地蜡(微晶蜡)的总称，属天然石油系列产品，常温呈固态，50—80℃时熔化呈液态。由于化学稳定性好、无腐蚀性、与多种有机物相溶性好，对金属附着力强，既是润滑剂又是良好的分散剂和载体。加1—10％的聚烯烃是为了改善其结构强度。石墨是一种典型的固体润滑剂，它的分子层状结构决定了其有良好的润滑作用，它本身不与金属表面发生化学反应，而是在金属表面形成一层隔离膜。它与金属表面结合力较差，必须依赖石蜡作为载体才能充分发挥减摩作用。

二硫化钼，硫化脂肪或硫化烯烃(T405)二烷基二硫代胺基甲酸盐系列，(DTC盐)，这类硫化物质在金属表面能被迅速吸附，然后通过一系列物理化学变化，在金属表面形成一层高熔点的硫化铁隔离层，大大提高润滑剂的承受载荷能力。

有机磷酸酯能迅速与金属表面作用生成磷化铁化学膜，这类物质较软，能填补金属表面的微观的凹坑使表面平滑而达到减摩作用。有机硫磷化合物兼具前述磷化合物和硫化合物的优点在金属表面形成硫化物为骨架(硬支点)磷化物填平凹坑的复合隔离膜，达到更有效的减摩效果。这类物质主要有二烷基二硫代磷酸锌(T20)，硫磷代十八胺盐(T305)。

金属有机化合物，如环烷酸铅及前面提及的DTC盐，这类物质中金属元素在摩擦化学过程中，将产生金属残渣(一般为铅、锑、锌、钼等软金属)附着在摩擦付表面起到隔离膜作用，物点在摩擦点温度很高时仍能发生作用。