[发明专利]钢棉复合摩擦制动材料及其制作工艺

说明书

本发明涉及一种钢棉复合摩擦制动材料及其制作工艺。

摩擦制动材料主要用于铁路机车制动装置、重型汽车制动装置、钻井机制动装置等。目前普遍采用的摩擦制动材料主要有铸铁、橡胶塑料合成材料两类。铸铁导热性好，受气候影响也较小，它用作机车制动闸瓦时，对车轮的损害小，它可使车轮踏面粗化而获得较大的粘着力。但铸铁比重大，且耐磨性能差，在制动时有粉尘产生，对环境保护不利，同时产生火花，不利于防火、防爆。橡胶塑料合成材料相对于铸铁而言，摩擦系数在高低数式时，数值相差不大，其耐磨性和耐久性是铸铁的5-15倍，且摩擦制动时粉尘少，无火花产生。其比重相当于铸铁的二分之一到三分之一，但橡胶塑料合成材料导热性低，一般只有0.7-0.9/m℃，使得在制动时产生的热量不易散发，导致车轮温度升高。这种周期性的热胀冷缩一段时间后，将使车轮材质性能发生变化，导致车轮热裂，影响安全。由于橡胶塑料合成材料，含有较多的石墨等润滑剂，使粘着系数降低。塑料橡胶合成材料闸瓦能把车轮踏面磨得光滑，也降低了粘着系数，在机车车辆运行中易造成空转，导致车轮和钢轨檫伤，影响铁路安全运行。

以往的合成材料制作工艺分为切生胶、塑炼、混炼、压延切片、配料、模压硫化、清整等7个阶段，在模压硫化过程中其加热方式为蒸气式加热。这种方法主要是通过控制蒸汽压强来控制温度。由于加热过程中温度不断发生变化，而温度的变化导致了压强的变化，这样就使温度不易控制。若硫化时间过长则表面老化易产生裂纹；时间短了内层又不能充分交联。内外层温差偏大，从而影响了产品质量的稳定性。

本发明的目的在于提供一种能在铁路列车上使用满足列车制动速度曲线的摩擦材料。

本发明的目的是这样实现的：

一种钢棉复合摩擦制动材料，其主要成份为：钢棉、高顺式聚二丁烯橡胶、氧化铝、铁粉、硫磺、硫酸钡、炭黑、氧化锌、铝钒土、石墨、防老剂、促进剂；其各组份所占比例按重量百分比分别为：钢棉11-25、高顺式聚二丁烯橡胶15-25、氧化铝0.5-4、铁粉6-12、硫磺5-10、硫酸钡3-7、炭黑7-15、氧化锌0.3-3、铝钒土1-4、石墨20-30、防老剂0.2-0.8、促进剂0.2-0.8。

一种所述的钢棉复合摩擦制动材料的制做工艺，分为切生胶、塑炼、混炼、压延切片、配料、模压硫化、清整等7个阶段，其特征在于：在模压硫化过程中，其加热方式是电加热。

本发明组成成份中采用了强度高、导热性好、熔点高的钢棉(M08)做阻摩材料，其抗磨性、热稳定性可达到石棉纤维材料的水平。组份中加入了氧化铝，由于氧化铝具有稳定摩擦系数的作用，因而使得复合材料的摩擦系数稳定。且一定量的炭黑取代部分石墨，有效地改变了材料的增粘性。

用本发明制作的机车车辆闸瓦，其摩擦随速度、压力、温度变化很小，基本不受天气影响，它的耐磨性是铸铁的5-20倍，是橡胶塑料合成材料的120-150％，导热性是橡胶塑料合成材料的5-10倍，它的防火、防爆性能与橡胶塑料合成材料相当，制动时无粉尘，对环境保护与安全十分有利。