一種高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板，其包括圓柱體、增強(qiáng)層和耐磨層，所述耐磨層按以下重量份組分制成：陶瓷纖維3~9份、鈦酸鉀晶須5~10份、二硫化鉬5~15份、石墨10~15份、銅纖維1~5份、芳綸纖維1~5份、碳纖維9~15份、玻璃纖維3~8份、鉻鐵礦粉5~10份、高嶺土5~15份、鈦白粉1、份、聚酰亞胺樹脂14~23份、碳酸鈣2~6份。本主摩擦板不含有石棉，減少車體運(yùn)行過程中產(chǎn)生的摩擦粉塵等有害物質(zhì)對(duì)大氣和環(huán)境的污染。經(jīng)檢驗(yàn)本發(fā)明所提供的斜楔主摩擦板的耐磨層的物理機(jī)械性能符合原鐵道部250號(hào)文件的要求。
【專利說明】一種高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及屬于鐵路車輛設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種不含石棉的高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板。

【背景技術(shù)】
[0002]高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板是鐵路貨車配件之一，安裝在貨車轉(zhuǎn)向架摩擦減震裝置斜楔體內(nèi)，高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板作用是增大轉(zhuǎn)向架與車體的回轉(zhuǎn)阻尼，使車輛安全運(yùn)行且抑制轉(zhuǎn)向架與車體的搖頭蛇行運(yùn)動(dòng)。
[0003]而現(xiàn)有的斜楔主摩擦板里含有石棉，石棉作為一種天然的礦物纖維具有質(zhì)輕、價(jià)廉、分散性好和較長(zhǎng)的纖維長(zhǎng)度，較高的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度。廣泛的應(yīng)用于工業(yè)及其他領(lǐng)域，但是含有石棉的制品在使用過程中，受到?jīng)_擊，顫動(dòng)摩擦等影響，很容易釋放出石棉纖毛污染大氣、水和食物，通過呼吸道和消化道浸入人體，長(zhǎng)期吸入一定量的石棉纖維能引發(fā)癌癥。因此世界各國(guó)都對(duì)石棉的使用進(jìn)行限制?？梢源媸蘩w維的物質(zhì)比如有:巖棉、綠坡石、海泡石等，但是因?yàn)檫@些代替品具有生物活性和致病力或其伴生礦有石棉纖維的存在，其制成品環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)依然無(wú)法達(dá)到歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求，被禁止出口到歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家。
[0004]有鑒于此，需要發(fā)明一種性能好并能達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)斜楔主摩擦板含有石棉無(wú)法達(dá)到環(huán)保要求的缺陷，提供一種產(chǎn)品性能達(dá)標(biāo)，可并不會(huì)產(chǎn)生含有石棉等有害物質(zhì)的摩擦粉塵的高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板，同時(shí)提供其生產(chǎn)方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
一種高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板，其包括圓柱體、增強(qiáng)層和耐磨層，所述耐磨層按以下重量份組分制成:
陶瓷纖維3、份、鈦酸鉀晶須5?10份、二硫化鑰5?15份、石墨1(Γ15份、銅纖維f 5份、芳綸纖維I飛份、碳纖維擴(kuò)15份、玻璃纖維31份、鉻鐵礦粉5?10份、高嶺土 5?15份、鈦白粉廣4份、聚酰亞胺樹脂1Γ23份、碳酸鈣2飛份。
[0007]進(jìn)一步的，所述耐磨層按以下重量份組分制成:
陶瓷纖維6份、鈦酸鉀晶須7份、二硫化鑰9份、石墨12份、銅纖維3份、芳綸纖維3份、碳纖維13份、玻璃纖維5份、鉻鐵礦粉7份、高嶺土 10份、鈦白粉2份、聚酰亞胺樹脂19份、碳酸鈣4份。
[0008]進(jìn)一步的，上述高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板，通過以下步驟制備:
(I)增強(qiáng)層毛坯的制備
1.1用樹脂浸潰玻璃纖維布后，按照要求裁剪成圓柱體毛料和增強(qiáng)層毛料2將圓柱體毛料卷成圓柱體；
1.3在增強(qiáng)層毛料上開設(shè)與所述圓柱體相匹配的定位孔；
1.4將圓柱體插入定位孔中形成增強(qiáng)層毛坯；
(2)耐磨層材料的準(zhǔn)備
2.1按上述重量份稱取各組分；
2.2開松纖維，然后加入潤(rùn)滑劑、填料和樹脂，高速開松攪拌形成耐磨層材料；
2.3對(duì)模具進(jìn)行高溫硅油熱處理，模具溫度設(shè)定190°C -210°C，放入增強(qiáng)層毛坯預(yù)壓并加入耐磨層材料，壓力大于20Mpa，保溫保壓I小時(shí)出模；
2.4將壓好的摩擦板放入溫度230°C的環(huán)境中，保溫6小時(shí)，降至室溫既得。
[0009]進(jìn)一步的，所述步驟2.2開松纖維的時(shí)間為3分鐘。
[0010]進(jìn)一步的，高速開松攪拌的時(shí)間為3分鐘。
[0011]本發(fā)明另一方面提供了一種上述斜楔主摩擦板的生產(chǎn)方法，具體包括以下步驟:
(1)增強(qiáng)層毛坯的制備
1.1用樹脂浸潰玻璃纖維布后，按照要求裁剪成圓柱體毛料和增強(qiáng)層毛料2將圓柱體毛料卷成圓柱體；
1.3在增強(qiáng)層毛料上開設(shè)與所述圓柱體相匹配的定位孔；
1.4將圓柱體插入定位孔中形成增強(qiáng)層毛坯；
(2)耐磨層材料的準(zhǔn)備
2.1按下述重量份稱取各種原料:陶瓷纖維3、份、鈦酸鉀晶須5?10份、二硫化鑰5^15份、石墨1(Γ15份、銅纖維I飛份、芳綸纖維I飛份、碳纖維擴(kuò)15份、玻璃纖維3?8份、鉻鐵礦粉5?10份、高嶺土 5?15份、鈦白粉f 4份、聚酰亞胺樹脂1Γ23份、碳酸鈣2飛份；
2.2開松纖維，然后加入潤(rùn)滑劑、填料和樹脂，高速開松攪拌形成耐磨層材料；
2.3對(duì)模具進(jìn)行高溫硅油熱處理，模具溫度設(shè)定190°C -210°C，放入增強(qiáng)層毛坯預(yù)壓并加入耐磨層材料，壓力大于20Mpa，保溫保壓I小時(shí)出模；
2.4將壓好的摩擦板放入溫度230°C的環(huán)境中，保溫6小時(shí)，降至室溫既得。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟2.1按下述重量份稱取各種原料:陶瓷纖維6份、鈦酸鉀晶須7份、二硫化鑰9份、石墨12份、銅纖維3份、芳綸纖維3份、碳纖維13份、玻璃纖維5份、鉻鐵礦粉7份、高嶺土 10份、鈦白粉2份、聚酰亞胺樹脂19份、碳酸鈣4份。
[0013]進(jìn)一步的，所述步驟1.1中樹脂為35?45份，玻璃纖維布為55飛5份。
[0014]本發(fā)明中通過采用有機(jī)纖維碳纖維作骨架，代替原配方中的海泡石等礦物纖維。碳纖維是具有很高的強(qiáng)度和模量的耐高溫纖維，碳纖維型樹脂復(fù)合材料的比模量比鋼和鋁高5倍比強(qiáng)度也高出3倍，為化纖的高端品種，使用碳纖維生產(chǎn)的斜楔主摩擦板檢測(cè)可以達(dá)到歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家的要求。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得的有益效果為:
本發(fā)明所提供的斜楔主摩擦板，采取增加碳纖維代替海泡石等礦物纖維改善高分子復(fù)合材料主摩擦板,減少車體運(yùn)行過程中產(chǎn)生的摩擦粉塵等有害物質(zhì)對(duì)大氣和環(huán)境的污染。經(jīng)檢驗(yàn)本發(fā)明所提供的斜楔主摩擦板的耐磨層的物理機(jī)械性能符合原鐵道部250號(hào)文件的要求。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017]實(shí)施例1
一種高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板，其生產(chǎn)方法如下:
1.1用35份樹脂浸潰65份玻璃纖維布后，按照要求裁剪成圓柱體毛料和增強(qiáng)層毛料；
1.2將圓柱體毛料卷成圓柱體；
1.3在增強(qiáng)層毛料上開設(shè)與所述圓柱體相匹配的定位孔；
1.4將圓柱體插入定位孔中形成增強(qiáng)層毛坯；
2耐磨層材料的準(zhǔn)備
2.1按下述重量份稱取各種原料:陶瓷纖維6份、鈦酸鉀晶須7份、二硫化鑰9份、石墨12份、銅纖維3份、芳綸纖維3份、碳纖維13份、玻璃纖維5份、鉻鐵礦粉7份、高嶺土 10份、鈦白粉2份、聚酰亞胺樹脂19份、碳酸鈣4份；
2.2開松纖維3分鐘，然后加入潤(rùn)滑劑、填料和樹脂，高速開松攪拌3分鐘形成耐磨層材料，共分二個(gè)步驟:(I)先開松纖維3分鐘，加入陶瓷纖維、芳綸纖維、玻璃纖維、碳纖維、鈦酸鉀晶須；(2)加入潤(rùn)滑劑二硫化鑰、石墨、銅纖維，再加入填料鉻鐵礦粉、高嶺土、鈦白粉、碳酸鈣高速開松攪拌3分鐘形成耐磨層料。
[0018]2.3對(duì)模具進(jìn)行高溫硅油熱處理，模具溫度設(shè)定190°C -210°C，放入增強(qiáng)層毛坯預(yù)壓并加入耐磨層材料，壓力大于20Mpa，保溫保壓I小時(shí)出模；
2.4將壓好的摩擦板放入溫度230°C的環(huán)境中，保溫6小時(shí)，降至室溫既得。
[0019]按照原鐵道部運(yùn)裝貨車【2007】250號(hào)文件要求檢測(cè)耐磨層物理機(jī)械性能，具體見表1:.凝I耐磨,機(jī)Kft能:
強(qiáng)度.、,，-, ,...,, r
KOxJOx-1丄b
_Cj__^__.__

$ ,
■繼 2±α2 s/na L9H2:1...............................................................................................................................................^........................................................................................................................xJh)
———————
成品収粉+束彡:傾1'+C:而

1.義
'..........................................50x50x4.......一——?.................................................%——..............................................0:.....16.............................................1mJfWMW ^Φ?οη? —οΓ--
φ?ο^ο^^<2χ?Ρ α?νχ?......χΤ?Γ;^:_.* >: ,_..-1---
^ '__對(duì)$:1χ10 * cin'/X.HS 0.0617IJ2 χ.1O 4
由上表可知，實(shí)施例1所得到產(chǎn)品的各項(xiàng)物理性能符合原鐵道部部運(yùn)裝貨車【2007】250號(hào)文件要求。本實(shí)施例1所得到高分子復(fù)合材料含碳纖維斜楔主摩擦板經(jīng)國(guó)內(nèi)外兩個(gè)權(quán)威檢測(cè)部門檢測(cè)，已經(jīng)達(dá)到了歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家的安全標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0020]實(shí)施例2
一種高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板，其生產(chǎn)方法如下:
1.1用45份樹脂浸潰55份玻璃纖維布后，按照要求裁剪成圓柱體毛料和增強(qiáng)層毛料； 1.2將圓柱體毛料卷成圓柱體；
1.3在增強(qiáng)層毛料上開設(shè)與所述圓柱體相匹配的定位孔；
1.4將圓柱體插入定位孔中形成增強(qiáng)層毛坯；
2耐磨層材料的準(zhǔn)備
2.1按下述重量份稱取各種原料:陶瓷纖維3份、鈦酸鉀晶須10份、二硫化鑰5份、石墨15份、銅纖維I份、芳綸纖維I份、碳纖維15份、玻璃纖維8份、鉻鐵礦粉5份、高嶺土 15份、鈦白粉I份、聚酰亞胺樹脂14份、碳酸鈣6份；
2.2開松纖維3分鐘，然后加入潤(rùn)滑劑、填料和樹脂，高速開松攪拌3分鐘形成耐磨層材料，共分二個(gè)步驟:(I)先開松纖維3分鐘，加入陶瓷纖維、芳綸纖維、玻璃纖維、碳纖維、鈦酸鉀晶須；(2)加入潤(rùn)滑劑二硫化鑰、石墨、銅纖維，再加入填料鉻鐵礦粉、高嶺土、鈦白粉、碳酸鈣高速開松攪拌3分鐘形成耐磨層料。
[0021]2.3對(duì)模具進(jìn)行高溫硅油熱處理，模具溫度設(shè)定190°C -210°C，放入增強(qiáng)層毛坯預(yù)壓并加入耐磨層材料，壓力大于20Mpa，保溫保壓I小時(shí)出模；
2.4將壓好的摩擦板放入溫度230°C的環(huán)境中，保溫6小時(shí)，降至室溫既得。
[0022]經(jīng)檢驗(yàn)，所得產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求。
[0023]實(shí)施例3
一種高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板，其生產(chǎn)方法如下:
1.1用45份樹脂浸潰55份玻璃纖維布后，按照要求裁剪成圓柱體毛料和增強(qiáng)層毛料； 1.2將圓柱體毛料卷成圓柱體；
1.3在增強(qiáng)層毛料上開設(shè)與所述圓柱體相匹配的定位孔；
1.4將圓柱體插入定位孔中形成增強(qiáng)層毛坯；
2耐磨層材料的準(zhǔn)備
2.1按下述重量份稱取各種原料:陶瓷纖維9份、鈦酸鉀晶須5份、二硫化鑰15份、石墨10份、銅纖維5份、芳綸纖維5份、碳纖維9份、玻璃纖維3份、鉻鐵礦粉10份、高嶺土 5份、鈦白粉4份、聚酰亞胺樹脂23份、碳酸鈣2份；
2.2開松纖維3分鐘，然后加入潤(rùn)滑劑、填料和樹脂，高速開松攪拌3分鐘形成耐磨層材料，共分二個(gè)步驟:(I)先開松纖維3分鐘，加入陶瓷纖維、芳綸纖維、玻璃纖維、碳纖維、鈦酸鉀晶須；(2)加入潤(rùn)滑劑二硫化鑰、石墨、銅纖維，再加入填料鉻鐵礦粉、高嶺土、鈦白粉、碳酸鈣高速開松攪拌3分鐘形成耐磨層料。
[0024]2.3對(duì)模具進(jìn)行高溫硅油熱處理，模具溫度設(shè)定190°C _210°C，放入增強(qiáng)層毛坯預(yù)壓并加入耐磨層材料，壓力大于20Mpa，保溫保壓I小時(shí)出模；
2.4將壓好的摩擦板放入溫度230°C的環(huán)境中，保溫6小時(shí)，降至室溫既得。
[0025]經(jīng)檢驗(yàn)，所得產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求。
[0026]試驗(yàn)例
對(duì)比例1-3采用實(shí)施例1的方法制備，具體區(qū)別見表2，并測(cè)量對(duì)比例1-10所得到的產(chǎn)品的性能。

衣2
I與實(shí)施例!mm摩擦系數(shù)濟(jì)損?:沖,1丨《度
ilftW I =:0.253 0.5391.5 xi(廠3.6
If itffl I 小址碳纖維 0270 1.2824:lxl(i'2.2................(k2|63.1......#itff7|......1taX......--?Μ......0.3-0.4 2,:Μ?71?5χ1?Γ3.7
[0027]以上所述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，而并非本發(fā)明可行實(shí)施的窮舉。對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理和精神的前提下對(duì)其所作出的任何顯而易見的改動(dòng)，都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板，其包括圓柱體、增強(qiáng)層和耐磨層，其特征在于:所述耐磨層按以下重量份組分制成: 陶瓷纖維3、份、鈦酸鉀晶須5?10份、二硫化鑰5?15份、石墨1(Γ15份、銅纖維f 5份、芳綸纖維I飛份、碳纖維擴(kuò)15份、玻璃纖維31份、鉻鐵礦粉5?10份、高嶺土 5?15份、鈦白粉廣4份、聚酰亞胺樹脂1Γ23份、碳酸鈣2飛份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板,其特征在于:所述耐磨層按以下重量份組分制成: 陶瓷纖維6份、鈦酸鉀晶須7份、二硫化鑰9份、石墨12份、銅纖維3份、芳綸纖維3份、碳纖維13份、玻璃纖維5份、鉻鐵礦粉7份、高嶺土 10份、鈦白粉2份、聚酰亞胺樹脂19份、碳酸鈣4份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板，其特征在于:上述高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板，通過以下步驟制備: (1)增強(qiáng)層毛坯的制備 1.1用樹脂浸潰玻璃纖維布后，按照要求裁剪成圓柱體毛料和增強(qiáng)層毛料2將圓柱體毛料卷成圓柱體； 1.3在增強(qiáng)層毛料上開設(shè)與所述圓柱體相匹配的定位孔； 1.4將圓柱體插入定位孔中形成增強(qiáng)層毛坯； (2)耐磨層材料的準(zhǔn)備 2.1按上述重量份稱取各組分； 2.2開松纖維然后加入潤(rùn)滑劑填料與和樹脂，高速開松攪拌形成耐磨層材料； 2.3對(duì)模具進(jìn)行高溫硅油熱處理，模具溫度設(shè)定190°C -210°C，放入增強(qiáng)層毛坯預(yù)壓并加入耐磨層材料，壓力大于20Mpa，保溫保壓I小時(shí)出模； 2.4將壓好的摩擦板放入溫度230°C的環(huán)境中，保溫6小時(shí)，降至室溫既得。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板，其特征在于:所述步驟2.2開松纖維的時(shí)間為3分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高分子復(fù)合材料斜楔主摩擦板，其特征在于:高速開松攪拌的時(shí)間為3分鐘。
6.一種如權(quán)利要求1所述的斜楔主摩擦板的生產(chǎn)方法，具體包括以下步驟: (1)增強(qiáng)層毛坯的制備 1.1用樹脂浸潰玻璃纖維布后，按照要求裁剪成圓柱體毛料和增強(qiáng)層毛料2將圓柱體毛料卷成圓柱體； 1.3在增強(qiáng)層毛料上開設(shè)與所述圓柱體相匹配的定位孔； 1.4將圓柱體插入定位孔中形成增強(qiáng)層毛坯； (2)耐磨層材料的準(zhǔn)備 2.1按下述重量份稱取各種原料:陶瓷纖維3、份、鈦酸鉀晶須5?10份、二硫化鑰5^15份、石墨1(Γ15份、銅纖維I飛份、芳綸纖維I飛份、碳纖維擴(kuò)15份、玻璃纖維3?8份、鉻鐵礦粉5?10份、高嶺土 5?15份、鈦白粉f 4份、聚酰亞胺樹脂1Γ23份、碳酸鈣2飛份； 2.2開松纖維，然后加入潤(rùn)滑劑填料與和樹脂，高速開松攪拌形成耐磨層材料； 2.3對(duì)模具進(jìn)行高溫硅油熱處理，模具溫度設(shè)定190°C -210°C，放入增強(qiáng)層毛坯預(yù)壓并加入耐磨層材料，壓力大于20Mpa，保溫保壓I小時(shí)出模； 2.4將壓好的摩擦板放入溫度230°C的環(huán)境中，保溫6小時(shí)，降至室溫既得。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的斜楔主摩擦板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述步驟2.1按下述重量份稱取各種原料:陶瓷纖維6份、鈦酸鉀晶須7份、二硫化鑰9份、石墨12份、銅纖維3份、芳綸纖維3份、碳纖維13份、玻璃纖維5份、鉻鐵礦粉7份、高嶺土 10份、鈦白粉2份、聚酰亞胺樹脂19份、碳酸鈣4份。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的斜楔主摩擦板的生產(chǎn)方法，其特征在于:所述步驟1.1中樹脂為35?45份，玻璃纖維布為55?65份。
【文檔編號(hào)】B61F5/50GK104210506SQ201410375110
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】許全起, 方永智, 其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開姓名 申請(qǐng)人:河北辛集騰躍實(shí)業(yè)有限公司