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地鐵車輛用高摩合成閘瓦及其制造方法

來源:未知添加時間:2019/09/09 點擊:
        高摩合成閘瓦摩擦系數高,閘瓦壓力小,故制動缸尺寸減小,基礎制動裝置重量輕,可減少制動機的用風量,尤其是對輪軌粘著的影響較小,故提高了制動效能,使各閘瓦壓力達到均勻一致,從而達到能量的均衡分配。迄今,國內高摩合成閘瓦都以石棉作為增強纖維,盡管石棉具有良好的綜合性能,但石棉粉塵對人體具有致癌作用,根據環境保護的有關規定,歐美各國在二十世紀九十年代初已頒布禁令,石棉及其制品的生產和使用已受到限制。
        目前,軌道交通運輸正朝著高速、重載的方向發展,基于對安全的考慮,對閘瓦的要求也越來越高。但高摩合成閘瓦始終存在一些問題,盡管歐州專利EP0055205A發明了一種解決合成閘瓦浸濕后摩擦系數減小,導致雨天車輛制動距離延長問題的方法,但是合成閘瓦的龜裂和金屬鑲嵌物這兩個問題一直無法得到解決。如上海地鐵運行的車輛由德國ADtranz和SIEMENS公司制造,而閘瓦由德國JURID公司制造,該閘瓦在使用過程中普遍存在龜裂、金屬鑲嵌物和損傷輪對的現象。 最新研究發現的材料可以通過以下技術方案來實現地鐵車輛用高摩合成閘瓦,它以混雜纖維為增強材料,改性酚醛樹脂為基體材料,再填充摩擦性能調節劑,采用熱壓工藝制成,該閘瓦包括以下組份及重量百分含量鋼纖維 5~25%芳綸漿粕 0.5~5%改性酚醛樹脂 5~20%丁腈粉末 1~10%氧化鋅 1~10%剛玉 0.1~1%陶土 10~40%石墨 5~20%重晶石粉 20~40%所述的鋼纖維是經拉絲刮削切斷的金屬材料,其容積率為0.9~1.20cc/g,直徑小于200μm,長度0.1~5mm,熔點1530℃。
        地鐵車輛用高摩合成閘瓦的制造方法,包括以下工藝步驟首先將各原材料按重量比為鋼纖維5~25%、芳綸漿粕0.5~5%、改性酚醛樹脂5~20%、丁腈粉末1~10%、氧化鋅1~10%、剛玉0.1~1%、陶土10~40%、石墨5~20%、重晶石粉20~40%投入高速混料機內進行混合,轉速為1500rpm,時間3~5分鐘;然后將混好的壓塑料放入干燥房中,使壓塑料的揮發份含量小于1%重量;再將壓塑料放入模具內熱壓成型,其工藝參數為溫度135~145℃,壓力5~15MPa,時間0.2~0.5min/mm;最后將成型物放入烘箱中在150~200℃條件下熱處理8~12小時得到產品。
        高摩合成閘瓦的高溫性能主要取決于粘合劑,即酚醛樹脂,常用的純酚醛樹脂如2123樹脂,2124樹脂等具有硬、脆等缺點,從而使得產品易龜裂、產生噪音,因此酚醛樹脂必須加以改性。本發明所采用的改性酚醛樹脂是由腰果殼油和雜環化合物共同改性的酚醛樹脂CM-15,該CM-15樹脂不僅具有良好的物理機械性能,如樹脂的沖擊強度0.185J/cm2,彎曲強度48.6MPa,彎曲模量2.78GPa,而且具有良好的耐高溫性能,如樹脂的分解溫度420.1℃,分解速率最快時的溫度為467.8℃,尤其是725℃的分解殘留物達40.87%,而未改性酚醛樹脂的分解殘留物僅為3.02%。本發明產品經小樣試驗、臺架試驗和裝車營運試驗證明,各項指標均符合設計要求,并克服了進口閘瓦存在的龜裂、金屬鑲嵌物等缺陷,提高了濕態制動性能。
        此外,所采用的熱壓成型工藝不同于現有的摩擦材料生產工藝,熱壓成型工藝成型溫度135~145℃,成型壓力5~15MPa,成型時間0.2~0.5min/mm。熱壓成型工藝與現有的工藝相比具有快速、高效、低能耗的優點。
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