專利名稱：無公害低摩擦系數合成閘瓦的制造方法及其產品的制作方法
技術領域：
本發明涉及火車以及各種車輛制動閘瓦的制造方法，尤其涉及一種無公害低摩擦系數合成閘瓦的制造方法。
火車中的閘瓦自1853年以來采用生鐵閘瓦已有百余年，隨著車速的提高，火車鑄鐵閘瓦高速行駛摩擦形成的火花易釀成火災、噪音大而且磨耗太快等缺點就成為突出矛盾，于是人們就開始使用合成瓦。目前，常用的合成閘瓦其制造方法如圖1的工序流程圖所示，它先將橡膠塑料分別塑煉，然后兩者合在一起混煉，再將混煉物粉碎，并在其內加入鐵粉、填料、防老劑、促進劑等混合物及粉碎的石棉或麻或玻璃纖維，最后將這些料一起混合均勻后放入模具中壓制并硫化固化而得。上述工藝主要存在問題有1、橡膠、塑料分別塑煉，然后在混煉中設有鐵粉，填粉、防老劑、促進劑，所以其分子活化能水平低，分子鏈結合力不強，產品易脆裂。
2、將壓制與硫化工藝合二為一，從表面看來似乎簡單了，而實際上由于硫化過程需要150-160℃高溫1-1.5小時的長時間，而壓制過程中需要高壓設備，一個模具又僅能一次生產一個閘瓦，因此，這樣的組合不僅生產效率低，對設備要求高，而且硫化工序時間長，使得生產率低，成本高而不經濟;
3、由于壓制與硫化合一，而硫化后的閘瓦很硬，因此一旦因壓制后有缺陷的產品就無法中間得以修補，而硬的閘瓦產品不合格就只能報廢，由此可見這種工序不僅會造成廢品率高，而且材料浪費大。
4、由于材料結合力差，必須加入石棉、玻璃纖維，而石棉和玻璃纖維有致癌作用，對環保影響亦很大，目前世界先進國家已禁止使用。
5、目前的合成閘瓦摩擦系數過高，亦不能直接代替鑄鐵閘瓦，使用時問題多。
據于上述這些存在問題，必須研制一種新工藝，以高質、高效生產優質合成閘瓦乃是當務之急。
本發明的目的在于研制出一種用新配方、新工藝來制作合成閘瓦的方法，以克服上述弊病，并以快速制作出高質量閘瓦。
本發明的目的是這樣實現的，一種無公害低摩擦系數合成閘瓦制造方法由合成橡膠(丁苯加順丁)塑煉、成片、加入填料、防老劑、硫化促進劑后再混煉、成片、切片、疊切片于成型瓦背、壓制成形、硫化處理工序組成。其優點生產效率高，無廢品，閘瓦強度高，摩擦系數低，摩損量低，無公害，散熱性好，踏面溫度可小于200℃，成本低。
上述合成閘瓦新工藝，因其采用塑煉、初混煉和再混煉的新工序和在新的配方中加入了石墨、丁苯橡膠、塑料、碳纖維等物，以及對配合劑進行了改進，使所得成片膠具有分子活化能水平高、分子鏈結合力強的優點;而其將模具壓制與硫化工序分開，可使模壓工序以快速進行而提高效率，設備得以充分利用，而硫化可將每個壓制閘瓦設置于硫化模內，并將多個硫化模設置于小車內，集中送入烘箱內加溫硫化處理，這樣因集中硫化處理，使得硫化時間長的問題，得以補償。
經測試本發明所制的閘瓦其制動可達到95公里/小時車速，且其在車速為90公里/小時可連續制動，而且制動距離可由800米減小到350米，其摩擦系數可小到0.16以下，其壽命可為鑄鐵的10-30倍，為樹脂合成閘瓦的3-5倍，而其重量僅為鑄鐵閘瓦的1/3，此外由于使用本發明的合成閘瓦的機車無滑行現象，所以對車輛的車輪踏面無熱裂、無損傷、無掉塊，相應地延長了鋼軌的壽命。上述這些優點就足以使本發明的目的得以實現。另外，本發明的方法還可用來制造高摩擦系數合成閘瓦，此時僅需適當降低石墨含量即可。
下面我們將對本發明的方法予以詳細敘述
圖1為已有合成閘瓦制作的工藝流程2為本發明合成閘瓦制作工藝的流程圖由圖2所示可見，一種無公害低摩擦系數合成閘瓦制造方法，其內容為(一)按下列材料及其含量備料、配料1、順丁膠6-9.5%2、丁苯6-9.5%3、石墨45-55%4、鐵粉7-15%5、硫磺6.5-8%6、硫酸鋇3.6-4%
7、氧化鋅1-2%8、鋁釩土2%9、酚醛樹脂粉5-9%10、碳纖維0.1-0.2%11、防老劑DN-苯基-2-萘胺0.3-0.7%12、促進劑TT雙(二甲基硫代氨基甲酰)二硫化物0.3-0.8%(二)塑煉1、將順丁膠與丁苯按1∶1配合送軋膠機靠近齒輪傳動端加入，2、加入軋膠機的冷卻循環水水溫應為4-25℃，3、先用1-3mm輥距塑煉3-5分鐘，4、后用5-10mm輥距塑煉2-3分鐘，5、重點上面3、42-3次，6、再用1-3mm輥距連續不斷地“薄通”塑煉，最后用0.5-1mm輥距塑煉3-5次。
7、放置不動1-10天(三)初混煉1、將酚醛樹脂粉均勻加入已塑煉好的膠片內一起進入軋膠機內混煉，一直以輥距1-3mm薄通5-6次即可2、將初混煉好的(橡膠+塑料粉)片取出備用。
(四)混煉1、將配置好的石墨、鐵粉、硫磺粉、硫酸鋇、氧化鋅、碳纖維、防老劑D、促進劑TT混合均勻。
2、將軋膠機前輥溫度比后輥溫度低10℃，以使其軋膠時膠片不易脫輥。
3、加料(1)將輥距定為3-6mm，從輥距中以包輥方式加入初混煉好的膠片，并打開通風設備不斷均勻地加入1所述的混合料，(2)加料總量對XK-360軋膠機，其總量為15-25公斤對XK-400軋膠機，其總量為35公斤4、混煉20-30分鐘，直到膠片均勻成形，厚度根據需要為3-6mm，(五)制作瓦背
1、備料將4mm厚鋼板、6mm厚鋼板裁剪為下列尺寸作瓦背、鎖鼻毛坯制作品瓦背鎖鼻帶輪緣閘瓦333×210-213×4105×25×6無輪緣閘瓦333×153×4105×25×61號煤水水車閘瓦333×(80-82)×495×40×6將φ6-8mm鋼筋裁剪成 米長2、沖壓成形將上述1中毛坯料分別用模具、液壓機、壓力機將其模壓成形，將鋼筋壓制成波形3、將鎖鼻與瓦背、鋼筋焊成一體即為瓦背4、清除瓦背上焊渣和多余物(六)切片、疊片1、制備膠漿將混煉好的膠料碎片切成小粒浸入汽油中24小時，而后攪拌即成，并以濃度不同分為三種(1)稀膠漿膠料濃度為15%(2)稠膠漿膠料濃度為25%(3)修補用膠漿膠料濃度為50%2、瓦背處理將(五)制好的瓦背用堿水脫脂、再酸洗、再清洗、然后恒溫加熱、保持100-120℃取出，并在其粘片面上均勻涂稀、稠兩層膠漿粘接劑，3、將膠片切成與成型模相當的裁片，其重量為帶輪緣閘瓦4.8±0.1kg無輪緣閘瓦5.4±0.1kg 號煤水水車間瓦 2.8±0.1kg4、在瓦背的波紋鋼筋夾縫中嵌入散碎膠料，5、將裁好膠片疊放在瓦背上(七)壓制成形
1、將疊好膠片的閘瓦放入涂好脫模劑的壓制模中，此脫模劑為肥皂水或硅油，2、用陽模輕輕地將膠片全部壓入模中，3、用壓力不小于90噸液壓機將上述2壓制成形，4、保持壓力3-5分鐘，5、用頂出機構將成形的閘瓦頂出，(八)修整用修補膠修補抹平，(九)硫化1、將具有鎖緊機構的硫化模放入恒溫箱中加熱到50-120℃并保持10-15分鐘，2、將模取出并在其內涂上一層肥皂水脫模劑，3、將閘瓦速放入硫化模中，擰緊鎖緊用螺栓，裝車送入恒溫箱，4、箱溫升到145-150℃，保溫45-55分鐘5、取出(十)檢驗入庫1、目測無裂紋，無微小劃傷和損傷2、邵氏硬度上、中、下三點均需為95±53、1000塊中抽4-8塊作各種物理機能鑒定4、在瓦背上涂漆、貼合格證入庫。
實施例實施例1其制作工藝流程與上述完全相同，其中各材料的配方為順丁膠7%丁本膠7%酚醛樹脂粉7%石墨52%鐵粉12%硫磺7%鋁釩土3%氧化鋅1%硫酸鋇4%碳纖維0.2%防老劑D0.3%促進劑TT0.5%實施例2其制作工藝與上述的方法工藝完全相同，其所用材料的配方為
順丁膠6%丁苯膠6%酚醛樹脂12%石墨48%鐵粉14%硫磺6%鋁瓦土2%氧化鋅2%硫酸鋇3.4%碳纖維0.1%防老劑D0.2%促進劑TT0.3%上述實施例制得的閘瓦經測試其摩擦系數低為0.16-0.18，故其壽命可為現今的合成閘瓦要高3-5倍，它無石棉、玻璃纖維等致癌的公害，強度高，磨損量小，價格便宜，由此可見本發明具有很好的經濟和實用價值，并已在廠礦、支線中得到試用。
權利要求
1.一種無公害低摩擦系數合成閘瓦制造方法，其內容為(一)按下列材料及其含量備料、配料(1)、順丁膠 6-9.5% (2)、丁苯 6-9.5%(3)、石墨45-55% (4)、鐵粉 7-15%(5)、硫碳粉 6.5-8% (6)、硫酸鋇 3.6-4%(7)、氧化鋅 1-2%(8)、鋁釩土 2%(9)、酚醛樹脂粉 5-9%(10)、碳纖維0.1-0.2%(11)、防老劑DN-苯基-2-萘胺 0.3-0.7%(12)、促進劑TT雙(二甲基硫代氨基甲酰)二硫化物 0.3-0.8%(二)塑煉(1)、將順丁膠與丁苯按1∶1配合送軋膠機靠近齒輪傳動端加入，(2)、加入軋膠機的冷卻循環水水溫應為4-25℃，(3)、先用1-3mm輥距塑煉3-5分鐘，(4)、后用5-10mm輥距塑煉2-3分鐘，(5)、重點上面3、42-3次，(6)、再用1-3mm輥距連續不斷地“薄通”塑煉，最后用0.5-1mm輥距塑煉3-5次。(7)、放置不動1-10天(三)初混煉(1)、將酚醛樹脂粉均勻加入已塑煉好的膠片內一起進入軋膠機內混煉，一直以輥距1-3mm薄通5-6次即可(2)、將初混煉好的(橡膠+塑料粉)片取出備用。(四)混煉(1)、將配置好的石墨、鐵粉、硫磺粉、硫酸鋇、氧化鋅、碳纖維、防老劑D、促進劑TT混合均勻，(2)、將軋膠機前輥溫度比后輥溫度低10℃，以使其軋膠時膠片不易脫輥。(3)、加料(1)將輥距定為3-6mm，從輥距中以包輥方式加入初混煉好的膠片，并打開通風設備不斷均勻地加入1所述的混合料，(2)加料總量對XK-360軋膠機， 其總量為 15-25公斤對XK-400軋膠機， 其總量為 35公斤4、混煉20-30分鐘，直到膠片均勻成形，厚度根據需要為3-6mm，(五)制作瓦背(1)、備料將4mm厚鋼板、5mm厚鋼板裁剪為下列尺寸作瓦背、鎖鼻毛坯制作品 瓦背 鎖鼻帶輪緣閘瓦 333×210-213×4 105×25×6無數緣閘瓦 333×153×4 105×25×61號煤水水車閘瓦 333×(80-82)×4 95×40×6將Φ6-8mm鋼筋裁剪成1米長(2)、沖壓成形將上述1中毛坯料分別用模具、液壓機、壓力機將其模壓成形，將鋼筋壓制成波形(3)、將鎖鼻與瓦背、鋼筋焊成一體即為瓦背(4)、清除瓦背上焊渣和多余物(六)切片、疊片(1)、制備膠漿將混煉好的膠料碎片切成小粒浸入汽油中24小時，而后攪拌即成，并以濃度不同分為三種(1)稀膠漿 膠料濃度為15%(2)稠膠漿 膠料濃度為25%(3)修補用膠漿 膠料濃度為50%(2)、瓦背處理將(五)制好的瓦背用堿水脫脂、再酸洗、再清洗、然后恒溫加熱、保持100-120℃取出，并在其粘片面上均勻涂稀、稠兩層膠漿粘接劑，(3)、將膠片切成與成型模相當的裁片，其重量為帶輪緣閘瓦 4.8±0.1kg無輪緣閘瓦 5.4±0.1kg1號煤水水車間瓦 2.8±0.1kg(4)、在瓦背的波紋鋼筋夾縫中嵌入散碎膠料，(5)、將裁好膠片疊放在瓦背上(七)壓制成形(1)、將疊好膠片的閘瓦放入涂好脫膜劑的壓制模中，此脫模劑為肥皂水或或硅油，(2)、用陽模輕輕地將膠片全部壓入模中，(3)、用壓力不小于90噸液壓機將上述壓制成形，(4)、保持壓力3-5分鐘，(5)、用頂出機構將成形的閘瓦頂出，(八)修整用修補膠修補抹平，(九)硫化(1)、將具有鎖緊機構的硫化模放入恒溫箱中加熱到50-120℃并保持10-15分鐘，(2)、將模取出并在其內涂上一層肥皂水脫模劑，(3)、將閘瓦速放入硫化模中，擰緊鎖緊用螺栓，裝車送入恒溫箱，(4)、箱溫升到145-150℃，保溫45-55分鐘(5)、取出(十)檢驗入庫(1)、目測無裂紋，無微小劃傷和損傷(2)、邵氏硬度上、中、下三點均需為95±5(3)、1000塊中抽4-8塊作各種物理機能鑒定(4)、在瓦背上涂漆、貼合格證入庫。
2.一種無公害低摩擦系數合成閘，其特征在于其所用材料的配方為(1)、順丁膠 6-9.5% (2)、丁苯 6-9.5%(3)、石墨 45-55% (4)、鐵粉 7-15%(5)、硫磺 6.5-8% (6)、硫酸鋇 3.6-4%(7)、氧化鋅 1-2% 8、鋁釩土 2%(9)、酚醛樹脂粉 5-9% (10)、碳纖維 0.1-0.2%(11)、防老劑D N-苯基-2-萘胺 0.3-0.7%(12)、促進劑TT雙(二甲基硫代氨基甲酰)二硫化物 0.3-0.8%
3.按權利要求2所述的合成閘瓦，其特征在于其所用材料的配方為(1)順丁膠 7% (2)丁本膠 7%(3)酚醛樹脂粉 7% (4)石墨 52%(5)鐵粉 12% (6)硫磺 7%(7)鋁釩土 3% (8)氧化鋅 1%(9)硫酸鋇 4% (10)碳纖維 0.2%(11)防老劑D 0.3% (12)促進劑TT 0.5%
4.按權利要求2所述的合閘瓦，其特征在于所用材料的配方為(1)順丁膠 6% (2)丁苯膠 6%(3)酚醛樹脂 12% (4)石墨 48%(5)鐵粉 14% (6)硫磺 6%(7)鋁瓦土 2% (8)氧化鋅 2%(9)硫酸鋇 3.4% (10)碳纖維 0.1%(11)防老劑D 0.2% (12)促進劑TT 0.3%
全文摘要
一種無公害低摩擦系數合成閘瓦制造方法由合成橡膠(丁苯加順丁)塑煉、加塑料粉初混煉成片、加入填料、防老劑、硫化促進劑后再混煉、成片、切片、疊切片于成型瓦背、壓制成型、硫化處理工序組成。其優點生產效率高，無廢品，閘瓦強度高，摩擦系數低，磨損量低，無公害，散熱性好，踏面溫度可小于200℃，成本低。
文檔編號C08L9/06GK1103647SQ9411631
公開日1995年6月14日 申請日期1994年9月30日 優先權日1994年9月30日
發明者吳學仁 申請人:吳學仁