[发明专利]一种轮轨摩擦调节材料及其制备方法

说明书

本发明公布了一种轮轨摩擦调节材料，轮轨摩擦调节材料原料组成及其质量配比为聚四氟乙烯20‑60份、石墨20‑60份、二氧化硅0.2‑20份、酚醛树脂5‑20份和石蜡2‑10份；轮轨摩擦调节材料生产主要步骤：首先将聚四氟乙烯与石墨混合，进行干燥处理，干燥过后将其与二氧化硅混合，然后加入酚醛树脂制成混料，混料后加入石蜡粉末，再对混料进行热处理和加压，然后使用阶梯降温，完成轮轨摩擦调节材料制作；本发明的体系具有较好的稳定性，制备过程不复杂，制备的轮轨摩擦调节材料，可以调节轮轨摩擦系数，使其维持在0.2‑0.4之间。

技术领域

本发明属于轨道交通领域，尤其涉及一种轮轨摩擦调节材料。

背景技术

轮轨摩擦调节材料可以调节轮轨摩擦系数，使其维持在一个适宜的区间内。轮轨摩擦系数受外界影响较大，在干燥环境下轮轨摩擦高达0.7，受油污污染后，摩擦系数低于0.1，维持轮轨摩擦系数在0.3附近是保证轮轨交通安全经济出行的关键技术。轮轨摩擦系数过大，会造成较大的轮轨疲劳及磨耗，导致轮轨维护维修成本成倍增加。轮轨摩擦系数过低，会导致车轮牵引制动失效，影响列车正常运行并危及行车安全。目前对轮轨摩擦系数的处理方法主要集中为两类，即增粘与减磨，也就是增大摩擦系数与减小摩擦系数。增大摩擦系数的产品主要是轮轨间撒石英砂或者使用踏面研磨子,这种方式需要定期向轮轨间撒石英砂或更换研磨子，这样会耗费很大的人力物力。减小摩擦系数的产品主要是使用各类润滑剂，固态润滑剂通常含有铅、二硫化钼等重金属或稀有金属，成本高，并且对环境存在污染。

对满足铁路要求的材料进行选择是一个庞大的工程。传统的固体润滑或固态摩擦材料中通常使用钼或钛的各种氧化物或硫化物，或者直接使用铜金属，且传统的固体润滑或固态摩擦材料只能起到一个润滑的作用，另外这些有色金属在造成大量的资源浪费，甚至对环境产生污染，将直接影响农业生产或者污染水源。因此铁路使用环境中不允许使用有色稀有金属，这就需要采用技术手段在不影响摩擦效果的前提下，对现有材料的配合及工艺进行调整。各组份材料在产品中的作用不同，对产品的性能影响也不同，且这些都必须基于一定的生产工艺。生产加工过程不单单是产品成型过程，更是一个复杂的化学反应过程。各组分的含量及工艺必须严格控制。且制得的产品要在大范围的铁路运输中使用，用量较大，严格禁止使用非再生稀有资源。

中国专利申请92115034.2公开了一种火车轮轨系统的润滑剂，是将20-70％的石墨粉、二硫化钼和氮化硼2-5％的三氧化二锑和三水合氧化铝，掺入30-80％高分子聚合物中，于20-90℃下固化成型。该润滑剂使用过程中和车轮轮缘始终是接触的，会因摩擦而在轮缘表面形成一层吸附薄膜。但是该发明中含有的氧化物造价高，使得生产成本变高，且该发明组分中含有的重金属元素会对环境造成污染；另一方面该发明通过在轮缘表面形成一层吸附薄膜，起到持续润滑的效果，但是当轮轨被油污污染后，轮轨摩擦系数将变得很低，这将会导致车轮牵引制动失效，影响列车正常运行并危及行车安全。

中国专利申请92115302.3涉及一种既有润滑作用又有增摩效果的固体轮轨踏面摩擦剂，是将5-30％的石墨粉、二硫化钼粉及氮化硼混合一定量的石膏粉、滑石粉和生石灰掺和均匀后混入40-90％的聚四氟乙烯、聚酯树脂和环氧树脂中固化成型。该发明中含有重金属元素，会对环境造成污染；且该发明组份中含有生石灰，而生石灰在空气中会吸水变质，也就限制了该固体轮轨踏面摩擦剂的使用寿命。

发明内容

本发明的目的之一就在于合成一种轮轨摩擦调节材料，将轮轨的摩擦系数一直保持在0.2-0.4范围内。保证轮轨的低摩擦，又保证有效的牵引制动效果，同时材料环保，充分解决现有技术存在的各种问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，

一种轮轨摩擦调节材料，包括如下材料：聚四氟乙烯、石墨、气相二氧化硅、酚醛树脂和石蜡，本发明提供的轮轨摩擦调节材料是一种摩擦系数保持材料。