【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道车辆制动材料，具体是涉及一种踏面清扫装置研磨子及其制备方法。
技术介绍
1、近年来，随着高速轨道交通行业的迅速发展，列车运行安全一直备受人们关注。车轮作为转向架重要的走形部件，其踏面出现失圆、擦伤及低黏着等现象时直接影响列车的运行安全。
2、根据多年现车跟踪发现，踏面清扫装置可以改善车轮踏面状况、提高轮轨黏着、抑制车轮踏面失圆等现象，因此踏面清扫装置中的研磨子是转向架不可或缺的零部件。然而，由于在列车运行过程中，相对于车轮其他部分，与钢轨接触部分磨耗尤为严重，踏面部分出现凹坑缺陷，研磨子在使用过程中会出现共形，造成踏面磨耗不均匀、轮轨接触异常，导致晃车、振动、噪声等不良现象，影响列车运营安全和使用寿命。
3、研磨块的质量及力学性能对研磨块的应用有直接影响。由于研磨块是由复合材料制备而成，各项组分材料属性不同，传统的恒压工艺导致界面结合性较差，从而影响磨损率和摩擦稳定性。现有技术中通过对研磨块的组成配比进行研究，以制备出能减少车轮异常磨耗，改善踏面性能的研磨块。，例如中国专利申请cn 107188456《动车踏面清扫器修形研磨子及其制备方法》公开了动车用研磨子的配方及制备方法，已经在长客标准动车组上使用，修复车轮表面缺陷和不圆度的功能很明显，并且没有产生裂纹、热斑、火花，也无金属镶嵌、分层、掉块等不良现象，对对偶无损伤，效果很好。中国专利申请cn 108359212《一种用于轨道车辆的研磨子及其制备方法》公开了高铁用研磨子的配方及制备方法，通过调整所述研磨子的组分及其含量，实现了所述研磨子
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种踏面清扫装置研磨子及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种踏面清扫装置研磨子，包括背板和摩擦体，摩擦体根据与车轮接触部位分为包括轮缘润滑块、踏面修形块和踏面清扫块；轮缘润滑块按重量百分比计算，包括：粘结剂10％～15％，增强纤维4％～10％，润滑材料50％～65％和填料20％～25％；踏面修形块按重量百分比计算，包括：粘结剂15％～25％，增强纤维12％～20％，增摩材料8％～12％，减摩材料18％～30％和填料25％～35％；踏面清扫块按重量百分比计算，包括：粘结剂10％～15％，增强纤维5％～10％，增摩材料10％～20％，减摩材料15％～25％和填料30％～60％。
3、作为优选，轮缘润滑块、踏面修形块和踏面清扫块的粘结剂为橡胶改性的酚醛树脂，且树脂粒度为200目，在150℃下的聚速为50-80s，流动度为15-25mm；轮缘润滑块、踏面修形块和踏面清扫块的填料为包括重晶石、铁粉、碳酸钙和硅藻土中的至少一种。其中这三个材料块所用基体材料粘结剂同为橡胶改性的酚醛树脂，酚醛树脂在研磨子中主要起到粘接材料和成型的作用，树脂含量越高，研磨子密度越小，研磨子的冲击强度和压缩强度越高，耐磨性越好。本专利技术选用具有耐高温耐磨特性的酚醛树脂，可进一步提高了研磨子的使用寿命。
4、作为优选，轮缘润滑块、踏面修形块和踏面清扫块的增强纤维为碳纤维、芳纶纤维和陶瓷纤维中的至少一种。本专利技术的增强纤维为碳纤维、芳纶纤维和陶瓷纤维中的至少一种，其中碳纤维耐高温性能优良，具有较好的强度、耐磨性和导电性好，使用碳纤维可使得摩擦材料不易断裂，耐磨和高温时摩擦性能稳定。芳纶纤维具有密度小、高模量、耐高温和磨损率低，同时具有良好的表面吸附性，可较好的与树脂及填料浸润结合。陶瓷纤维具有耐高温耐磨损等优异性能，同时能够吸收制动噪音和稳定摩擦系数，是石棉的理想替代品之一。通过调整增强材料中三种组分的比例，使得本专利技术实施例中的研磨子具有优良的力学效果和摩擦磨损效果。
5、作为优选，轮缘润滑块的润滑材料为二硫化钼和鳞片石墨中的至少一种；润滑材料含有两种粉料粒径，分别是100目和325目，其中二硫化钼的粒度为325目，鳞片石墨的粒径为100目，各润滑材料配比有1:1、1:2、1:3三种。
6、作为优选，踏面修形块和踏面清扫块的增摩材料为棕刚玉、氧化铝、石英粉和碳化硅中的至少一种，增摩材料有两种粉料粒径，粒度有50～100目和200～250目，两种粉料粒径的配比为：粒度为50～100目的增摩材料与粒度为100～200目的增摩材料的重量比为1:4-5。增摩材料中，氧化铝熔点高、硬度高和热稳定性好，在摩擦材料中可以有效提高摩擦系数，同时还可以减少因热衰退造成的龟裂；棕刚玉硬度高，提高摩擦系数的程度高于氧化铝，极小的用量就足以产生良好的增摩效果；石英粉具有高耐热、高耐湿、高填充量、低摩擦系数及低膨胀率，可提高摩擦稳定性，并不刮伤对偶面；碳化硅具有高硬度、高耐磨性和高热导率，在摩擦材料中可消散由摩擦产生的热量和有效减少磨损；此外研磨子中添加少量的超细碳化钨粉末可以提高研磨子对车轮初始多边形的打磨效率。增摩材料中选取合适的材料及配比，可有效磨削车轮和增加轮轨之间的粘着力。
7、作为优选，踏面修形块和踏面清扫块的减摩材料为二硫化钼、石油焦和石墨中的至少一种，减摩材料含有两种粉料粒径，分别是40目和1000目，其中石墨和石油焦的粒度为40目，二硫化钼的粒径为1000目，各减摩材料配比有1:3、1:2、2:1三种。减摩材料中，二硫化钼的硬度和摩擦系数较小，可起到减摩作用，同时二硫化钼覆盖在摩擦材料表面，可以保护其他材料不被氧化，因其粘附性较强，可以使得其他材料不易脱落，使得制动时取得最佳效果；石墨具有良好的导电导热性能和润滑性能，其化学性能极具稳定，可耐高温、耐酸及耐腐蚀，是一种性能优异的减摩材料；此外焦炭由于较好的气孔性，在摩擦材料中可起到骨架材料的作用，减小了制动噪音和高温摩擦时的热衰退。在摩擦材料中焦炭、二硫化钼和石墨按一定比例混合使用能使得摩擦材料具有完美的综合性能。
8、本专利技术还提供一种踏面清扫装置研磨子的制备方法，包括以下步骤：
9、s1、进行增强纤维预处理；将碳纤维和/或芳纶纤维进行开松处理，开松处理时间为5-10min；
10、s2、混料：利用混料机，根据轮缘润滑块、踏面修形块和踏面清扫块的组分配方比例分别进行材料混合，混料时间为30-60min，以得到三份混合料；
11、s3、对混合料进行升压压制；将干燥后的三份混合料装入模具中，通过热压机进行升压压制，热压温度控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种踏面清扫装置研磨子，包括背板和摩擦体，其特征在于：所述摩擦体根据与车轮接触部位分为包括轮缘润滑块、踏面修形块和踏面清扫块；所述轮缘润滑块按重量百分比计算，包括：粘结剂10％～15％，增强纤维4％～10％，润滑材料50％～65％和填料20％～25％；所述踏面修形块按重量百分比计算，包括：粘结剂15％～25％，增强纤维12％～20％，增摩材料8％～12％，减摩材料18％～30％和填料25％～35％；所述踏面清扫块按重量百分比计算，包括：粘结剂10％～15％，增强纤维5％～10％，增摩材料10％～20％，减摩材料15％～25％和填料30％～60％。
2.根据权利要求1所述的一种踏面清扫装置研磨子，其特征在于，所述轮缘润滑块、踏面修形块和踏面清扫块的粘结剂为橡胶改性的酚醛树脂，且树脂粒度为200目，在150℃下的聚速为50-80s，流动度为15-25mm；所述轮缘润滑块、踏面修形块和踏面清扫块的填料为包括重晶石、铁粉、碳酸钙和硅藻土中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种踏面清扫装置研磨子，其特征在于，所述轮缘润滑块、踏面修形块和踏面清扫块的增强纤维为
4.根据权利要求1所述的一种踏面清扫装置研磨子，其特征在于，所述轮缘润滑块的润滑材料为二硫化钼和鳞片石墨中的至少一种；所述润滑材料含有两种粉料粒径，分别是100目和325目，其中二硫化钼的粒度为325目，鳞片石墨的粒径为100目，各润滑材料配比有1:1、1:2、1:3三种。
5.根据权利要求1所述的一种踏面清扫装置研磨子，其特征在于，所述踏面修形块和踏面清扫块的增摩材料为棕刚玉、氧化铝、石英粉和碳化硅中的至少一种，增摩材料有两种粉料粒径，粒度有50～100目和200～250目，两种粉料粒径的配比为：粒度为50～100目的增摩材料与粒度为100～200目的增摩材料的重量比为1:4-5。
6.根据权利要求1所述的一种踏面清扫装置研磨子，其特征在于，所述踏面修形块和踏面清扫块的减摩材料为二硫化钼、石油焦和石墨中的至少一种，所述减摩材料含有两种粉料粒径，分别是40目和1000目，其中石墨和石油焦的粒度为40目，二硫化钼的粒径为1000目，各减摩材料配比有1:3、1:2、2:1三种。
7.权利要求1-6任一项所述的一种踏面清扫装置研磨子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种踏面清扫装置研磨子的制备方法，其特征在于，在S2进行混料时，先将预开松后的纤维与部分填料先进行混合，再加入剩余材料进行一起混合。
9.根据权利要求7所述的一种踏面清扫装置研磨子的制备方法，其特征在于，在S3对混合料进行升压压制时，将干燥后的三份混合料装入模具中，装料时，不同种类的混合料之间采用挡料隔开，待混合料全部添加完成后再抽取挡板；启动热压机，热压温度控制在130～150℃，按多次升压工艺进行压制：成型压力共施加5次，即16MPa→18MPa→20MPa→22MPa→24MPa；每次施加压力持续60s，放气时间为20s，在施加5次成型压力后，设置保压压力均为20MPa，持续800s，放气时间及成型温度参数均相同，待完全泄压后，即得到第一产品。
10.根据权利要求7所述的一种踏面清扫装置研磨子的制备方法，其特征在于，在S4对第一产品进行变温固化时，将第一产品放入固化炉中，按以下过程升温进行固化：室温～60℃升温1h，60～90℃升温2h，90～130℃升温4h，130～160℃升温6h和160-180℃升温2h，然后自然冷却至温度低于40℃。
...【技术特征摘要】
1.一种踏面清扫装置研磨子，包括背板和摩擦体，其特征在于：所述摩擦体根据与车轮接触部位分为包括轮缘润滑块、踏面修形块和踏面清扫块；所述轮缘润滑块按重量百分比计算，包括：粘结剂10％～15％，增强纤维4％～10％，润滑材料50％～65％和填料20％～25％；所述踏面修形块按重量百分比计算，包括：粘结剂15％～25％，增强纤维12％～20％，增摩材料8％～12％，减摩材料18％～30％和填料25％～35％；所述踏面清扫块按重量百分比计算，包括：粘结剂10％～15％，增强纤维5％～10％，增摩材料10％～20％，减摩材料15％～25％和填料30％～60％。
2.根据权利要求1所述的一种踏面清扫装置研磨子，其特征在于，所述轮缘润滑块、踏面修形块和踏面清扫块的粘结剂为橡胶改性的酚醛树脂，且树脂粒度为200目，在150℃下的聚速为50-80s，流动度为15-25mm；所述轮缘润滑块、踏面修形块和踏面清扫块的填料为包括重晶石、铁粉、碳酸钙和硅藻土中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种踏面清扫装置研磨子，其特征在于，所述轮缘润滑块、踏面修形块和踏面清扫块的增强纤维为碳纤维、芳纶纤维和陶瓷纤维中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种踏面清扫装置研磨子，其特征在于，所述轮缘润滑块的润滑材料为二硫化钼和鳞片石墨中的至少一种；所述润滑材料含有两种粉料粒径，分别是100目和325目，其中二硫化钼的粒度为325目，鳞片石墨的粒径为100目，各润滑材料配比有1:1、1:2、1:3三种。
5.根据权利要求1所述的一种踏面清扫装置研磨子，其特征在于，所述踏面修形块和踏面清扫块的增摩材料为棕刚玉、氧化铝、石英粉和碳化硅中的至少一种，增摩材料有两种粉料粒径，粒度有50～100目和200～250目，两...
【专利技术属性】
技术研发人员：马凯，冯畅，宦冬，刘巍山，郭小烨，赵子健，安宁，
申请(专利权)人：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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