鐵路機車輪軌固體潤滑劑及其製作方法

2023-04-23 12:36:01 1

鐵路機車輪軌固體潤滑劑及其製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種鐵路機車輪軌固體潤滑劑及其製作方法，潤滑劑包括以下重量份的組分：環氧樹脂15～21份、二硫化鉬26～34份、無滷阻燃劑15～21份、氧化鎂3～7份、石墨12～18份、氧化鋁5～9份、玻璃纖維5～9份；製作方法包括安裝模具並預熱、稱取原料並混合、填料、模壓和脫模五個步驟。本發明的固體潤滑劑在較高溼度的大氣環境下工作時也可提供優異的潤滑性能，潤滑效果優於單一固體潤滑劑；採用環保的原材料，在製作過程中不產生有害氣體，製成的固體潤滑劑產生的粉末環保無汙染；將潤滑劑製成固體結構，經久耐磨，設備安裝簡易，更換方便，質量輕，相比傳統油脂潤滑技術不需油路輸送管道，成本低廉，保存和運輸方便。
【專利說明】
鐵路機車輪軌固體潤滑劑及其製作方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種固體潤滑劑，特別涉及一種鐵路機車輪軌固體潤滑劑及其製作方法。

【背景技術】
[0002]隨著內燃、電力機車的大量上道和鐵路向提速、重載方向發展，我國鐵路繁忙幹線曲線鋼軌側磨呈大幅度上升趨勢、輪軌磨損問題日顯突出；濟南鐵路局「九五」期間共換曲線磨耗超限鋼軌185km，佔全部更換傷損鋼軌總數的43.5%，繁忙幹線小半徑曲線碳素鋼軌使用壽命最短才10個月、通過總重70Mt.km/km，是鋼軌正常使用壽命的1/10，稀土軌在我局津浦線R = 600m曲線上使用壽命也僅200Mt.km/km左右，曲線鋼軌磨耗超限已成為最主要鋼軌傷損形式。因此，應積極研究減少輪軌有害摩擦，延長曲線鋼軌使用壽命。
[0003]機車車輛在曲線上行使時，導向輪(1、IV動軸外輪)往往存在兩點接觸，除踏面接觸外，外輪緣與外軌的軌距線相互貼靠，導向輪就在這一點上衝擊鋼軌，鋼軌也在該點產生對車輪的導向力；同時，軌軌接觸點上的輪對運行方向與軌距線的切線方向形成一個衝角，輪軌之間導向力和衝擊角是曲線鋼軌側磨的主要原因。當輪軌之間存在有導向力時，輪緣與鋼軌軌頭側面接觸點上的壓強很大，當壓強超過鋼軌的屈服應力，接觸點頂部就發生塑性變形，；若此時輪緣與鋼軌軌頭側面之間不存在表面膜，兩表面接觸點將發生粘著；同時車輪滾動時，輪緣在鋼軌軌頭側面產生滑動，使接觸點的塑性部分和彈性部分的過渡區間就出現變形，形成了鋼軌軌頭側面的磨耗。
[0004]在輪緣與鋼軌軌頭側面之間實施潤滑，可以減緩曲線鋼軌側面磨耗，減磨效果取決於附著在鋼軌側面上潤滑膜的附著能力、長效性和摩擦係數的大小。通常採用的油脂塗覆鋼軌，不僅長效性差、減磨效果不明顯、還易產生油楔作用而加速鋼軌剝離掉塊和道床汙染，限制了輪軌潤滑技術的推廣應用。
[0005]為了有效降低工業設備對能源消耗，並延長機械零部件的使用壽命及使用年限，近年來科研人員不斷開發各種耐磨性好且摩擦係數低的工程材料以滿足需求。隨著航空航天、軍工等特殊產業的不斷發展，人們對潤滑材料的性能提出更高的要求，而傳統的液態潤滑劑需要專門的配套設備，其成本高，消耗大，不符合環保節能、技術創新，油脂油路易破損、堵塞，則造成機車輪緣潤滑不充分，不同程度的磨損，已經很難滿足要求，為了獲得在超高溫、超低溫、高壓、高真空、高載荷及強輻射等極端工作環境下仍能正常發揮作用的潤滑材料，固體潤滑劑逐漸成為首選。


【發明內容】

[0006]本發明的木在於克服現有技術的不足，提供一種在較高溼度的大氣環境下工作時可以提供優異的潤滑性能，能夠對機車輪緣起到充分潤滑作用的鐵路機車輪軌固體潤滑劑。
[0007]本發明的另一個目的在於提供一種鐵路機車輪軌固體潤滑劑製作方法，將潤滑劑製作成固體結構，經久耐磨，設備安裝簡易，更換方便，質量輕，相比傳統油脂潤滑技術不需油路輸送管道，成本低廉，保存和運輸方便。
[0008]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:鐵路機車輪軌固體潤滑塊，包括以下重量份的組分:環氧樹脂15?21份、二硫化鑰26?34份、無滷阻燃劑15?21份、氧化鎂3?7份、石墨12?18份、氧化鋁5?9份、玻璃纖維5?9份。
[0009]進一步地，所述的鐵路機車輪軌固體潤滑塊包括以下重量份的組分:環氧樹脂18份、二硫化鑰30份、無滷阻燃劑18份、氧化鎂5份、石墨15份、氧化鋁7份、玻璃纖維7份。
[0010]本發明的鐵路機車輪軌固體潤滑劑製作方法，包括以下步驟:
[0011]S1:安裝模具並預熱至80?100°C ；
[0012]S2:按比例稱取環氧樹脂、二硫化鑰、無滷阻燃劑、氧化鎂、石墨、氧化鋁和玻纖，並將稱取的上述原料置於密煉機中進行混合，製成團料；
[0013]S3:將混合後的原料填充到已進行預熱的模具中，保證原料充滿模具料腔；
[0014]S4:進行常規模壓操作，模壓操作過程中進行2?3次排氣，每次排氣時間為20s，排氣間隔時間為lmin，模壓操作完成後在模壓溫度和壓力下保持15min ;排氣是為了保證製品的密實性，避免製品產生氣泡、分層等現象；保溫保壓的目的是保證原料完全固化，提高固體潤滑塊尺寸穩定性，消除固體潤滑塊內應力，減少變形；
[0015]S5:模壓操作完成後進行冷卻降壓，待壓力降至常壓，溫度降至60°C以下時進行脫模清模，得到固體潤滑塊，脫模一般是靠推頂杆完成，帶嵌件的製品要先用專用工具將成型杆件擰脫，再行脫模，然後清理模具型腔，用鋼刷或銅刷刮去殘留的塑料，並用壓縮空氣吹淨。
[0016]進一步地，模壓操作的參數為:溫度130?160°C、壓力7?9MPa、時間4?6min，最優的，所述的模壓操作的參數為:溫度150°C、壓力8MPa、時間5min。
[0017]進一步地，所述的模具選用P20模具。
[0018]本發明的有益效果是:
[0019]1、二硫化鑰化學性質穩定，熱穩定性好，摩擦係數低，潤滑作用優良，在較為苛刻的工作環境下能夠保持良好的摩擦性能，與石墨等其他潤滑材料復配，能夠獲得更好的潤滑性能，在較高溼度的大氣環境下工作時也可提供優異的潤滑性能，潤滑效果優於單一固體潤滑劑；
[0020]2、採用環保的原材料，在製作過程中不產生有害氣體，而且製成的固體潤滑劑能夠對機車輪緣起到充分潤滑作用，產生的粉末環保無汙染；
[0021]3、將潤滑劑製作成固體結構，經久耐磨，設備安裝簡易，更換方便，質量輕，相比傳統油脂潤滑技術不需油路輸送管道，成本低廉，保存和運輸方便；
[0022]4、製備過程均採用常規操作，製作方法簡單，易於推廣和量產。

【具體實施方式】
[0023]下面結合具體實施例進一步說明本發明的技術方案，但本發明所保護的內容不局限於以下所述。
[0024]實施例1
[0025]鐵路機車輪軌固體潤滑劑，包括以下重量份的組分:環氧樹脂18份、二硫化鑰30份、無滷阻燃劑18份、氧化鎂5份、石墨15份、氧化鋁7份、玻璃纖維7份。
[0026]本發明的鐵路機車輪軌固體潤滑劑製作方法，包括以下步驟:
[0027]S1:安裝模具並預熱至90°C，模具選用P20模具；
[0028]S2:按比例稱取二硫化鑰、無滷阻燃劑、氧化鎂、石墨、氧化鋁和玻纖，並將稱取的上述原料置於密煉機中進行混合；
[0029]S3:將混合後的原料填充到已進行預熱的模具中，保證原料充滿模具料腔；
[0030]S4:進行常規模壓操作，模壓操作參數為:溫度150°C、壓力8MPa、時間5min，模壓操作過程中進行2次排氣，每次排氣時間為20s，排氣間隔時間為lmin，模壓操作完成後在模壓溫度和壓力下保持15min ；
[0031]S5:模壓操作完成後進行冷卻降壓，待壓力降至常壓，溫度降至60°C以下時進行脫模清模，得到固體潤滑劑。
[0032]實施例2
[0033]鐵路機車輪軌固體潤滑劑，包括以下重量份的組分:環氧樹脂15份、二硫化鑰26份、無滷阻燃劑15份、氧化鎂3份、石墨12份、氧化鋁5份、玻璃纖維5份。
[0034]本發明的鐵路機車輪軌固體潤滑劑製作方法，包括以下步驟:
[0035]S1:安裝模具並預熱至80°C，模具選用P20模具；
[0036]S2:按比例稱取二硫化鑰、無滷阻燃劑、氧化鎂、石墨、氧化鋁和玻纖，並將稱取的上述原料置於密煉機中進行混合；
[0037]S3:將混合後的原料填充到已進行預熱的模具中，保證原料充滿模具料腔；
[0038]S4:進行常規模壓操作，模壓操作參數為:溫度130°C、壓力7MPa、時間4min，模壓操作過程中進行2次排氣，每次排氣時間為20s，排氣間隔時間為lmin，模壓操作完成後在模壓溫度和壓力下保持15min ；
[0039]S5:模壓操作完成後進行冷卻降壓，待壓力降至常壓，溫度降至60°C以下時進行脫模清模，得到固體潤滑劑。
[0040]實施例3
[0041]鐵路機車輪軌固體潤滑劑，包括以下重量份的組分:環氧樹脂21份、二硫化鑰34份、無滷阻燃劑21份、氧化鎂7份、石墨18份、氧化鋁9份、玻璃纖維9份。
[0042]本發明的鐵路機車輪軌固體潤滑劑製作方法，包括以下步驟:
[0043]S1:安裝模具並預熱至100°C，模具選用P20模具；
[0044]S2:按比例稱取二硫化鑰、無滷阻燃劑、氧化鎂、石墨、氧化鋁和玻纖，並將稱取的上述原料置於密煉機中進行混合；
[0045]S3:進行常規模壓操作，步驟S4中的模壓操作參數為:溫度160°C、壓力9MPa、時間6min，模壓操作過程中進行3次排氣，每次排氣時間為20s，排氣間隔時間為lmin，模壓操作完成後在模壓溫度和壓力下保持15min ；
[0046]S5:模壓操作完成後進行冷卻降壓，待壓力降至常壓，溫度降至60°C以下時進行脫模清模，得到固體潤滑劑。
[0047]實施例4
[0048]鐵路機車輪軌固體潤滑劑，包括以下重量份的組分:環氧樹脂20份、二硫化鑰30份、無滷阻燃劑16份、氧化鎂4份、石墨15份、氧化鋁8份、玻璃纖維7份。
[0049]本發明的鐵路機車輪軌固體潤滑劑製作方法，包括以下步驟:
[0050]S1:安裝模具並預熱至90°C，模具選用P20模具；
[0051]S2:按比例稱取二硫化鑰、無滷阻燃劑、氧化鎂、石墨、氧化鋁和玻纖，並將稱取的上述原料置於密煉機中進行混合；
[0052]S3:將混合後的原料填充到已進行預熱的模具中，保證原料充滿模具料腔；
[0053]S4:進行常規模壓操作，步驟S4中的模壓操作參數為:溫度140°C、壓力9MPa、時間6min，模壓操作過程中進行3次排氣，每次排氣時間為20s，排氣間隔時間為lmin，模壓操作完成後在模壓溫度和壓力下保持15min ；
[0054]S5:模壓操作完成後進行冷卻降壓，待壓力降至常壓，溫度降至60°C以下時進行脫模清模，得到固體潤滑劑。
[0055]本發明的固體潤滑塊具有以下性能:
[0056]1、溫度適應範圍為-30°C?450°C，能夠工作於高溫和交底的溫度下；
[0057]2、耐重負荷:在重負荷下油脂潤滑膜會因變薄甚至消失而使潤滑失效，但本發明的固體潤滑塊在2800MPa、40m/s的重負荷、高速度下潤滑性能良好；
[0058]3、耐真空:本發明的固體潤滑塊採用二硫化鑰作為主要材料，在真空條件下的潤滑性能比在空氣中的潤滑性能好，在真空中的摩擦係數約為大氣中的1/3，耐磨壽命比大氣中的高几倍甚至幾十倍；
[0059]4、抗輻射:本發明的固體潤滑塊在7X 108倫琴強輻射輻照後，比輻照前潤滑性能幾乎沒受影響，輻照前的靜摩擦係數為0.13?0.14，動摩擦係數為0.11?0.12，磨損為306.1X KT3Cm3 ;在輻照後則分別為:0.13,0.11 和 382.3 X 10_3cm3o
[0060]本領域的普通技術人員將會意識到，這裡所述的實施例是為了幫助讀者理解本發明的原理，應被理解為本發明的保護範圍並不局限於這樣的特別陳述和實施例。本領域的普通技術人員可以根據本發明公開的這些技術啟示做出各種不脫離本發明實質的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.鐵路機車輪軌固體潤滑劑，其特徵在於:包括以下重量份的組分:環氧樹脂15?21份、二硫化鑰26?34份、無齒阻燃劑15?21份、氧化鎂3?7份、石墨12?18份、氧化鋁5?9份、玻璃纖維5?9份。
2.根據權利要求1所述的鐵路機車輪軌固體潤滑劑，其特徵在於:包括以下重量份的組分:環氧樹脂18份、二硫化鑰30份、無滷阻燃劑18份、氧化鎂5份、石墨15份、氧化鋁7份、玻璃纖維7份。
3.鐵路機車輪軌固體潤滑劑製作方法，其特徵在於:包括以下步驟: 51:安裝模具並預熱至80?100°C ； 52:按比例稱取環氧樹脂、二硫化鑰、無滷阻燃劑、氧化鎂、石墨、氧化鋁和玻纖，並將稱取的上述原料置於密煉機中進行混合，製成團料； 53:將混合後的原料填充到已進行預熱的模具中，保證原料充滿模具料腔； 54:進行常規模壓操作，模壓操作過程中進行2?3次排氣，每次排氣時間為20s，排氣間隔時間為lmin，模壓操作完成後在模壓溫度和壓力下保持15min ； 55:模壓操作完成後進行冷卻降壓，待壓力降至常壓、溫度降至60°C以下時進行脫模清模，得到固體潤滑塊。
4.根據權利要求3所述的固體潤滑劑製作方法，其特徵在於:所述的模壓操作的參數為:溫度130?160°C、壓力7?9MPa、時間4?6min。
5.根據權利要求4所述的固體潤滑劑製作方法，其特徵在於:所述的模壓操作的參數為:溫度150°C、壓力8MPa、時間5min。
6.根據權利要求3所述的固體潤滑劑製作方法，其特徵在於:所述的模具選用P20模具。
【文檔編號】C10M125/22GK104327928SQ201410674525
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】喻澤玖, 徐正庚, 羅江, 史雪蕾 申請人:成都蜀中鐵道科技投資有限公司