本發(fā)明涉及一種固體潤滑塊及其制備方法，屬于固體潤滑材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：鐵路運輸是一種最有效的陸上交通方式，其運輸能力強、運行速度快、運輸成本低、能耗低、受自然環(huán)境影響小，應(yīng)用范圍十分廣。然而，隨著內(nèi)燃機車、電力機車的大量上道和鐵路向高速、重載方向發(fā)展，曲線鋼軌側(cè)面磨損和機車輪緣磨損的問題日益突出。機車在曲線上行使時，導向輪與鋼軌除了踏面接觸外，往往還存在兩點接觸，外輪緣與外軌的軌距線相互貼靠，導向輪就在這一點上沖擊鋼軌，鋼軌也在該點產(chǎn)生對車輪的導向力；同時，輪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沖角，輪軌之間導向力和沖擊角是曲線鋼軌側(cè)面磨損的主要原因。當輪軌之間存在有導向力時，輪緣與鋼軌軌頭側(cè)面接觸點上的壓強很大，當壓強超過鋼軌的屈服應(yīng)力，接觸點頂部就發(fā)生塑性變形，若此時輪緣與鋼軌軌頭側(cè)面之間不存在表面膜，兩表面接觸點將發(fā)生粘著；同時車輪滾動時，輪緣在鋼軌軌頭側(cè)面產(chǎn)生滑動，使接觸點的塑性部分和彈性部分的過渡區(qū)間就出現(xiàn)變形，形成了鋼軌軌頭側(cè)面的磨耗。在輪緣與鋼軌軌頭側(cè)面之間實施潤滑，可以減緩曲線鋼軌側(cè)面磨耗，減磨效果取決于附著在鋼軌側(cè)面上潤滑膜的附著能力、長效性和摩擦系數(shù)的大小。目前，機車輪軌潤滑常采用油脂潤滑技術(shù)，通過油脂噴涂器噴出液態(tài)潤滑劑來進行輪軌潤滑，但普遍存在以下問題：1)需要專門的配套設(shè)備，設(shè)備安裝和維修麻煩，成本高，消耗大；2)潤滑的精確度低，長效性差，減磨效果不明顯，油路易破損、堵塞；3)易產(chǎn)生油楔作用而加速鋼軌剝離掉塊和道床污染。近幾年，固體潤滑塊開始興起，其中干式潤滑塊是一種以界面潤滑原理取代油脂流體潤滑原理的新型高分子復(fù)合潤滑材料，主要由主成膜物質(zhì)(合成樹脂)、次成膜物質(zhì)(固體潤滑材料)以及相關(guān)添加劑組成，其具有很高的抗極壓性，且摩擦系數(shù)很小，能在摩擦界面間形成干式潤滑膜，可以防止金屬表面微觀凸起穿透潤滑膜，隔開摩擦副表面，從而起到減磨作用。然而，目前的固體潤滑塊產(chǎn)品還不成熟，存在很多缺陷，例如中國專利CN104401355A公開了一種表面設(shè)置有與送料帶相吻合的凸臺和凹槽的鐵路機車輪軌固體潤滑棒，其潤滑效果好，但制備工藝復(fù)雜，造價高，耗時長，難以大面積推廣使用。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種固體潤滑塊及其制備方法。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種固體潤滑塊，其由以下質(zhì)量份的原料制備而成：環(huán)氧樹脂：100份；環(huán)氧稀釋劑：5～25份；氮化硅：30～60份；二硫化鉬：30～70份；聚四氟乙烯：15～50份；石墨：15～50份；胺類固化劑：30～60份；炭黑：20～60份；填料：50～150份。所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、有機硅改性酚醛環(huán)氧樹脂中的至少一種。所述的環(huán)氧稀釋劑為1，4-丁二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、1，6-己二醇二縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、鄰甲苯基縮水甘油醚中的至少一種。所述的胺類固化劑為改性胺類固化劑、芳香胺固化劑中的至少一種。所述的改性胺類固化劑為β-羥乙基乙二胺、N-氰乙基二亞乙基三胺、593固化劑、703固化劑中的至少一種。所述的芳香胺固化劑為間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜中的至少一種。所述的填料為滑石粉、石英粉、金剛砂中的至少一種。上述固體潤滑的制備方法包括以下步驟：1)預(yù)混料的制備：將環(huán)氧樹脂加熱至80～100℃，恒溫攪拌10～30分鐘，加入環(huán)氧稀釋劑、氮化硅、二硫化鉬、聚四氟乙烯、石墨、炭黑和填料，混合均勻，得到預(yù)混料；2)灌漿成型：在預(yù)混料中加入胺類固化劑，60～80℃混合均勻，倒入硅膠成型模，常溫成型2～3小時，出模，得到潤滑塊坯體；3)固化：將潤滑塊坯體放入烘箱，70～90℃固化4～6小時，取出冷卻，得到固體潤滑塊。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的固體潤滑塊摩擦系數(shù)低，潤滑效果好，經(jīng)久耐磨，無需密封保存，便于儲存和運輸，成本低廉，生產(chǎn)工藝簡單，不含二硫化鉬、鉛等稀有及重金屬，安全環(huán)保，可有效提高機車牽引效率。具體實施方式一種固體潤滑塊，其由以下質(zhì)量份的原料制備而成：環(huán)氧樹脂：100份；環(huán)氧稀釋劑：5～25份；氮化硅：30～60份；二硫化鉬：30～70份；聚四氟乙烯：15～50份；石墨：15～50份；胺類固化劑：30～60份；炭黑：20～60份；填料：50～150份。優(yōu)選的，所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、有機硅改性酚醛環(huán)氧樹脂中的至少一種。優(yōu)選的，所述的雙酚A型環(huán)氧樹脂為E-51、E-44中的至少一種。優(yōu)選的，所述的環(huán)氧稀釋劑為1，4-丁二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、1，6-己二醇二縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、鄰甲苯基縮水甘油醚中的至少一種。優(yōu)選的，所述的胺類固化劑為改性胺類固化劑、芳香胺固化劑中的至少一種。優(yōu)選的，所述的改性胺類固化劑為β-羥乙基乙二胺、N-氰乙基二亞乙基三胺、593固化劑、703固化劑中的至少一種。優(yōu)選的，所述的芳香胺固化劑為間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜中的至少一種。優(yōu)選的，所述的填料為滑石粉、石英粉、金剛砂中的至少一種。上述固體潤滑的制備方法包括以下步驟：1)預(yù)混料的制備：將環(huán)氧樹脂加熱至80～100℃，恒溫攪拌10～30分鐘，加入環(huán)氧稀釋劑、氮化硅、二硫化鉬、聚四氟乙烯、石墨、炭黑和填料，混合均勻，得到預(yù)混料；2)灌漿成型：在預(yù)混料中加入胺類固化劑，60～80℃混合均勻，倒入硅膠成型模，常溫成型2～3小時，出模，得到潤滑塊坯體；3)固化：將潤滑塊坯體放入烘箱，70～90℃固化4～6小時，取出冷卻，得到固體潤滑塊。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的解釋和說明。實施例1：一種固體潤滑塊，其原料組成如表1所示：表1一種固體潤滑塊的原料組成表原料質(zhì)量份環(huán)氧樹脂E-511001，4-丁二醇二縮水甘油醚5氮化硅60二硫化鉬30聚四氟乙烯20石墨30β-羥乙基乙二胺30炭黑60滑石粉70金剛砂80上述固體潤滑塊的制備方法如下所示：1)預(yù)混料的制備：將環(huán)氧樹脂E-51加熱至80～100℃，恒溫攪拌30分鐘，加入1，4-丁二醇二縮水甘油醚、氮化硅、二硫化鉬、聚四氟乙烯、石墨、炭黑、滑石粉和金剛砂，攪拌均勻，得到預(yù)混料；2)灌漿成型：在預(yù)混料中加入胺類固化劑β-羥乙基乙二胺，60～80℃攪拌均勻，倒入硅膠成型模，常溫成型2小時，出模，得到潤滑塊坯體；3)固化：將潤滑塊坯體放入烘箱，70～90℃固化5小時，取出冷卻，得到固體潤滑塊。實施例2：一種固體潤滑塊，其原料組成如表2所示：表2一種固體潤滑塊的原料組成表原料質(zhì)量份雙酚F型環(huán)氧樹脂100聚丙二醇二縮水甘油醚10氮化硅60二硫化鉬30聚四氟乙烯15石墨15593固化劑30炭黑40石英粉120上述固體潤滑塊的制備方法如下所示：1)預(yù)混料的制備：將雙酚F型環(huán)氧樹脂加熱至80～100℃，恒溫攪拌10分鐘，加入聚丙二醇二縮水甘油醚、氮化硅、二硫化鉬、聚四氟乙烯、石墨、炭黑和石英粉，攪拌均勻，得到預(yù)混料；2)灌漿成型：在預(yù)混料中加入593固化劑，60～80℃攪拌均勻，倒入硅膠成型模，常溫成型3小時，出模，得到潤滑塊坯體；3)固化：將潤滑塊坯體放入烘箱，70～90℃固化4小時，取出冷卻，得到固體潤滑塊。實施例3：一種固體潤滑塊，其原料組成如表3所示：表3一種固體潤滑塊的原料組成表上述固體潤滑塊的制備方法如下所示：1)預(yù)混料的制備：將環(huán)氧樹脂E-44加熱至80～100℃，恒溫攪拌20分鐘，加入乙二醇二縮水甘油醚、氮化硅、二硫化鉬、聚四氟乙烯、石墨、炭黑和滑石粉，攪拌均勻，得到預(yù)混料；2)灌漿成型：在預(yù)混料中加入N-氰乙基二亞乙基三胺，60～80℃攪拌均勻，倒入硅膠成型模，常溫成型2.5小時，出模，得到潤滑塊坯體；3)固化：將潤滑塊坯體放入烘箱，70～90℃固化5小時，取出冷卻，得到固體潤滑塊。實施例4：一種固體潤滑塊，其原料組成如表4所示：表4一種固體潤滑塊的原料組成表原料質(zhì)量份有機硅改性酚醛環(huán)氧樹脂1001，6-己二醇二縮水甘油醚20氮化硅30二硫化鉬50聚四氟乙烯50石墨40間苯二胺60炭黑20金剛砂50上述固體潤滑塊的制備方法如下所示：1)預(yù)混料的制備：將有機硅改性酚醛環(huán)氧樹脂加熱至80～100℃，恒溫攪拌15分鐘，加入1，6-己二醇二縮水甘油醚、氮化硅、二硫化鉬、聚四氟乙烯、石墨、炭黑和金剛砂，攪拌均勻，得到預(yù)混料；2)灌漿成型：在預(yù)混料中加入間苯二胺，60～80℃攪拌均勻，倒入硅膠成型模，常溫成型2小時，出模，得到潤滑塊坯體；3)固化：將潤滑塊坯體放入烘箱，70～90℃固化6小時，取出冷卻，得到固體潤滑塊。實施例5：一種固體潤滑塊，其原料組成如表5所示：表5一種固體潤滑塊的原料組成表原料質(zhì)量份有機硅改性酚醛環(huán)氧樹脂100鄰甲苯基縮水甘油醚25氮化硅50二硫化鉬40聚四氟乙烯40石墨50二氨基二苯基甲烷50炭黑20金剛砂80上述固體潤滑塊的制備方法如下所示：1)預(yù)混料的制備：將有機硅改性酚醛環(huán)氧樹脂加熱至80～100℃，恒溫攪拌25分鐘，加入鄰甲苯基縮水甘油醚、氮化硅、二硫化鉬、聚四氟乙烯、石墨、炭黑和金剛砂，攪拌均勻，得到預(yù)混料；2)灌漿成型：在預(yù)混料中加入二氨基二苯基甲烷，60～80℃攪拌均勻，倒入硅膠成型模，常溫成型2小時，出模，得到潤滑塊坯體；3)固化：將潤滑塊坯體放入烘箱，70～90℃固化4小時，取出冷卻，得到固體潤滑塊。測試例：對實施例1～5制備的固體潤滑塊進行性能測試，測試結(jié)果如表6所示。表6實施例1～5的固體潤滑塊的性能測試結(jié)果性能指標動摩擦系數(shù)靜摩擦系數(shù)實施例10.110.13實施例20.110.14實施例30.120.14實施例40.140.16實施例50.100.12注：表中的動摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)均是在重負荷(3000MPa)、高速度(40m/s)的條件下測定的結(jié)果。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3