一種礦井提升機硬磁閘瓦材料配方及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種礦井提升機硬磁閘瓦材料配方及其制作方法，材料配方由以下重量份的組分組成：有機粘結(jié)劑10～20份、增強纖維15～50份、摩擦性能調(diào)節(jié)劑15～45份、填料3～10份、硬磁性材料5～40份。制作方法包括粉碎、混料、熱壓成型、充磁、熱處理和表面加工工藝等。有益效果是：礦井提升機硬磁閘瓦表現(xiàn)出穩(wěn)定的摩擦磨損性能和良好的耐熱性，較好的適應(yīng)了高速、重載等極端制動工況；添加的硬磁性材料使提升機閘瓦增大了摩擦系數(shù)和減小了磨損率，并使磁化后的閘瓦具有較高的剩磁，為制動摩擦過程的磁場控制提供了最基本的物質(zhì)條件。礦井提升機硬磁閘瓦經(jīng)充磁后能長期保持磁性，制動過程不需要外加磁場也能影響并調(diào)節(jié)摩擦行為。
【專利說明】一種礦井提升機硬磁鬧瓦材料配方及其制作方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明涉及一種提升機閘瓦材料配方，具體涉及一種礦井提升機硬磁閘瓦材料配 方及其制作方法。 【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會的發(fā)展和科技的進步，人們對制動過程的安全性、可靠性和環(huán)保性有了 越來越高的要求。傳統(tǒng)的摩擦材料不能完全適應(yīng)礦山機械各種復(fù)雜的工況，功能性摩擦材 料不但有良好的物理機械性能和摩擦性能，還具有一些特異的效應(yīng)(導(dǎo)磁、導(dǎo)電、發(fā)光等)， 彌補了傳統(tǒng)摩擦材料性能上的不足，是高性能摩擦材料的重要發(fā)展趨勢，具有巨大的市場 潛力。
[0003] 傳統(tǒng)的礦井提升機閘瓦大都采用石棉摩擦材料，由于石棉閘瓦高溫摩擦性能不穩(wěn) 定、易損傷對偶件、制動噪聲大以及具有一定的致癌性，已被許多國家禁止使用。但目前大 多數(shù)無石棉閘瓦還不能完全適應(yīng)礦井提升機復(fù)雜的制動工況，尤其是在高速、重載等極端 制動工況下，無石棉閘瓦易發(fā)生制動失效，釀成重大安全事故，給人們帶來巨大的經(jīng)濟損 失。
[0004] 現(xiàn)有礦井提升機閘瓦工作環(huán)境中存在大功率電器設(shè)備，使其不可避免承受一定強 度電磁場的影響，而相關(guān)資料已表明磁場也是摩擦學(xué)行為的重要影響因素之一，因此應(yīng)該 重視磁場對閘瓦摩擦磨損性能的影響。此外，由于磁場具有良好的可控性，若能充分利用磁 場對制動摩擦行為的積極影響，并將其應(yīng)用于對提升機制動摩擦過程的主動控制，則可顯 著提高摩擦制動器的制動效能與可靠性，但由于現(xiàn)有閘瓦材料均為非金屬、非鐵磁性材料， 使得對制動摩擦過程的磁場控制還不具備最基本的物質(zhì)條件和技術(shù)基礎(chǔ)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種礦井提升機硬磁閘瓦材料配方及 其制作方法，該閘瓦材料耐熱性好、摩擦磨損性能穩(wěn)定，能較好適應(yīng)礦井提升機高速、重載 等極端制動工況，并具有新的功能性一磁性，可為將來發(fā)展磁場控制的摩擦制動技術(shù)奠 定物質(zhì)基礎(chǔ)。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種礦井提升機硬磁閘瓦材料配 方，材料配方由以下重量份的組分組成：有機粘結(jié)劑10?20份、增強纖維15?50份、摩擦 性能調(diào)節(jié)劑15?45份、填料3?10份、硬磁性材料5?40份； 有機粘結(jié)劑是：酚醛樹脂、改性酚醛樹脂、呋喃樹脂、硼酸樹脂中的一種或者任意組 合； 增強纖維是：英特纖維ETF、芳綸纖維、碳纖維、玻璃纖維、海泡石纖維、針狀硅灰石、纖 維狀水鎂石、FKF纖維、硅酸鋁纖維、巖棉中的一種或者任意組合； 摩擦性能調(diào)節(jié)劑是：冰晶石、氧化鐵、鉻鐵礦粉、氧化鋁、鋯英石、石英巖、剛玉、蛭石、長 石、重晶石、硅灰石、螢石、沸石、石灰石、高嶺土、硅藻土、白云石、鋁礬土、石墨、二硫化鑰、 滑石、云母、硫化銻中的一種或者任意組合； 填料是：腰果殼油摩擦粉、丁腈橡膠粉、丁苯橡膠粉、輪胎粉、胺基酯、脫模劑、偶聯(lián)劑中 的一種或者任意組合； 硬磁性材料是：鈷鐵體磁粉、鋇鐵氧體磁粉、鐵鐵氧體磁粉、鋁鎳鈷體磁粉、鋁鎳鐵體磁 粉、釹鐵硼磁粉、鈷鐵氧體磁粉、鍶鐵氧體磁粉中的一種或者任意組合。
[0007] -種礦井提升機硬磁閘瓦材料配方的制作方法，包括以下步驟： A. 將所有原材料材料在烘干箱中，在溫度40°C干燥處理6小時； B. 將增強纖維制成短纖維； C. 將塊狀物料經(jīng)過粉碎機處理，粉碎成細粉碎； D. 將物料投入到混料機中進行高速混合15-30min ; E. 將混合后的物料放入模具內(nèi)，在溫度160°C _200°C條件下加壓20MPa-30MPa，壓制成 型，脫模； F. 充磁：磁感應(yīng)強度為10000GS-200000GS，充磁時間為20min-40min ; G. 定型處理：夾板定位在160°C _200°C條件下進行定型熱處理6小時，脫模。
[0008] 本發(fā)明的有益效果是：在配合外加磁場作用下，礦井提升機硬磁閘瓦表現(xiàn)出穩(wěn)定 的摩擦磨損性能及良好的耐熱性和抗熱衰退性，較好的適應(yīng)了高速、重載等極端制動工況。 添加的硬磁性材料是強磁性物質(zhì)，使提升機閘瓦增大了摩擦系數(shù)和減小了磨損率，并使磁 化后的閘瓦具有較高的剩磁，為制動摩擦過程的磁場控制提供了最基本的物質(zhì)條件。利用 磁場的可控性和其對制動摩擦行為的積極影響，將礦井提升機硬磁閘瓦應(yīng)用于對制動摩擦 過程的主動控制，可實現(xiàn)摩擦制動器的制動效能與可靠性的顯著提高。此外，硬磁閘瓦經(jīng)過 事先充磁后能長期保持磁性，在制動過程不施加外磁場也能影響并調(diào)節(jié)摩擦行為，而在外 磁場作用下這種積極效應(yīng)還能得到更進一步的增強。 【專利附圖】

【附圖說明】 圖1為本發(fā)明實施例一閘瓦樣品磁滯回線圖。 【具體實施方式】
[0009] 下面對本發(fā)明作進一步說明。
[0010] 本礦井提升機硬磁閘瓦材料配方，材料配方由以下重量份的組分組成：有機粘結(jié) 劑10?20份、增強纖維15?50份、摩擦性能調(diào)節(jié)劑15?45份、填料3?10份、硬磁性 材料5?40份； 有機粘結(jié)劑是：酚醛樹脂、改性酚醛樹脂、呋喃樹脂、硼酸樹脂中的一種或者任意組 合； 增強纖維是：英特纖維ETF、芳綸纖維、碳纖維、玻璃纖維、海泡石纖維、針狀硅灰石、纖 維狀水鎂石、FKF纖維、硅酸鋁纖維、巖棉中的一種或者任意組合； 摩擦性能調(diào)節(jié)劑是：冰晶石、氧化鐵、鉻鐵礦粉、氧化鋁、鋯英石、石英巖、剛玉、蛭石、長 石、重晶石、硅灰石、螢石、沸石、石灰石、高嶺土、硅藻土、白云石、鋁礬土、石墨、二硫化鑰、 滑石、云母、硫化銻中的一種或者任意組合； 填料是：腰果殼油摩擦粉、丁腈橡膠粉、丁苯橡膠粉、輪胎粉、胺基酯、脫模劑、偶聯(lián)劑中 的一種或者任意組合； 硬磁性材料是：鈷鐵體磁粉、鋇鐵氧體磁粉、鐵鐵氧體磁粉、鋁鎳鈷體磁粉、鋁鎳鐵體磁 粉、釹鐵硼磁粉、鈷鐵氧體磁粉、鍶鐵氧體磁粉中的一種或者任意組合。
[〇〇11] 一種礦井提升機硬磁閘瓦材料配方的制作方法，包括以下步驟：將所有原材料在 烘干箱中，在溫度40°C干燥處理6小時；將增強纖維制成短纖維；將塊狀物料經(jīng)過粉碎機處 理，粉碎成細粉碎；將物料投入到混料機中進行高速混合15-30min ;將混合后的物料放入 模具內(nèi)，在溫度160°C -200°C條件下加壓20MPa-30MPa，壓制成型，脫模；充磁：磁感應(yīng)強度 10000GS - 200000GS，充磁時間為20-40min ;定型處理：夾板定位在160°C _200°C條件下進 行定型熱處理6小時，脫模；除毛刺，打光上漆，制成成品。
[0012] 實施例一 有機粘結(jié)劑為腰果殼油改性酚醛樹脂12份(腰果殼油改性酚醛樹脂是改性酚醛樹脂 的一種)，加以丁腈橡膠粉4份；增強纖維：玻璃纖維18份，芳綸纖維4份，海泡石纖維12 份；摩擦性能調(diào)節(jié)劑：石墨3份，鋯英石2份，長石10份，重晶石10份；填料：腰果殼油摩擦 粉6份，鋯類偶聯(lián)劑2份(鋯類偶聯(lián)劑是偶聯(lián)劑的一種)，脫模劑2份；硬磁性材料：釹鐵硼 磁粉15份。
[0013] 實施例二 有機粘結(jié)劑為腰果殼油改性酚醛樹脂12份，加以丁苯橡膠粉4份；增強纖維：玻璃纖 維18份，芳綸纖維4份，F(xiàn)KF纖維12份；摩擦性能調(diào)節(jié)劑：石墨3份，硅灰石6份，長石8份， 重晶石8份；填料：腰果殼油摩擦粉6,鋯類偶聯(lián)劑2份，脫模劑2份；硬磁性材料：鋇鐵氧 體磁粉15份。
[0014] 實施例三 有機粘結(jié)劑為丁腈橡膠改性酚醛樹脂12份(丁腈橡膠改性酚醛樹脂是改性酚醛樹脂 的一種)，加以丁腈橡膠粉4份；增強纖維：玻璃纖維13份，芳綸纖維4份，海泡石纖維9份， FKF纖維8份；摩擦性能調(diào)節(jié)劑：石墨3份，氧化鋁2份，長石10份，重晶石10份；填料：腰 果殼油摩擦粉6份，硅烷偶聯(lián)劑2份(硅烷偶聯(lián)劑是偶聯(lián)劑的一種），脫模劑2份；硬磁性 材料：鍶鐵氧體磁粉15份。
[0015] 將三種實施例閘瓦分別在標準摩擦試驗機上進行恒壓定速試驗，壓力為0. 98MPa， 速度為7.5111/8，分別在溫度為1001：、1501：、2001：、2501：以及從2501：降到1001：五個溫 度范圍下進行摩擦試驗測定摩擦系數(shù)和磨損率，并對其在室溫下的沖擊強度、硬度、吸油率 和吸水率進行測定(試驗盤材料為16Mn鋼板，表面粗糙度Ra值應(yīng)小于1. 6 μ m，其硬度為 150?160HB)。本發(fā)明參照國家標準JB/T 3721-1999《礦井提升機盤形制動器閘瓦》的有 關(guān)技術(shù)規(guī)范,通過試驗測試了其物理機械性能及摩擦磨損性能，結(jié)果如下表所示： 實施例一制備閘瓦摩擦性能測試表
【權(quán)利要求】
1. 一種礦井提升機硬磁閘瓦材料配方，其特征在于，材料配方由以下重量份的組分組 成：有機粘結(jié)劑10?20份、增強纖維15?50份、摩擦性能調(diào)節(jié)劑15?45份、填料3?10 份、硬磁性材料5?40份； 有機粘結(jié)劑是：酚醛樹脂、改性酚醛樹脂、呋喃樹脂、硼酸樹脂中的一種或者任意組 合； 增強纖維是：英特纖維ETF、芳綸纖維、碳纖維、玻璃纖維、海泡石纖維、針狀硅灰石、纖 維狀水鎂石、FKF纖維、硅酸鋁纖維、巖棉中的一種或者任意組合； 摩擦性能調(diào)節(jié)劑是：冰晶石、氧化鐵、鉻鐵礦粉、氧化鋁、鋯英石、石英巖、剛玉、蛭石、長 石、重晶石、硅灰石、螢石、沸石、石灰石、高嶺土、硅藻土、白云石、鋁礬土、石墨、二硫化鑰、 滑石、云母、硫化銻中的一種或者任意組合； 填料是：腰果殼油摩擦粉、丁腈橡膠粉、丁苯橡膠粉、輪胎粉、胺基酯、脫模劑、偶聯(lián)劑中 的一種或者任意組合； 硬磁性材料是：鈷鐵體磁粉、鋇鐵氧體磁粉、鐵鐵氧體磁粉、鋁鎳鈷體磁粉、鋁鎳鐵體磁 粉、釹鐵硼磁粉、鈷鐵氧體磁粉、鍶鐵氧體磁粉中的一種或者任意組合。
2. 制備如權(quán)利要求1所述的一種礦井提升機硬磁閘瓦的制作方法，其特征在于，包括 以下步驟： A. 將所有原材料材料在烘干箱中，在溫度40°C干燥處理6小時； B. 將增強纖維制成短纖維； C. 將塊狀物料經(jīng)過粉碎機處理，粉碎成細粉碎； D. 將物料投入到混料機中進行高速混合15-30min ; E. 將混合后的物料放入模具內(nèi)，在溫度160°C _200°C條件下加壓20MPa-30MPa，壓制成 型，脫模； F. 充磁：磁感應(yīng)強度為10000GS-200000GS，充磁時間為20min-40min ; G. 定型處理：夾板定位在160°C _200°C條件下進行定型熱處理6小時，脫模。
【文檔編號】C09K3/14GK104099063SQ201410185567
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】鮑久圣, 胡東陽, 陰妍, 劉金革, 劉同岡, 劉書進, 劉陽 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)