一種礦井提升機(jī)軟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(jī)軟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(jī)粘結(jié)劑10～20份、增強(qiáng)纖維15～50份、摩擦性能調(diào)節(jié)劑10～50份、填料3～10份、軟磁性材料5～30份。制作方法包括粉碎、混料、熱壓成型和熱處理等。有益效果是：礦井提升機(jī)軟磁閘瓦表現(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(dòng)工況。添加的軟磁性材料使提升機(jī)閘瓦增大了摩擦系數(shù)和減小了磨損率，并使閘瓦具有較高的磁導(dǎo)率和磁感應(yīng)強(qiáng)度，為制動(dòng)摩擦過程的磁場(chǎng)控制提供了最基本的物質(zhì)條件。礦井提升機(jī)軟磁閘瓦制作方法相對(duì)簡(jiǎn)單，無需事先充磁，制動(dòng)過程可通過外磁場(chǎng)調(diào)節(jié)磁性的大小來調(diào)節(jié)控制摩擦行為。
【專利說明】一種礦井提升機(jī)軟磁鬧瓦材料配方及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種閘瓦材料配方，具體涉及一種礦井提升機(jī)軟磁閘瓦材料配方及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們對(duì)制動(dòng)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(jī)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(jī)械性能和摩擦性能，還具有一些特異的效應(yīng)(如:導(dǎo)磁、導(dǎo)電、發(fā)光等)，可以彌補(bǔ)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(shì)，具有巨大的市場(chǎng)潛力。
[0003]傳統(tǒng)的礦井提升機(jī)閘瓦大都采用石棉摩擦材料，由于導(dǎo)熱性差、摩擦系數(shù)不穩(wěn)定、制動(dòng)噪聲大、強(qiáng)致癌性等缺點(diǎn)，其逐漸被無石棉摩擦材料所取代。但目前對(duì)于大多數(shù)礦井提升機(jī)無石棉閘瓦來說，在高速、重載等極端制動(dòng)工況下，其組織成分極易在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生質(zhì)變，從而導(dǎo)致制動(dòng)器摩擦失效，釀成重大安全事故，給人們帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。[0004]現(xiàn)有礦井提升機(jī)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(qiáng)度電磁場(chǎng)的影響，而相關(guān)資料已表明磁場(chǎng)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(chǎng)對(duì)閘瓦摩擦磨損性能的影響。此外，由于磁場(chǎng)具有良好的可控性，若能充分利用磁場(chǎng)對(duì)制動(dòng)摩擦行為的積極影響，并將其應(yīng)用于對(duì)制動(dòng)摩擦過程的主動(dòng)控制，則可顯著提高摩擦制動(dòng)器的制動(dòng)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(duì)制動(dòng)摩擦過程的磁場(chǎng)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(duì)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(jī)軟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(jī)高速、重載等極端制動(dòng)工況，并具有新的功能性一磁性，可為將來發(fā)展磁場(chǎng)控制的摩擦制動(dòng)技術(shù)奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。
[0006]為了實(shí)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(jī)軟磁閘瓦材料配方，材料配方由以下重量份的組分組成:有機(jī)粘結(jié)劑10~20份、增強(qiáng)纖維15~50份、摩擦性能調(diào)節(jié)劑10~50份、填料3~10份、軟磁性材料5~30份；
有機(jī)粘結(jié)劑是:酚醛樹脂、改性酚醛樹脂的一種或兩種組合；
增強(qiáng)纖維是: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、英特纖維ETF、芳綸纖維、碳纖維中的一種或者任意組合；
摩擦性能調(diào)節(jié)劑是:長(zhǎng)石、重晶石、硅灰石、螢石、冰晶石、氧化鐵、鉻鐵礦粉、氧化鋁、鋯英石、石英巖、剛玉、蛭石、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；
軟磁性材料是:鎳鋅鐵氧體、錳鋅鐵氧體、錳鐵氧體、鎳鐵氧體、錳鎳鐵氧體、鐵硅鋁軟磁粉末、羥基鐵粉、鐵鈷鎳粉、Ni81Mo2坡莫合金粉末中的一種或者任意組合。
[0007]—種礦井提升機(jī)軟磁閘瓦的制作方法，包括以下步驟:
A.將所有原材料在烘干箱中，在溫度40°C干燥處理6小時(shí)；
B.將增強(qiáng)纖維制成短纖維；
C.將塊狀物料經(jīng)過粉碎機(jī)處理，粉碎成細(xì)粉碎；
D.將物料投入到混料機(jī)中進(jìn)行高速混合15-30min；
E.將混合后的物料放入模具內(nèi)，在溫度150°C_190°C條件下加壓20MPa-30MPa，壓制成型，脫模； F.定型處理:夾板定位在160°C_200°C條件下進(jìn)行定型熱處理6小時(shí)，脫模。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:在配合外加磁場(chǎng)作用下，礦井提升機(jī)軟磁閘瓦表現(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(dòng)工況；添加的軟磁性材料是強(qiáng)磁性物質(zhì)，使提升機(jī)閘瓦在磁場(chǎng)作用下增大了摩擦系數(shù)和減小了磨損率，并使閘瓦具有較高的磁導(dǎo)率和磁感應(yīng)強(qiáng)度，為制動(dòng)摩擦過程的磁場(chǎng)控制提供了最基本的物質(zhì)條件。利用磁場(chǎng)的可控性和其對(duì)制動(dòng)摩擦行為的積極影響，將軟磁閘瓦應(yīng)用于對(duì)礦井提升機(jī)制動(dòng)摩擦過程的主動(dòng)控制，可實(shí)現(xiàn)摩擦制動(dòng)器的制動(dòng)效能與可靠性的顯著提高。此外，礦井提升機(jī)軟磁閘瓦制作方法相對(duì)簡(jiǎn)單，無需事先充磁，制動(dòng)過程可通過外磁場(chǎng)調(diào)節(jié)磁性的大小來調(diào)節(jié)控制摩擦行為。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0010]本礦井提升機(jī)軟磁閘瓦材料配方，材料配方由以下重量份的組分組成:有機(jī)粘結(jié)劑10~20份、增強(qiáng)纖維15~50份、摩擦性能調(diào)節(jié)劑10~50份、填料3~10份、軟磁性材料5~30份；
有機(jī)粘結(jié)劑是:酚醛樹脂、改性酚醛樹脂的一種或兩種組合；
增強(qiáng)纖維是: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、英特纖維ETF、芳綸纖維、碳纖維中的一種或者任意組合；
摩擦性能調(diào)節(jié)劑是:長(zhǎng)石、重晶石、硅灰石、螢石、冰晶石、氧化鐵、鉻鐵礦粉、氧化鋁、鋯英石、石英巖、剛玉、蛭石、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；
軟磁性材料是:鎳鋅鐵氧體、錳鋅鐵氧體、錳鐵氧體、鎳鐵氧體、錳鎳鐵氧體、鐵硅鋁軟磁粉末、羥基鐵粉、鐵鈷鎳粉、Ni81Mo2坡莫合金粉末中的一種或者任意組合。
[0011]一種礦井提升機(jī)軟磁閘瓦材料配方的制作方法，包括以下步驟:
制作礦井提升機(jī)軟磁閘瓦時(shí)，將所有原材料在烘干箱中，在溫度40°c干燥處理6小時(shí)；再將增強(qiáng)纖維制成短纖維；然后將塊狀物料經(jīng)過粉碎機(jī)處理，粉碎成細(xì)粉碎；將物料投入到混料機(jī)中進(jìn)行高速混合15-30min ;將混合后的物料放入模具內(nèi)，在溫度150°C _190°C條件下加壓20MPa-30MPa，壓制成型，脫模；定型處理:夾板定位在160°C -200°C條件下進(jìn)行定型熱處理6小時(shí)，脫模；除毛刺，打光上漆，制成成品。
[0012]實(shí)施例一
有機(jī)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(qiáng)纖維:玻璃纖維12份，芳綸纖維4份，F(xiàn)KF纖維18份；摩擦性能調(diào)節(jié)劑:石墨3份，鋯英石2份，長(zhǎng)石10份，重晶石15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；軟磁性材料:羥基鐵粉10份。
[0013]實(shí)施例二
有機(jī)粘結(jié)劑為丁腈改性酚醛樹脂(丁腈改性酚醛樹脂是改性酚醛樹脂的一種)12份，加以丁腈橡膠粉4份；增強(qiáng)纖維:玻璃纖維13份，海泡石纖維9份，F(xiàn)KF纖維12份；摩擦性能調(diào)節(jié)劑:石墨3份，剛玉2份，長(zhǎng)石10份，重晶石15份；填料:腰果殼油摩擦粉6，硅烷偶聯(lián)劑(硅烷偶聯(lián)劑是偶聯(lián)劑的一種)2份，脫模劑2份；軟磁性材料:鎳鋅鐵氧體10份。
[0014]實(shí)施例三
有機(jī)粘結(jié)劑為腰果殼油改性酚醛樹脂(腰果殼油改性酚醛樹脂是改性酚醛樹脂的一種)12份，加以丁苯橡膠粉4份；增強(qiáng)纖維:海泡石纖維12份，芳綸纖維4份，F(xiàn)KF纖維12份，針狀硅灰石8份；摩擦性能調(diào)節(jié)劑:石墨3份，長(zhǎng)石10份，重晶石15份；填料:腰果殼油摩擦粉6份，硅烷偶聯(lián)劑(硅烷偶聯(lián)劑是偶聯(lián)劑的一種)2份，脫模劑2份；軟磁性材料:錳鋅鐵氧體10份。
[0015]將三種實(shí)施例閘瓦分別在摩擦標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行恒壓定速試驗(yàn)，壓力為0.98MPa，速度為7.5m/s，分別在溫度為100°C、150°C、20(rC、25(rC以及從250°C降到100°C五個(gè)溫度范圍下進(jìn)行摩擦試驗(yàn)測(cè)定摩擦系數(shù)和磨損率，并對(duì)其在室溫下的沖擊強(qiáng)度、硬度、吸油率和吸水率進(jìn)行測(cè)定(試驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)JB/T 3721-1999《礦井提升機(jī)盤形制動(dòng)器閘瓦》的有關(guān)技術(shù)規(guī)范,通過試驗(yàn)測(cè)試了其物理機(jī)械性能及摩擦磨損性能,結(jié)果如下表所示。
[0016]實(shí)施例一制備閘瓦摩擦性能測(cè)試表
【權(quán)利要求】
1.一種礦井提升機(jī)軟磁閘瓦材料配方，其特征在于，材料配方由以下重量份的組分組成:有機(jī)粘結(jié)劑10~20份、增強(qiáng)纖維15~50份、摩擦性能調(diào)節(jié)劑10~50份、填料3~10份、軟磁性材料5~30份； 有機(jī)粘結(jié)劑是:酚醛樹脂、改性酚醛樹脂的一種或兩種組合； 增強(qiáng)纖維是: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、英特纖維ETF、芳綸纖維、碳纖維中的一種或者任意組合； 摩擦性能調(diào)節(jié)劑是:長(zhǎng)石、重晶石、硅灰石、螢石、冰晶石、氧化鐵、鉻鐵礦粉、氧化鋁、鋯英石、石英巖、剛玉、蛭石、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； 軟磁性材料是:鎳鋅鐵氧體、錳鋅鐵氧體、錳鐵氧體、鎳鐵氧體、錳鎳鐵氧體、鐵硅鋁軟磁粉末、羥基鐵粉、鐵鈷鎳粉、Ni81Mo2坡莫合金粉末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(jī)軟磁閘瓦的制作方法，其特征在于，包括以下步驟: A.將所有原材料在烘干箱中，在溫度40°C干燥處理6小時(shí)； B.將增強(qiáng)纖維制成短纖維； C.將塊狀物料經(jīng)過粉碎機(jī)處理，粉碎成細(xì)粉碎； D.將物料投入到混料機(jī)中進(jìn)行高速混合15-30min； E.將混合后的物料放入模具內(nèi)，在溫度150°C_190°C條件下加壓20MPa-30MPa，壓制成型，脫模； F.定型處理:夾板定位在160°C_200°C條件下進(jìn)行定型熱處理6小時(shí)，脫模。
【文檔編號(hào)】C09K3/14GK103937452SQ201410187427
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)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(jìn), 劉陽 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)