新型玻璃纤维增强铁路钢轨切割树脂砂轮片的研发

新型玻璃纤维增强铁路钢轨切割树脂砂轮片的研发

金雪霞;单关有;沈怡;梁治钢

【摘要】通过对玻璃纤维增强切割树脂砂轮片配方设计、结构设计、成型工艺和烤制工艺的调整和优化,涉及原料的选择、网布结构和数量的使用、半成品密度的调整和固化曲线的调整,研发出一种新型的玻纤增强铁路钢轨切割树脂砂轮片(305 mm ×3．8 mm ×22．2 mm)。该砂轮片能切割60#标准铁路钢轨至少3刀,每次切割时间至多2．0 min,并且切割面较光亮无严重灼烧,切割手感锋利,切割效率高。%A new type of resin-bonded abrasive rail-cutting wheels has been developed by adjusting and optimizing the formulation,structure,pressing and baking technologies,including the selection of materials,the adjustment of semi-finished product density and the optimization of curing curve. This cutting wheel can make at least 3 cuts of 60# standard rail,with max. 2. 0 minutes for each cut. The cut faces are bright and non-scorching,and the cutting operation is smooth and highly efficient.

【期刊名称】《玻璃纤维》

【年(卷),期】2014(000)006

【总页数】6页(P35-39,49)

【关键词】玻璃纤维增强;铁路钢轨;树脂砂轮片;经济效益

【作者】金雪霞;单关有;沈怡;梁治钢

【作者单位】南京玻璃纤维研究设计院有限公司，南京210012;南京玻璃纤维研

究设计院有限公司，南京210012;南京玻璃纤维研究设计院有限公司，南京210012;南京玻璃纤维研究设计院有限公司，南京210012

【正文语种】中文

【中图分类】TQ171.77+7.77

1 铁路钢轨切割树脂砂轮片现状和市场前景

1.1 铁路钢轨切割树脂砂轮片现状

切割钢轨多为野外作业，环境恶劣，对切割设备和砂轮的性能要求苛刻。国内铁路行业大多采用瑞典Husqvarna公司专用汽油动力轨道切割机，配套砂轮为法国圣戈班磨具Flexovit专用钢轨切割片。该切割片规格主要有305 mm、355 mm、405 mm 3种(均指外径)，其中305 mm切割片最为普及。产品具有安全、耐用、切割效率高、加工质量好等特点，成为目前世界上使用最为广泛、性能最为卓越的铁路钢轨切割片，在国内同类产品市场的占有率达85%以上。

国内一些砂轮制造厂家虽然已经生产出类似的产品，但是由于技术、设备等方面的不足，该类产品在某些技术指标和使用性能上与进口产品相差甚远，无法推广使用。多年来，进口产品一直处于市场垄断地位，但其价格昂贵，外径305 mm的钢轨

砂轮切片价格约在98元/片，铁路用户一直希望国内企业能够生产出价格适中，

性能接近的此类产品代替进口，降低成本。

1.2 铁路钢轨切割树脂砂轮片市场前景

经了解，仅铁路南京工务段年使用量就达2 000～3 000片，全国18个铁路局预

计年用量达40～50万片，市值4 000～5 000万元。根据国家新颁布实施的《中长期铁路网调整规划》，从现在起到2020年，中国将新建约4万km铁路，按此

推算，此类砂轮需求量将每年新增5%～10%，市场需求量非常强大。

通过本产品的研发，产品的各项性能达到或接近国外同类产品先进水平，而我们的产品价格估计只有国外产品的50%～70%，具有很强的性价竞争力，市场前景十分广阔。该项产品投产后，第一年的年销售量按照国内市场份额的10%来计算能达到4～5万片，随着该产品需求量的日益上升以及在国内外市场上的进一步扩大推广，保守估计未来3年内的市场需求量会以至少每年20%的增长率增长，市场前景良好，经济效益显著。该项产品也将填补国内在此领域的空白，为铁路用户大大降低成本。

2 试验

2.1 原料及设备

2.1.1 原料及性能特点

2.1.1.1 磨料

A，硬度比WA低，韧性高，能承受较大的压力，工作过程中抗破碎能力强，对于磨具产品来说，适应加工范围广，且价格便宜;

WA，硬度比A略高，韧性稍低，自锐性好、磨削能力强、发热量小、效率高、耐酸碱腐蚀、耐高温稳定性好;

SF，具有耐高温、耐腐蚀、耐冲刷、气孔率低、热态性能稳定等优点，磨粒有良好的自锐性，磨削锋利而不易烧伤工件，对磨粒进行后处理之后，可增加相对耐磨能力;

SiC，与刚玉系人造磨料相比，硬度较高、脆性较大。

2.1.1.2 结合剂

酚醛树脂液，德国进口，主要为磨料湿润剂;

酚醛树脂粉，国产或德国进口，是砂轮成型主要的粘合剂;

酚醛树脂因弹性好，对震荡、冲击、侧压的敏感性小，且高稳定性使其能够适应较

高转速，可提高磨削性能，因此特别适合用于磨削砂轮和切割砂轮的结合剂。

2.1.1.3 填料

铁铜合剂，奥地利进口;

铁粉，美国进口;

钾冰晶石粉，国产，它在表面高温下升华可以增加气孔率，并与切屑起反应，防止砂轮阻塞，同时还是一种很好的高温润滑剂。

2.1.2 试验材料

60#钢轨，表示铁路钢轨为60 kg/m。

2.1.3 试验设备

逆流混料机，MDM1100-200KGS，意大利;

液压机，420型，意大利;

程序控制箱式热风循环电热硬化炉，FAF3MC，意大利;

切割机，Husqvarna 3122K，瑞典。

2.2 技术指标

主要开发的是尺寸为305 mm×3.8 mm×22.2 mm(外径×厚度×内径)，技术指标包括安全性能和测试性能两方面，安全性能方面，指回转强度在100 m/s转速的1.5倍下延时30 s不破碎为合格。测试性能方面，指切割60#标准铁路钢轨，一

片能切3刀或3刀以上，且每次切割时间≤2.5 min，切割面光亮且无严重灼烧。2.3 工艺路线

磨料、结合剂(树脂粉和树脂液)和填料首先通过MDM逆流混料机混合均匀，然后在恒温恒湿的贮砂间贮存一定时间后，过筛，根据需要送到420型液压机上成型，成型切片时也要根据需要添加2～3层玻璃纤维网格布，这时的砂轮为半成品，半成品采用铸铁板重力加压法，即用金属垫板和特氟龙网布隔开，两片一压，中孔用心轴穿起，最上面用八块铸铁板压着，使半成品在硬化过程中始终加有一定的压力。