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                      国内各类型机车闸瓦材质的分析

                      发表时间:2019-07-15 09:15 作者:admin 来源:未知 浏览:

                      一、闸瓦简介

                              用铸铁或其他材料制成的瓦状制动块,在制动时抱紧车轮踏面,通过摩擦使车轮停止转动。
                              制动装置要将巨大的动能转变为热能,制动效果的好坏,却主要取决于摩擦热能的消散能力。

                      二、制动闸瓦的磨损

                              列车制动过程中, 闸瓦与车轮踏面接触并产生摩擦制动, 闸瓦的摩擦面同时受到正应力和沿摩擦方向的切应力作用磨损剧烈。
                              由于间断刹车, 闸瓦摩擦面上的正应力和切应力均具有明显的疲劳交变载荷的特征。
                              因剧烈摩擦, 闸瓦表面温度瞬时可高达900℃左右, 并有热循环冲击特点。

                      三、闸瓦磨损失效的特点

                              闸瓦摩擦面块状剥落——材料内部薄弱界面处、缺陷位置 (应力集中) ——材料内部脆性组织(被压碎裂并引发周边基体萌生裂纹) 
                              磨粒磨损——闸瓦表面温度升高----表层产生氧化物(力作用下易碎裂并脱离基体而成为磨粒)
                              粘着磨损——  闸瓦摩擦面 与车轮踏面(高温及正应力的作用下发生粘着)

                      四、制动材料的选用

                             1.铸铁材料

                                  特点——
                                    ·摩擦系数受环境影响小而且较为稳定
                                    ·导热性较好, 对车轮热损害小
                                    ·可使车轮踏面粗化, 从而获得较大的粘着力, 减小车轮的机械擦伤
                                    ·坚固耐用、价格低廉
                              普通铸铁闸瓦一般多用于低速运行的客货列车。对高速列车闸瓦, 可从提高铸铁的含磷量和加入少量合金元素两方面来改进其性能。
                              现在使用的多种铸铁闸瓦, 即是中高磷铸铁、含磷蠕墨铸铁、合金铸铁等长寿命的特殊铸铁闸瓦。
                              铸铁的含磷量增加, 组织中析出大量磷共晶, 使闸瓦的摩擦系数提高、耐磨性改善, 列车的制动距离也将缩短。如将含磷量从0.5% 提高到3%(质量分数) 左右, 闸瓦的摩擦系数提高了20%以上, 闸瓦的耐磨性也成比例地提高, 制动距离可缩短30%-45%。

                            2.合成材料

                                特点——
                                   ·合成闸瓦高速区摩擦系数大且稳定;
                                   ·通过改变材料配比和加工工艺, 使闸瓦的力学性能和物理性能在一定范围内可以调整;
                                   ·耐磨性优良, 使用寿命可达铸铁闸瓦的4 倍以上;
                                   ·制动时无火花;
                                   ·重量轻。

                             3.粉末冶金材料

                                  以金属粉末为基体, 适当添加摩擦剂、润滑剂等成分, 通过压制成型、可控高温烧结(900-1050)℃  而制得。
                              特点——具有高而稳定的摩擦系数, 耐磨损, 导热性优良、抗热裂性好, 雨雪天气环境下摩擦系数稳定
                              缺点——对车轮刮削倾向大。

                      五、合成闸瓦对车轮的影响

                            热龟裂
                            车轮的沟状磨耗
                            车轮的凹形磨耗
                            合成材料闸瓦的不足:
                            材料的导热性差, 制动时摩擦热量难以散发, 因而车轮温度升高明显, 甚至产生热裂;
                            在湿润状态下, 摩擦系数显著下降, 即列车制动受天气环境影响大。
                            合成材料闸瓦与车轮踏面反复磨合后, 使二者间的粘着系数降低, 导致列车制动时车轮滑行而引起踏面擦伤。
                       

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