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國內各類型機車閘瓦材質的分析

來源：未知添加時間：2019/09/18 點擊：

一、閘瓦簡介

閘瓦是指用鑄鐵或其他材料制成的瓦狀制動塊，在制動時抱緊車輪踏面，通過摩擦使車輪停止轉動。
制動裝置要將巨大的動能轉變為熱能，制動效果的好壞，卻主要取決于摩擦熱能的消散能力。

二、制動閘瓦的磨損

        列車制動過程中, 閘瓦與車輪踏面接觸并產生摩擦制動, 閘瓦的摩擦面同時受到正應力和沿摩擦方向的切應力作用磨損劇烈。
        由于間斷剎車, 閘瓦摩擦面上的正應力和切應力均具有明顯的疲勞交變載荷的特征。
        因劇烈摩擦, 閘瓦表面溫度瞬時可高達900℃左右, 并有熱循環沖擊特點。

三、閘瓦磨損失效的特點

        閘瓦摩擦面塊狀剝落——材料內部薄弱界面處、缺陷位置 (應力集中) ——材料內部脆性組織（被壓碎裂并引發周邊基體萌生裂紋）
        磨粒磨損——閘瓦表面溫度升高----表層產生氧化物（力作用下易碎裂并脫離基體而成為磨粒)
        粘著磨損—— 閘瓦摩擦面與車輪踏面（高溫及正應力的作用下發生粘著）

四、制動材料的選用

1.鑄鐵材料

            特點——
              ·摩擦系數受環境影響小而且較為穩定
              ·導熱性較好, 對車輪熱損害小
              ·可使車輪踏面粗化, 從而獲得較大的粘著力, 減小車輪的機械擦傷
              ·堅固耐用、價格低廉
        普通鑄鐵閘瓦一般多用于低速運行的客貨列車。對高速列車閘瓦, 可從提高鑄鐵的含磷量和加入少量合金元素兩方面來改進其性能。
        現在使用的多種鑄鐵閘瓦, 即是中高磷鑄鐵、含磷蠕墨鑄鐵、合金鑄鐵等長壽命的特殊鑄鐵閘瓦。
        鑄鐵的含磷量增加, 組織中析出大量磷共晶, 使閘瓦的摩擦系數提高、耐磨性改善, 列車的制動距離也將縮短。如將含磷量從0.5% 提高到3%（質量分數）左右, 閘瓦的摩擦系數提高了20%以上, 閘瓦的耐磨性也成比例地提高, 制動距離可縮短30%-45%。

2.合成材料

          特點——
             ·合成閘瓦高速區摩擦系數大且穩定；
             ·通過改變材料配比和加工工藝, 使閘瓦的力學性能和物理性能在一定范圍內可以調整；
             ·耐磨性優良, 使用壽命可達鑄鐵閘瓦的4 倍以上；
             ·制動時無火花；
             ·重量輕。

3.粉末冶金材料

            以金屬粉末為基體, 適當添加摩擦劑、潤滑劑等成分, 通過壓制成型、可控高溫燒結(900-1050)℃ 而制得。
        特點——粉末冶金閘瓦具有高而穩定的摩擦系數, 耐磨損, 導熱性優良、抗熱裂性好, 雨雪天氣環境下摩擦系數穩定
        缺點——對車輪刮削傾向大。

五、合成閘瓦對車輪的影響

      熱龜裂
      車輪的溝狀磨耗
      車輪的凹形磨耗
      合成材料閘瓦的不足：
      材料的導熱性差, 制動時摩擦熱量難以散發, 因而車輪溫度升高明顯, 甚至產生熱裂；
      在濕潤狀態下, 摩擦系數顯著下降, 即列車制動受天氣環境影響大。
      合成材料閘瓦與車輪踏面反復磨合后, 使二者間的粘著系數降低, 導致列車制動時車輪滑行而引起踏面擦傷。