合成閘瓦生產工藝及原料簡介

    在鐵路車輛用的三種類型閘瓦（鑄鐵閘瓦、粉末冶金閘瓦、合成閘瓦）中，合成閘瓦的生產工藝可分為干法和濕法兩大類。其中材料的組成部分包括基體、粘接劑、纖維和填料。

(一)基體

    采用高分子化合物的多元共混并用體系作為高摩擦系數合成閘瓦的粘合基體，其作用是將纖維增強劑、摩擦系數調整劑、摩擦劑、潤滑劑等填料經一定的工藝符合為一體。在配置合成閘瓦摩擦材料的原材料時，依其在配方中的性能和用途可分為粘接劑類、摩擦劑類、補強類、摩擦改性類、摩擦調節劑類、以及雨雪摩擦穩定劑類等。

(二)粘接劑

1)各國粘結劑的選擇

    我國目前多采用酚醛樹脂及其改性樹脂；如腰果殼油改性樹脂、橡膠改性及其它改性樹脂，也采用環氧樹脂和糠醛樹脂；
    美國多采用耐高溫的酚醛樹脂、腰果殼油改性樹脂、呋喃樹脂和硼酸樹脂；
    英國多采用腰果殼油改性樹脂；
    俄羅斯采用松香改性的酚醛樹脂；
    日本采用酚醛樹脂及其改性樹脂。

2) 粘接劑的改性

    改性酚醛樹脂是合成閘瓦采用的主要粘接劑，作為基體材料將纖維和各種填料粘接在一起，其性質和用量對閘瓦的壓縮強度、沖擊強度、彈性模量、制動摩擦、磨耗性能等有重要的影響，酚醛樹脂的化學成分見下表。一般選用丁腈膠粉和丁苯橡膠等進行樹脂改性，以達到共聚物共混。

（三）纖維

1）纖維種類

    天然礦物類纖維：石棉纖維、海泡石、硅灰石等；
    人造纖維：陶瓷纖維、硅酸鋁纖維、巖棉、復合礦物纖維、玻璃纖維等；
    金屬纖維：鋼纖維、銅纖維、鋁纖維等；
    有機纖維：芳綸纖維、炭纖維。

2）纖維增強劑

    纖維作為摩擦材料的增強劑，在材料中作為合成閘瓦的骨架，起著提高強度、降低磨耗的作用。一般選用低碳鋼F 型纖維和礦物纖維。礦物纖維選用針狀氧化鋅和硅灰石，硅灰石具有較好的化學穩定性和高熔點、無毒、無污染、無公害，價格低廉，是石棉的理想替代品。選用上述混雜纖維作為合成閘瓦的增強纖維，即鋼纖維與礦物纖維混雜使用，在材料中起到優勢互補的作用，也降低了成本。

（四）填料

1）填料的作用

    填料的主要作用是對摩擦材料的摩擦磨損性能進行多方面的調節，使摩擦制品能更好的滿足各種工況條件下的制動和傳動功能的要求。
    可以調節材料的硬度、密度、結構密實度、制品外觀；改善制動噪音、降低制品成本等。
    提高產品的加工性能和制造工藝性能。
    控制制品的熱膨脹系數、收縮率、增加產品的尺寸穩定性能，改善導熱性。

2）填料的分類

    按化學成分分類，可分為無機填料、金屬填料和有機填料。
    無機填料：長石、重晶石、Fe2O3、Fe3O4、方解石、硅藻土、硅灰石、鉻鐵礦、硫化銻、石墨、鋁礬土、鋯英石、剛玉、螢石、沉淀硫酸鋇、氧化鋁、氧化鎂、碳化硅。
    金屬填料：黃銅粉、紫銅粉、還原鐵粉、海綿鐵粉、鋁粉、鉛粉等；
    無機填料：輪胎粉、瀝青、橡膠粉、腰果殼油摩擦粉以及其他改性摩擦粉等。

3）填料的分類—增摩填料

A、硫酸鋇(重晶石)
    能使摩擦系數穩定，磨耗小，特別是在高溫下，它能形成穩定的摩擦界層，能防止對偶的表面擦傷，使對偶表面磨得更光潔；
B、硅灰石
    具有較好的增摩效果，價格便宜，故目前使用較多。但加入量一般不超過14%；
C、氟化鈣(螢石)
    具有良好的低溫和高溫增摩效果；

D、鉻鐵礦粉

    具有低溫和高溫增摩效果。適宜的加入量一般不超過7%，粒度在200目以上。
E、長石
    硬度高，增摩效果顯著。但用量過大，制動噪音大。
F、氧化鋁
    最有效的填料之一。特別有助于提高高溫摩擦系數，要求粒度在325以上，用量小于3%。
G、鋯英石(正硅酸鋯)
    增摩顯著，粒度在325以上。