高摩合成闸瓦金属镶嵌机理研究

通过合成闸瓦与车轮摩擦磨损的原理分析和试验验证，提出了合成闸瓦金属镶嵌机理模式为：车轮因摩擦磨损产生的磨粒或碎片附着在闸瓦表面成为金属铝嵌的起始点，当制动过程中有“冷焊”条件时，车轮踏面金属向起始点转移，起台点不断长大，成为金属镶嵌物。     

铸铁合成闸瓦

踏面制动是铁道车辆上使用的机械制动方式之一,将闸瓦推压到车轮踏面上,由于踏而与闸瓦间的摩擦而获得制动力.目前使用的闸瓦材质大体上分为3种：合成闸瓦、烧结闸瓦和铸铁闸瓦.其中最早被应用的铸铁闸瓦具有以下优点：对车轮的不利影响小,对车轮踏面的磨耗小及不使车轮踏面产生热裂纹等,即使在雨雪天,也可获得车辆稳定运行必要的轮轨间的粘着力.但另一方面,与其他两种闸瓦相比,铸铁闸瓦的磨耗量大,为提供车辆制动力用的摩擦力小.     

超高磷合金铸铁闸瓦材质及其摩擦性能的研究

通过选材试验，证明超高磷合金铸铁闸瓦具有摩擦制动性能稳定、摩擦系数高而稳定、耐磨性和导热性能好、对车轮无热损伤、制动距离短和火花少等特性，可用作准高速机车闸瓦的材质。     

高速机车车辆用复合型铸铁闸瓦的开发

为了进一步提高已投入应用的合金铸铁闸瓦的制动性能以适应高速机车车辆的需要，提出了向车轮－闸瓦摩擦界面供给硬质ＳｉＣ陶瓷粒子以提高制动时的摩擦系数和缩短高速制动时的制动距离的方案。研究了三种陶瓷粒子供给方式：向车轮－闸瓦间喷射陶瓷粒子；在车轮踏面上压紧陶瓷粒子块；在铸铁间瓦铸造时埋铸圆柱状陶瓷粒子块。对上述三种方案进行了试验台制动性能试验，结果表明，在制动初速度为１２５ｋｍ／ｈ时，与单独使用合金铸铁     

日本东京地铁车辆用闸瓦的研发

介绍东京地铁2004年以来,为适应线路条件和制动特性等新要求,开发混合合成闸瓦(即铸铁块插入型)的概况.阐述了混合合成闸瓦的应用效果、铸铁块插入型混合合成闸瓦的调整方法以及装车应用的方法.     

铸铁复合闸瓦

根据材质的不同,闸瓦一般可以分为铸铁闸瓦、合成闸瓦和烧结合金闸瓦3种形式。文章介绍了日本开发的获得专利的闸瓦一铸铁复合闸瓦。重点阐述了在铸造过程中如何置入碳化硅网的工艺和方法。说明了试验研究的过程。     

碳化硅过滤网复合化对铸铁合成闸瓦制动性能的影响

铸铁合成闸瓦是为了提高既有线的运行速度而开发的。该闸瓦利用碳化硅(SiC)陶瓷粒子提高摩擦因数,铸造闸瓦时用SiC过滤网(过滤浮在表面的氧化物)使铸铁熔液与过滤网合成一体。文章介绍了通过制动试验评价了铸铁合成闸瓦中过滤网的个数、SiC面积率、网孔数等对制动性能的影响,并对过滤网的布置位置等进行了探讨。指出有过滤网的闸瓦平均摩擦因数大幅度提高。     

闸瓦与车轮运用故障的研究

介绍了闸瓦与车轮摩擦副故障的研究结果:闸瓦材质的物理机械性能、制造质量、工作表面的状态、显微和宏观组织、是否遵守运用规则和违反闸瓦生产工艺等,都会对其运用故障的产生和发展产生重要的影响。     

瑞士铁路行车噪声计算模型研究

正瑞士政府长期以来十分重视对铁路噪声治理,并为此专门立项开展研究(sonRAIL项目)。该项目充分考虑主要涉及列车速度的提高、车辆减振系统的改进、动力分散动车组的运用、K型合成制动闸瓦替代铸铁闸瓦、闸瓦改进对钢轨表面粗糙度的影响,以及防噪声障的建造等,研究项目根据瑞士联     

粉末冶金制动闸瓦与聚合物合成制动闸瓦的摩擦特性比较

介绍了捷克Ｐｒａｍｅｔ公司生产的ДИａфｐИＫＴ Ｋ４型粉末冶金制动闸瓦的性能及其与现用的铸铁闸瓦和聚合物合成闸瓦的比较试验结果。从台架试验和运行试验结果来看，前者的摩擦系数、磨耗情况、耐热性、对轮对踏面的影响以及制动效率均优于后者。建议继续在各种气候条件下和不同机车上对该制动闸瓦进行进一步试验。     

在摩擦试验机上模拟车轮与闸瓦的相互作用

本文阐述了机车车辆制动系统摩擦零件用材料进行实验室试验的优点以及用这种方法测定材料功能特性的可能性。而对于制动系统零件的实物试验来说，是难以测定它们的功能特性的，甚至是不可能的。本文还介绍了用摩擦试验机对铸铁闸瓦和合成闸瓦进行材料试验的结果。     

纳米高岭土在合成闸瓦中的应用

利用TGS-2型热分析仪、MG-2000型摩擦磨损试验机等测试设备,考察合成闸瓦中加入纳米高岭土后的耐热性能、力学性能和摩擦、制动性能。研究显示纳米高岭土的加入可有效提高合成闸瓦的力学性能,降低其磨耗量,对摩擦系数无显著影响。     

和谐型大功率内燃机车高摩合成闸瓦的研制

以丁腈橡胶改性酚醛树脂为黏合剂,石墨、铝矾土、钾长石粉、还原铁粉和沉淀硫酸钡等为填料,钢纤维和海泡石纤维为增强纤维,混合构成了高摩合成闸瓦的摩擦材料;通过反复实验,优化配方及工艺,研制出适合我国和谐型大功率内燃机车运用需求的高摩合成闸瓦。测试结果显示:研制的高摩合成闸瓦的各项物理力学性能及制动摩擦磨损性能符合和谐型大功率内燃机车的技术要求,其中冲击强度和压缩模量分别达到3.8kJ.m-2和460MPa。在1∶1制动动力试验台上的测试也显示,在120km.h-1速度下重车的制动距离以及车轮踏面最高温度和磨耗量分别为817m,215℃和0.87cm3.MJ-1,完全满足120km.h-1速度下紧急制动距离小于1 100m、车轮踏面最高温度小于400℃、重车制动磨耗量小于1.5cm3.MJ-1的使用要求,综合性能达到了国外同类型高摩合成闸瓦的水平。     

轮轨硌伤诱发滚动接触疲劳机制的材料影响

利用GPM-30滚动接触疲劳磨损试验机，在油润滑条件下试验研究轮轨材料对丝锥硌伤诱发局部滚动接触疲劳(LRCF)的影响，涉及ER8高速车轮钢、U71MnG高速钢轨钢，以及1 280 MPa和1 380 MPa级的贝马复相、PG4、PG5等4种新开发的重载钢轨钢。发现硌伤诱发的剥离掉块仅发生在硬度低于300 HV的ER8和U71MnG高速轮轨材料，且只有在硌伤深度超过150～200μm的临界值时发生，对于硬度高于400 HV的重载钢轨材料，表面硌伤不太可能诱发局部滚动接触疲劳。试样表面和剖切观测显示，初始疲劳裂纹可萌生于硌伤内部和前、后沿，底部萌生的裂纹更容易导致包含深裂纹和大块剥离的局部滚动接触疲劳，后沿比前沿更容易萌生初始裂纹。与U71MnG高速钢轨相比，硬度更低的ER8高速车轮钢试样上硌伤引发剥离掉块的可能性更高，但U71MnG钢轨钢试样上萌生的初始裂纹可扩展得更宽、更深，更易引发大块剥离，局部滚动接触疲劳造成的后果更严重。     

合成(增粘)闸瓦的改进技术

合成闸瓦用于铁道车辆踏面制动(闸瓦)及盘式制动中(闸片),存在粘着性能低且对车轮施加的热负荷大等问题。文章介绍了日本上田制动装置有限公司开发新合成(增粘)闸瓦技术的概况(在闸瓦中嵌入金属增粘块)以及改进合成闸瓦性能的新技术、新工艺。通过试验台试验与现车试验,确认了嵌入的金属增粘块的最佳材料组成、金属块与母材的面积比等参数。     

重型轨道车车轮异常磨耗原因分析及应对措施

针对重型轨道车车轮异常磨耗,从车轮材质、制动温升、车辆编组方式和制动力分配不匀等4个方面进行分析,确定长大坡道连续制动引起闸瓦和车轮踏面长期接触摩擦并导致车轮温度升高是车轮异常磨耗的主要原因,制动力不均匀和制动时间过长也会对车轮磨耗产生一定的影响。提出车辆通过长大坡道时控制速度及采取间歇制动形式下坡,以降低制动频率和制动时间,控制闸瓦和车轮踏面长时间摩擦产生的温升,以及合理匹配平板车和轨道车的制动效率、调整闸瓦与车轮踏面间隙、采取粉末冶金闸瓦等措施。     

HGM-B高摩合成闸瓦生产中出现的缺陷及其对策研究

针对HGM-B型高摩合成闸瓦生产过程中容易出现的表明裂纹、梅花孔不饱满及摩擦体疏松、闸瓦与钢背粘结不牢固等缺陷,分析其形成原因,并从加工工艺和模具设计等方面提出相应的解决办法,经现场验证,效果良好。     

碳含量对车轮钢滚动摩擦磨损性能影响

利用MMS-2A型微机控制摩擦磨损试验机研究碳含量对车轮钢滚动摩擦磨损性能影响。结果表明:碳含量对车轮材料滚动摩擦系数基本无影响;随碳含量增加车轮钢硬度增加,耐磨性增强导致磨损量降低;车轮硬度增加导致对摩擦副钢轨试样磨损量增加,且轮轨试样总磨损量呈现增加趋势;车轮与钢轨试样两者损伤形态存在一定差异;碳含量为0.64%时车轮钢容易发生小块剥落损伤,而0.5%含碳量时容易发生大块状的剥落;钢轨试样主要表现为表面剥层损伤。     

国内外合成闸瓦力学性能和摩擦性能的研究

利用材料试验机、冲击试验仪、制动动力试验台等检测仪器设备,对国内外合成闸瓦的力学性能和摩擦磨损性能等进行了综合测试和分析。结果表明,国外合成闸瓦的冲击强度高,压缩强度和压缩模量低,摩擦因数低于我国闸瓦,磨耗量较小。因此,国外合成闸瓦具有良好的使用性能和较长的使用寿命。     

不同材质闸瓦的等效(二次换算)系数近似取值的修正

现时我国铁路普通货物列车与普通旅客列车已用高磷铸铁闸瓦取代中磷铸铁闸瓦,而不同材质闸瓦车辆混编主要发生在90km/h以下的普通货物列车。鉴于铸铁闸瓦和低摩合成闸瓦的摩擦系数均受制动初速影响,所以相关的等效(二次换算)系数要按普通货物列车的制动初速约80km/h进行修正。具体修正的不同材质闸瓦的等效(二次换算)系数推荐用于编制机车车辆每台(辆)等效换算闸瓦力表及其他相关方面。