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1、闸瓦材料分析1、闸瓦的种类闸瓦是指制动时，压紧在车轮踏面上以产生制动作用的制动块。车轮使用的闸瓦可分为铸铁闸瓦和合成闸瓦。在铸铁闸瓦中，又可分为中磷铸铁闸瓦和高磷铸铁闸瓦。在合成闸瓦中，按基本成分，可分为合成树脂闸瓦和石棉橡胶闸瓦；按摩擦系数高度，又可分为高摩擦系数合成闸瓦和低摩擦系数合成闸瓦（简称高磨合成闸瓦和低磨合成闸瓦）。中磷铸铁闸瓦、高磷铸铁闸瓦和低摩合成闸瓦，成为通用闸瓦，可互换使用（不可改变基础制动装置的结构）1.1铸铁闸瓦高磷铸铁闸瓦与中磷铸铁闸瓦相比较，主要是提高了含磷量。中磷铸铁闸瓦的含磷量为0.7%-1.0%，高磷铸铁闸瓦的含磷量为10%以上。高磷
2、铸铁闸瓦的耐磨性比中磷铸铁闸瓦高1倍左右。运用实践表明，高磷闸瓦的使用寿命约为中磷闸瓦的2.5倍以上。高磷闸瓦还有一个特点就是制动时火花少。铸铁闸瓦的摩擦系数是随含磷量的增大而增大，故高磷闸瓦的摩擦系数大于中磷闸瓦。但含磷量过高将会增加闸瓦的脆性，当含磷量超过1.0%时，闸瓦如不加钢被，便有裂损的可能，所以高磷闸瓦闸瓦需采用钢背补强。1.2合成闸瓦合成闸瓦是采用黏合剂将增强材料和填料(三元体)黏结在一起，各自发挥在制动时的作用，直接与对偶件相互作用产生摩擦力。黏合剂主要包括酚醛树脂及改性物、天然及其人工合成橡胶。增强材料主要有石棉、钢纤维、铸铁纤维、人工合成纤维、天然
3、纤维等。大部分无机化合物都能作为填料使用,发挥改善摩擦系数、温度、速度、曲线形状和稳定摩擦系数的作用,保证行车安全。平稳的摩擦系数及足够制动力。合成闸瓦,在高速时其摩擦系数降低较小,能维持足够的制动力,并可由调整材料配比研制出停车时摩擦系数较小的品种，使停车时较为平稳。使用寿命长，合成闸瓦的使用寿命随其成分及使用条件的不同而不同,但一般比铸铁闸瓦长3—10倍；因此,可以大大减少更换闸瓦的工作量,从而节省维修费用和闸瓦费用；重量轻，合成闸瓦重量仅为铸铁闸瓦的1/4—1/3,便于更换闸瓦,并减轻劳动强度。防止火灾事故。铸铁闸瓦的磨耗铁沫易坏机车车辆的电器设备及轨道回路绝缘
4、。紧急制动中产生的红热铁沫火花，四处飞溅易引起沿线火灾。合成闸瓦在制动时没有或有很少的火花,有利于防止火灾。2、列车制动材料的选用分析为满足列车制动需要,防止闸瓦早期失效，对闸瓦材料的要求是：合适且稳定的高摩擦系数,耐磨、热裂性能优良,制动火花少。目前用于闸瓦的制动材料可归类为铸铁闸瓦、合成闸瓦、粉末冶金闸瓦和复合材料闸瓦等4种。2.1、铸铁材料铸铁闸瓦在铁道车辆上使用已有百年以上的历史。铸铁制动材料的主要优点是：1擦系数受环境影响小而较为稳定,具有“全天候”运行特征；2导热性较好,对车轮热损害小；3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；4坚固耐
5、用、价格低廉。但普通灰铸铁（片状石墨）闸瓦的摩擦系数较小,且随摩擦速度的提升,摩擦系数迅速下降,在列车高速运行时尤为明显,故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人少量合金元素两方面来改进其性能。实际上,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3.0%（质量分数）左右,闸瓦的摩擦系数提高了20%,闸瓦的耐磨性也成比例地提高,制动距离可缩短30%一45%。但磷
6、增加了铸铁闸瓦的脆性,使用中不可避免地产生裂纹,故需采用闸瓦背来补强。即便如此,高磷铸铁闸瓦的耐热裂性仍较差,其摩擦系数随列车运行速度的提升而急剧下降的缺点未得到改善2.2、合成材料由于铸铁闸瓦的摩擦系数在高速时迅速下降,故高速车辆制动闸瓦可采用合成材料。它是由有机树脂粘结剂（如酚醛树脂）、金属或化合物粉末（如铁、铜、铅与氧化铁、氧化铝等）和摩擦润滑调节剂等经充分混炼后成型加工、焙烧而成,它将材料与制品工序合二为一。改变合成材料的配比,可使合成闸瓦获得不同的摩擦系数,我国目前研制的合成闸瓦分低摩擦系数合成闸瓦和高摩擦系数合成闸瓦。合成材料闸瓦的主要优点是：1、摩擦性能
7、可按需要进行调整。2、耐磨性好，使用寿命长。3、节约铸铁材料。4、对车轮踏面的磨耗小，可延长车轮使用寿命。5、重量轻，一般只为铸铁闸瓦的1/2-1/3.。6、可避免磨耗铁粉的污损及因制动喷射火星而引起火灾事故，并减轻对电气设备的不良影响。7、摩擦系数从比较平稳并能保证有足够的制动力。8、由于摩擦系数值可以充分提高，采用合成闸瓦与小直径的制动缸配套，可节约压缩空气，在高坡地区连续制动时可缩短再充气时间，提高列车在坡道地区运行的安全性。但合成材料闸瓦也存在不足：其一是材料的导热性差,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；其次是在湿润
