粉末冶金摩擦材料在高速列车制动中的应用

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1、万方数据第17卷第4期2007年8月粉束冶童I业PoWDERMETALLURGYINDUSTRYV01．17No．4Aug．2007粉末冶金摩擦材料在高速列车制动中的应用王广达．方玉诚。罗锡裕(钢铁研究总院，北京100081)摘要：本文介绍了高速列车摩擦制动和粉末冶金闸瓦及闸片材料的成份、性能和国内外研究概况，并对我国高速列车制动材料的发展提出了建议。关键词：列车制动；粉末冶金；闸瓦；闸片中图分类号：TFl25．9文献标识码：A文童编号：1006—6543(2007)04—0038—05APPUCAnONOFP／MFRICnONMATERIALSINBRAKINGOFHIGHSPEEDTR

2、AINW州GGu帅g_凼。E邺Y止d瑚‰LUoX}班(centmllron&SceelRes曲rchIrBthute，Beijing，100081．Chi士laAl聒tra吐：Highspeedt商n矗cti帆brakingisintmducedThecDrnposid∞sandtheproperti髓ofP／Mbrakeshoeandbrakepadaresumm撕zed诵thre3ultsof，domesticandforeignres朗rchandde-veloprnentproj毗＆1nordertoke印upwithmedeveloprr坨ntofhjghspeedtrain，s

3、uggestiansforde—vdopm∞t0fbrakingmat商alsforllighsPeedtraininChitlaare百venKeywords{trainbraki‘lg；powdertnetallurgy}brakeshoe．brak。pad长期以来，我国列车一直在低速状态下运行。从1997年开始，经过全国范围内的几次大提速，目前已达到了160～200km／h。早在90年代初，日、法、德等国就已开通了最高速度达300km／h的高速列车，相比而言，我国现在的列车时速只能算是。中速”，离高速还有一段距离。为此，国家在“十一五”计划纲要中指出，要逐步实现客运专线高速化，列车时

4、速要提高到200～250公里，最高时速应大于300公里。随着列车的不断高速化，对其制动性能也提出了越来越严格的要求。这样，一方面列车速度的提高，对列车制动装置及其制动系统提出了更高要求；同时，对制动材料的制各技术和性能也提出了更加严格的要求‘“。1列车摩擦制动列车的制动方式有很多种，如摩擦制动、动力制动、电磁轨道制动以及轨道涡流制动等。摩擦制动分为踏面制动和盘形制动两种。前者制动元件是车轮和闸瓦，后者则为制动盘与闸片。踏面制动作为一种古老的制动方式，目前在普通列车上仍为广泛使用。从国外高速列车制动系统的实际情况来看，踏面制动很少被采用，并且有逐渐被淘汰的趋势。不管是日本的动力分散式高速动车

5、组、德国的ICE动力集中式高速列车，还是意大利的ETR高速列车，都没有采用踏面制动方式。传统的踏面制动由于对车轮踏面存在热损害隐患，经国际铁路联盟(UC)研究只能适用于速度低于160krn／h的场合，因此一般作为盘形制动的补充形式而应用。起着改善踏面粘着的作用。盘形制动有着动能转移能力大、制动效率高、可实现摩擦副元件的可设计性和充分利用轮轨粘着等优点o]。现在，大功率盘形制动器已成为高速列车必备的制动装置。盘形制动有轴装式和轮装式两种，每收穑日期j2006—10一26作者简介：王广迭(1979一)t男(投)．河北省新河县人．顿士研究生，主要从事粉末冶金摩擦材料的研究与开发工作万方数据第4期

6、王广选等：粉末冶金摩擦材料在高速列车制动中的应用·39·轴上可装有2～4个制动盘，结构如图1所示。圈1制动盘安装2摩擦制动材料长期以来，踏面制动一直是列车摩擦制动的主要方式，因而相应的闸瓦材料得到了各国铁路部门的重视，并进行了详细而充分的研究。闸瓦材料由最先的铸铁材料，逐步发展到合成材料和粉末冶金材料。闸瓦制动方式是把车轮作为一个摩擦部件来使用，由于轮轨间粘着系数会随着列车速度的提高而降低，因此在高速列车的料动中很少使用。表1为各种常用制动材料的特性比较。表1制动材料的特性比较注：各项性能，以铸铁作蓥比．制动盘和闸片是盘形制动系统的摩擦副元件，其制动性能主要取决于闸片和制动盘的材质和性能。

7、制动闸片有合成闸片、粉末冶金闸片和目前正在研发的碳纤维复合材料闸片，以及陶瓷复合材料闸片等[3]。由于高速列车制动时，制动盘及闸片的温度很高(500℃以上，瞬时可达1ooo℃)，合成闸片难以承受。碳纤维复合材料闸片和陶瓷复合材料闸片具有重量轻、热膨胀系数小和良好的耐高温性能等优良的技术潜力，但其高昂的生产成本和性能的不稳定使其目前难以应用在高速列车上D’3]。而粉末冶金闸片由于其稳定的摩擦系数、良好的耐磨性和耐热性，已被