蠕墨铸铁铁道车辆闸瓦摩擦磨损性能研究

随着铁路车辆向高速和重载方向发展，人们开展了抗热疲劳剥落能力优异的蠕墨铸铁在火车刹车闸盘上的应用研究。然而研究内容只涉及其耐磨性，在摩擦性能方面还很少有研究成果公开发表。因此，以含磷蠕墨铸铁为研究对象，系统地考察了石墨形态和磷含量变化对材料摩擦磨损性能的影响，并且依据研究结果制造火车闸瓦进行了实际装车使用性能的试验研究。结果表明，在给定的试验条件下于几种不同形态石墨的铸铁中，蠕墨铸铁既有优良的耐磨性，又有高的摩擦系数，故其是适合制造铁道车辆闸瓦的材料之一；随着磷含量的提高，蠕墨铸铁的摩擦系数快速增大，而磨损量则明显减小，而且蠕墨铸铁闸瓦的制动火花性能也明显改善；在同车对比运行试验以后，含磷蠕墨铸铁闸瓦摩擦表面的裂纹数量和尺寸都远比高磷灰铸铁闸瓦摩擦表面的小，而与中磷灰铸铁闸瓦摩擦表面的相当，可见使用含磷蠕墨铸铁闸瓦能够保证车辆安全运行。

稀土高磷铸铁闸瓦的研究

本文介绍了稀土高磷铸铁闸瓦的研究思路。讨论了它的宏观力学性能与微观强化机制的内在联系。研究结果说明：稀土高磷铸铁是一种良好的摩擦制动材料，稀土高磷铸铁闸瓦具有广阔的应用前景。

含磷蠕墨铸铁闸瓦的研制

本文研制了一种新型材质的闸瓦—含磷蠕墨铸铁闸瓦。试验结果证明,一定量的磷加入蠕墨铸铁中,其硬度、抗拉强度均满足闸瓦的使用要求而耐磨性可达到中磷灰铸铁闸瓦的2倍以上。磷加入蠕墨铸铁中使得蠕墨铸铁的磷共晶数量增加而石墨数量减小,因此使得其强度降低,硬度升高,闸瓦的耐磨性提高。

50年来我国铁路车辆闸瓦(闸片)的发展

介绍了我国铁路车辆闸瓦(闸片)50年来的发展,对不同材质的闸瓦(闸片)从试验到应用的情况做了综述。

蠕墨铸铁闸瓦材料组织性能研究

利用冲天炉铁水,通过包底孕育蠕化处理,成功地浇铸出蠕墨铸铁材料。金相观察表明:用2.0%稀土钙铝硅铁合金及2.0%稀土镁铝锌硅铁合金蠕化处理的铸铁,其石墨呈细小、均匀分布的蠕虫状。蠕墨铸铁冲击断口显示,基体发生了较大的塑性变形,且具有较高的冲击功。用蠕墨铸铁制成的机车闸瓦具有比普通灰铸铁闸瓦高得多的压断强度,是制造机车闸瓦的理想材料,值得推广应用。

中锰合金耐磨铸铁闸瓦的研究与应用

本文以中锰合金铸铁闸瓦为研究对象,并与中磷铸铁、高磷铸铁进行了对比研究。结果表明,中锰合金铸铁机械性能与摩擦磨损性能优于中磷、高磷铸铁。经现场装车试用,实际效果较好。

铌磷半钢在中磷铸铁闸瓦中应用的研究

本文通过对用铌磷半钢配制的中磷闸瓦的金相组织、力学性能、物理性能和摩擦-磨损特性的研究及其实际运行,证明:其质量指标和使用性能完全满足 TB1159-76标准,并超过普通中磷闸瓦的技术水平;可使中磷铸铁闸瓦的原材料成本降低10%左右.

含蠕磷墨铸铁闸瓦的摩擦磨损性能研究

本文对含磷蠕墨铸铁闸瓦的摩擦系数与耐磨性进行了系统的研究。试验证明,含磷1.0～1.3％的蠕墨铸铁闸瓦,其摩擦系数与2.0～2.5％的高磷灰铸铁闸瓦相当,而远高于含磷0.7～1.0％的中磷灰铸铁闸瓦。实际装车运行试验表明,含磷蠕铁闸瓦的耐磨性比上述高磷灰铸铁闸瓦的高。

灰铸铁制动鼓的热循环开裂分析及表面改性

针对重型卡车在连续刹车时频繁地冷热循环容易造成制动鼓失效开裂的问题,提出一种提高灰铸铁制动鼓抗热开裂性能的表面改性方法——搅拌摩擦焊。实验以灰铸铁(HT250)制动鼓为研究对象,采用循环淬火处理模拟制动鼓的服役工况,淬火处理时的温度为900℃,冷却方式为水冷。利用维氏硬度测试仪测量淬火前后试样的硬度变化,结合扫描电镜、能谱仪和金相显微镜表征试样的微观组织和裂纹形貌。实验结果表明:频繁的冷热循环是导致制动鼓开裂失效的主要原因,经历20次循环淬火处理后,裂纹开始在石墨与珠光体界面处萌生,且主要沿着石墨长度方向扩展,裂纹周边生成了氧化铁新生相;此外,循环淬火处理后灰铸铁的维氏硬度有所提高,但硬度分散性增大;经历相同循环淬火次数后,表面改性试样比原始试样的裂纹数量更少,且裂纹长度更短,这主要是因为表面改性后灰铸铁表面的石墨组织长宽比减小,且珠光体片层间距减小,提高了裂纹萌生和扩展的阻力,从而导致灰铸铁制动鼓的抗热开裂性能提升。

含硼蠕铁闸瓦材质的组织与性能

通过模拟试验与实际装车运行试验，本文研究了硼量对蠕墨铸铁性能的影响以及合硼蠕墨铸铁闸瓦的耐磨性能．结果表明：在实验室模拟试验条件下，随着含硼量的增加，蠕墨铸铁与钢摩擦副的摩擦系数增加，耐磨性能提高；含硼蠕墨铸铁闸瓦的铸造工艺性能优于含磷蠕墨铸铁闸瓦，实际装车运行结果表明，含硼蠕墨铸铁闸瓦的耐磨性能良好。

汽车制动鼓失效原因分析及防止措施

根据汽车制动鼓失效的各种现象分析制动鼓失效的原因和机理。从制动鼓设计和生产工艺两方面提出相应的改进措施,并着重就高w(C)量铸铁在制动鼓生产中的应用进行了详细的介绍。

O′ZBEKISTON型机车单元制动器的技术难点及解决方案

文章分析了装用抱轮缘铸铁闸瓦的O′ZBEKISTON型机车用单元制动器的研制技术难点,通过理论分析提出了解决方案。型式试验及线路运行实践证明该单元制动器能够满足O′ZBEKISTON型机车的运用要求。

含磷铸铁闸瓦断裂原因的实验分析

本文通过实验，分析了含磷铸铁闸瓦的致断原因。结果表明，裂纹萌生于工作表面或次表面，由工作表面向背面扩展。在使用过程中，高磷灰铁闸瓦有严重的断裂现象，蠕化良好的含磷蠕墨铸铁闸瓦与没有明显铸造缺陷的中磷灰铁闸瓦在使用过程中不会发生断裂。

重型车长寿命制动鼓的开发

对重型车制动鼓开裂问题进行了分析,研究表明:(1)重型车制动鼓产生开裂的原因是制动鼓工作温度高,摩擦部位截面存在大的热应力,以及制动鼓材料导热性不足;(2)铸件材料牌号达到HT250并且铸件本体强度190～230 N/mm2,制动鼓强度已足够,使用中不会因为制动鼓强度不足产生开裂问题。试验表明:HT250制动鼓的w(C)量从3.30%提高到3.40%～3.70%,适当加入合金元素,大大改善了制动鼓的抗热裂能力,提高了制动效能,解决了重型车制动鼓使用过程出现的开裂、摩擦面硬斑等失效问题,提高了汽车的安全性。

货车车轮踏面擦伤增多原因的探讨

通过理论计算,一方面分析了在制动倍率不变的情况下使用高磷闸瓦易出现擦伤的原因;另一方面又根据制动距离的要求,在制动倍率调整后对高磷闸瓦和中磷闸瓦出现擦伤的概率进行了比较。

高磷铸铁闸瓦断瓦原因分析及预防

介绍了国内外高磷铸铁闸瓦的研究进展概况,综合分析了车辆用高磷铸铁闸瓦断瓦的原因,提出了预防的措施。

灰铁刹车盘裂纹的失效分析

为了解决刹车盘在服役过程中存在表面裂纹的问题,对此进行了失效分析。结果表明:石墨形态为A形石墨+C形石墨,A型石墨占90%,石墨长度3级,硬度为223 HB均符合技术要求;基体组织为铁素体+珠光体,在刹车盘表面的石墨周围,存在片层状珠光体组织,硬度为347 HB;刹车盘工作时,表面温度较高,温度梯度较大,在高温下形成了应力和应变集中,导致出现了疲劳裂纹并沿垂直摩擦力的方向朝工件纵深发展,这是裂纹产生的根本原因。改进措施是安装缓速器,经过验证,解决了刹车盘表面早期开裂的问题。

铁道机车用灰铸铁闸瓦摩擦性能控制分析

为避免铁道机车用灰铸铁闸瓦(含中磷铸铁闸瓦)在装车使用过程中出现断裂,分析了灰铸铁闸瓦断裂的原因,同时分析了化学成分、铸铁组织对灰铸铁闸瓦摩擦性能的影响。在分析调研的基础上提出控制灰铸铁闸瓦断裂的生产控制措施。理化及台架试验和装车使用结果表明,通过加强现场操作、优选化学成分、严格控制熔炼关键工艺、加强孕育处理,可以有效提高灰铸铁闸瓦的耐磨性能及控制闸瓦的摩擦系数,降低灰铸铁闸瓦的使用安全风险。

东风_8B机车采用超高磷合金铸铁闸瓦的可行性研究

超高磷合金铸铁闸瓦具有优良的耐磨性、良好的导热性及较高的摩擦系数。通过理论计算和1：1制动试验台试验，证明该闸瓦完全能满足东风8B内燃机车的制动要求。

不同材质闸瓦和车轮滑动摩擦磨损试验及其结果分析

为了研究不同材质闸瓦和车轮滑动摩擦磨损性能,采用M2000型摩擦磨损试验机,针对4种材质闸瓦摩擦块与车轮钢摩擦环摩擦副,开展滑动摩擦磨损试验,试验结果表明,4种材质闸瓦摩擦块对车轮钢的体积磨损量由大到小对应的材质依次为钢轨钢、粉末冶金闸瓦、合成闸瓦、铸铁闸瓦。用扫描电镜观察4种材质闸瓦摩擦块和车轮钢摩擦环摩擦磨损试验后的摩擦环表面形貌,结果显示,摩擦环表面均出现磨粒磨损和疲劳磨损,LH2型高摩擦系数合成闸瓦和QU70型钢轨钢对车轮钢的磨损以磨粒磨损为主,高磷铸铁闸瓦和M型粉末冶金闸瓦对车轮钢的磨损以疲劳磨损为主。用能谱仪测试4种材质闸瓦摩擦块和车轮钢摩擦环摩擦磨损试验后的摩擦环表面元素,结果显示,摩擦环表面均发生氧化反应,出现闸瓦材料向车轮钢转移现象。