核心技術

核心技術

制動摩擦的問題主要是要解決溫度的問題，其次是摩擦副匹配的問題，經過十多年的研發和實踐，公司現在形成了如下三項核心技術：

1.微孔技術

1.2傳統摩擦材料無法解決制動熱帶來的問題

摩擦的過程就是動能轉化為熱能的過程，要解決摩擦的問題，關鍵就是要解決摩擦熱的問題。隨著列車速度和載重的不斷提高，閘瓦/片的摩擦溫度更高，熱沖擊強度更大，如果不能及時散熱，閘瓦/片出現高溫衰退、異常磨耗和金屬鑲嵌等現象。對偶材料出現如龜裂、剝落和鉤狀磨損等，從而影響行車安全。

一味的提高摩擦材料的耐熱等級來避免材料的摩擦過程中因高溫而產生熱衰退，同時勢必會提高材料的硬度和強度，從而對對偶材料造成更大損傷。這是業界長期以來一直無法解決的技術矛盾。

1.3微孔技術優點

（1）材料具有微孔結構，微孔是通孔，不僅增加了對流這一散熱形式，而且增加了摩擦界面的散熱面積，有效降低摩擦溫度，車輪踏面或制動盤無熱斑、龜裂和剝落等損傷現象，有效保護對偶。

（2）微孔大大降低摩擦面宏觀溫度，通過散熱可以平穩摩擦系數，在高負荷下材料可以保持較高的摩擦系數。

（3）微孔材料能降低制動溫度，使得樹脂基體的強度和韌性的下降變得更小，有利于粘附磨損的減少，降低閘瓦的磨耗量。同時利用復合材料力學原理，在增加材料強度的同時，大幅提高材料的耐磨性，使得微孔材料的耐磨性比普通材料提高一倍以上，有效降低摩擦粉塵的排放，對環境更加友好。

（4）微孔材料，散熱性較好，熱分解溫度降低，可以解決制動異味的問題，改善因制動異味造成的列車清客這一故障。

（5）微孔可以減弱整個閘瓦的共振，達到降噪的作用。同時增加材料的氣孔率，可以有效降低材料硬度，降低噪音。

（6）通過改變樹脂固化機理，使得微孔材料的生產成為可能，賦予材料具有一定的強度，以滿足使用要求。并保證獲得的微孔為通孔，以滿足散熱要求。

（7）微孔材料的密度低，J132閘瓦的密度比較小，一般在1.5g/cm³左右，進口閘瓦的密度比較大，一般在2.0g/cm³左右。由于閘瓦密度小于進口材料，因此使用比較方便，可降低城軌車輛質量。

利用微孔技術，開發了一系列產品，如：閘瓦/片、環保型閘片及研磨子等。微孔材料通過微孔結構顯著降低摩擦制動溫度，制動無噪音，對對偶保護良好，無熱斑、龜裂和金屬鑲嵌，磨耗顯著低于國外同類產品。產品在使用過程中無噪音，無異味，磨耗低，粉塵排放更低，具有環保意義。

該技術我公司具有獨立知識產權，且已有十多年的應用業績，工藝穩定可靠，各項性能日趨完善。

2.摩擦化學技術

摩擦材料中含有在高溫下能發生化學反應的成分，生成的產物具有較高的莫氏硬度。反應產生的新物質在車輪表面形成一層摩擦膜，構成摩擦膜的物質在生成時是分子尺度大小微粒，其表面吸附力遠大于其重力，生成后直接附著在車輪表面成膜，成膜機理類似于銀鏡反應，要比一般物理吸附產生的摩擦層穩定的多。通過摩擦化學生成的摩擦膜具有較高的莫氏硬度，部分代替摩擦材料和車輪踏面之間的直接摩擦，由于莫氏硬度較高且摩擦膜與摩擦材料表面成分非常接近，不僅增大摩擦系數，而且性質相近的物質的表面互相摩擦，對偶雙方的磨耗更小。

另外，黏附于踏面的摩擦膜，也可以提高輪軌的粘著系數。這樣也降低了車輪在軌道表面發生的蠕滑的比例，不僅減小了車輪的磨耗，防止車輪的擦傷和多邊形的產生，還可以在不激活防滑器的前提下降低車輛的緊急制動距離。

高鐵車輪失圓（多邊形）長期困擾著業界，利用摩擦化學的原理，有效提高了輪軌粘著系數約20%，為高鐵從300km/h提速到350km/h做出了貢獻。

這一技術已在復興號高鐵上應用了六年多，不僅成功解決了高鐵車輪失圓的難題，實現了從300km/h提速到350km/h，而且車輪的磨耗僅僅為0.08mm/10萬公里。我公司研磨子的實際使用壽命可達10-12個月，同類產品使用壽命僅2-3個月，是同類產品的3-4倍，而且修形效果也優于同類產品，延長了高鐵車輪的鏇修規程周期，大幅降低了維修成本。

3.催化成膜技術

目前80km/h以上的所有地鐵列車全部是盤形制動，軸重超標一直困擾著制造商和業主。鋁合金制動盤的密度僅為鑄鐵盤的三分之一，使其成為了制動盤輕量化的實用途徑。但是碳化硅增強鋁合金制動盤中的陶瓷屬于無機非金屬材料，莫氏硬度高達9.5，而斷裂伸長率卻很低，熔點高（2700℃），且自身的摩擦系數較低；而鋁合金基材的熔點低(660℃)，莫氏硬度僅為2-2.9。因此對于碳化硅增強鋁合金摩擦副研發配對材料特別困難，更由于碳化硅材料的斷裂伸長率很低，在交變載荷的作用下，容易發生疲勞失效。

通過微孔技術和催化成膜技術，在鋁合金表面形成一層穩定而堅固的摩擦層，使得這對摩擦副既能產生穩定可靠的摩擦系數，又能保護本體材料無溝槽、剝落和熱龜裂，且雙方的磨耗都較低，從而實現商品化。

我公司于2016年參加了由中車長春軌道客車股份有限公司牽頭的國家科技部項目《下一代城軌列車研究》的一個子任務《節能環保技術—環保型閘片技術研究》，我公司與同濟大學共同研發匹配鋁合金制動盤環保閘片，這在國內尚屬首次。通過了1:1臺架測試，各項數據優于或相當同類進口閘片。