合成闸瓦生产工艺及原料简介

    在铁路车辆用的三种类型闸瓦（铸铁闸瓦、粉末冶金闸瓦、合成闸瓦）中，合成闸瓦的生产工艺可分为干法和湿法两大类。其中材料的组成部分包括基体、粘接剂、纤维和填料。

(一)基体

    采用高分子化合物的多元共混并用体系作为高摩擦系数合成闸瓦的粘合基体，其作用是将纤维增强剂、摩擦系数调整剂、摩擦剂、润滑剂等填料经一定的工艺符合为一体。在配置合成闸瓦摩擦材料的原材料时，依其在配方中的性能和用途可分为粘接剂类、摩擦剂类、补强类、摩擦改性类、摩擦调节剂类、以及雨雪摩擦稳定剂类等。

(二)粘接剂

1)各国粘结剂的选择

    我国目前多采用酚醛树脂及其改性树脂；如腰果壳油改性树脂、橡胶改性及其它改性树脂，也采用环氧树脂和糠醛树脂；
    美国多采用耐高温的酚醛树脂、腰果壳油改性树脂、呋喃树脂和硼酸树脂；
    英国多采用腰果壳油改性树脂；
    俄罗斯采用松香改性的酚醛树脂；
    日本采用酚醛树脂及其改性树脂。

2) 粘接剂的改性

    改性酚醛树脂是合成闸瓦采用的主要粘接剂，作为基体材料将纤维和各种填料粘接在一起，其性质和用量对闸瓦的压缩强度、冲击强度、弹性模量、制动摩擦、磨耗性能等有重要的影响，酚醛树脂的化学成分见下表。一般选用丁腈胶粉和丁苯橡胶等进行树脂改性，以达到共聚物共混。

（三）纤维

1）纤维种类

    天然矿物类纤维：石棉纤维、海泡石、硅灰石等；
    人造纤维：陶瓷纤维、硅酸铝纤维、岩棉、复合矿物纤维、玻璃纤维等；
    金属纤维：钢纤维、铜纤维、铝纤维等；
    有机纤维：芳纶纤维、炭纤维。

2）纤维增强剂

    纤维作为摩擦材料的增强剂，在材料中作为合成闸瓦的骨架，起着提高强度、降低磨耗的作用。一般选用低碳钢F 型纤维和矿物纤维。矿物纤维选用针状氧化锌和硅灰石，硅灰石具有较好的化学稳定性和高熔点、无毒、无污染、无公害，价格低廉，是石棉的理想替代品。选用上述混杂纤维作为合成闸瓦的增强纤维，即钢纤维与矿物纤维混杂使用，在材料中起到优势互补的作用，也降低了成本。

（四）填料

1）填料的作用

    填料的主要作用是对摩擦材料的摩擦磨损性能进行多方面的调节，使摩擦制品能更好的满足各种工况条件下的制动和传动功能的要求。
    可以调节材料的硬度、密度、结构密实度、制品外观；改善制动噪音、降低制品成本等。
    提高产品的加工性能和制造工艺性能。
    控制制品的热膨胀系数、收缩率、增加产品的尺寸稳定性能，改善导热性。

2）填料的分类

    按化学成分分类，可分为无机填料、金属填料和有机填料。
    无机填料：长石、重晶石、Fe2O3、Fe3O4、方解石、硅藻土、硅灰石、铬铁矿、硫化锑、石墨、铝矾土、锆英石、刚玉、萤石、沉淀硫酸钡、氧化铝、氧化镁、碳化硅。
    金属填料：黄铜粉、紫铜粉、还原铁粉、海绵铁粉、铝粉、铅粉等；
    无机填料：轮胎粉、沥青、橡胶粉、腰果壳油摩擦粉以及其他改性摩擦粉等。

3）填料的分类—增摩填料

A、硫酸钡(重晶石)
    能使摩擦系数稳定，磨耗小，特别是在高温下，它能形成稳定的摩擦界层，能防止对偶的表面擦伤，使对偶表面磨得更光洁；
B、硅灰石
    具有较好的增摩效果，价格便宜，故目前使用较多。但加入量一般不超过14%；
C、氟化钙(萤石)
    具有良好的低温和高温增摩效果；

D、铬铁矿粉

    具有低温和高温增摩效果。适宜的加入量一般不超过7%，粒度在200目以上。
E、长石
    硬度高，增摩效果显著。但用量过大，制动噪音大。
F、氧化铝
    最有效的填料之一。特别有助于提高高温摩擦系数，要求粒度在325以上，用量小于3%。
G、锆英石(正硅酸锆)
    增摩显著，粒度在325以上。