核心技术

核心技术

制动摩擦的问题主要是要解决温度的问题，其次是摩擦副匹配的问题，经过十多年的研发和实践，公司现在形成了如下三项核心技术：

1.微孔技术

1.2传统摩擦材料无法解决制动热带来的问题

摩擦的过程就是动能转化为热能的过程，要解决摩擦的问题，关键就是要解决摩擦热的问题。随着列车速度和载重的不断提高，闸瓦/片的摩擦温度更高，热冲击强度更大，如果不能及时散热，闸瓦/片出现高温衰退、异常磨耗和金属镶嵌等现象。对偶材料出现如龟裂、剥落和钩状磨损等，从而影响行车安全。

一味的提高摩擦材料的耐热等级来避免材料的摩擦过程中因高温而产生热衰退，同时势必会提高材料的硬度和强度，从而对对偶材料造成更大损伤。这是业界长期以来一直无法解决的技术矛盾。

1.3微孔技术优点

（1）材料具有微孔结构，微孔是通孔，不仅增加了对流这一散热形式，而且增加了摩擦界面的散热面积，有效降低摩擦温度，车轮踏面或制动盘无热斑、龟裂和剥落等损伤现象，有效保护对偶。

（2）微孔大大降低摩擦面宏观温度，通过散热可以平稳摩擦系数，在高负荷下材料可以保持较高的摩擦系数。

（3）微孔材料能降低制动温度，使得树脂基体的强度和韧性的下降变得更小，有利于粘附磨损的减少，降低闸瓦的磨耗量。同时利用复合材料力学原理，在增加材料强度的同时，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，有效降低摩擦粉尘的排放，对环境更加友好。

（4）微孔材料，散热性较好，热分解温度降低，可以解决制动异味的问题，改善因制动异味造成的列车清客这一故障。

（5）微孔可以减弱整个闸瓦的共振，达到降噪的作用。同时增加材料的气孔率，可以有效降低材料硬度，降低噪音。

（6）通过改变树脂固化机理，使得微孔材料的生产成为可能，赋予材料具有一定的强度，以满足使用要求。并保证获得的微孔为通孔，以满足散热要求。

（7）微孔材料的密度低，J132闸瓦的密度比较小，一般在1.5g/cm³左右，进口闸瓦的密度比较大，一般在2.0g/cm³左右。由于闸瓦密度小于进口材料，因此使用比较方便，可降低城轨车辆质量。

利用微孔技术，开发了一系列产品，如：闸瓦/片、环保型闸片及研磨子等。微孔材料通过微孔结构显著降低摩擦制动温度，制动无噪音，对对偶保护良好，无热斑、龟裂和金属镶嵌，磨耗显著低于国外同类产品。产品在使用过程中无噪音，无异味，磨耗低，粉尘排放更低，具有环保意义。

该技术我公司具有独立知识产权，且已有十多年的应用业绩，工艺稳定可靠，各项性能日趋完善。

2.摩擦化学技术

摩擦材料中含有在高温下能发生化学反应的成分，生成的产物具有较高的莫氏硬度。反应产生的新物质在车轮表面形成一层摩擦膜，构成摩擦膜的物质在生成时是分子尺度大小微粒，其表面吸附力远大于其重力，生成后直接附着在车轮表面成膜，成膜机理类似于银镜反应，要比一般物理吸附产生的摩擦层稳定的多。通过摩擦化学生成的摩擦膜具有较高的莫氏硬度，部分代替摩擦材料和车轮踏面之间的直接摩擦，由于莫氏硬度较高且摩擦膜与摩擦材料表面成分非常接近，不仅增大摩擦系数，而且性质相近的物质的表面互相摩擦，对偶双方的磨耗更小。

另外，黏附于踏面的摩擦膜，也可以提高轮轨的粘着系数。这样也降低了车轮在轨道表面发生的蠕滑的比例，不仅减小了车轮的磨耗，防止车轮的擦伤和多边形的产生，还可以在不激活防滑器的前提下降低车辆的紧急制动距离。

高铁车轮失圆（多边形）长期困扰着业界，利用摩擦化学的原理，有效提高了轮轨粘着系数约20%，为高铁从300km/h提速到350km/h做出了贡献。

这一技术已在复兴号高铁上应用了六年多，不仅成功解决了高铁车轮失圆的难题，实现了从300km/h提速到350km/h，而且车轮的磨耗仅仅为0.08mm/10万公里。我公司研磨子的实际使用寿命可达10-12个月，同类产品使用寿命仅2-3个月，是同类产品的3-4倍，而且修形效果也优于同类产品，延长了高铁车轮的镟修规程周期，大幅降低了维修成本。

3.催化成膜技术

目前80km/h以上的所有地铁列车全部是盘形制动，轴重超标一直困扰着制造商和业主。铝合金制动盘的密度仅为铸铁盘的三分之一，使其成为了制动盘轻量化的实用途径。但是碳化硅增强铝合金制动盘中的陶瓷属于无机非金属材料，莫氏硬度高达9.5，而断裂伸长率却很低，熔点高（2700℃），且自身的摩擦系数较低；而铝合金基材的熔点低(660℃)，莫氏硬度仅为2-2.9。因此对于碳化硅增强铝合金摩擦副研发配对材料特别困难，更由于碳化硅材料的断裂伸长率很低，在交变载荷的作用下，容易发生疲劳失效。

通过微孔技术和催化成膜技术，在铝合金表面形成一层稳定而坚固的摩擦层，使得这对摩擦副既能产生稳定可靠的摩擦系数，又能保护本体材料无沟槽、剥落和热龟裂，且双方的磨耗都较低，从而实现商品化。

我公司于2016年参加了由中车长春轨道客车股份有限公司牵头的国家科技部项目《下一代城轨列车研究》的一个子任务《节能环保技术—环保型闸片技术研究》，我公司与同济大学共同研发匹配铝合金制动盘环保闸片，这在国内尚属首次。通过了1:1台架测试，各项数据优于或相当同类进口闸片。