合成閘瓦與鑄鐵閘瓦相比具有壽命長(zhǎng),摩擦系數(shù)較穩(wěn)定(速度在30公里/小時(shí)以上時(shí)摩擦系數(shù)高摩合成閘瓦一般為0.27,鑄鐵閘瓦為0·15),沒直金屬粉末飛揚(yáng)和火花噴射等優(yōu)點(diǎn)。

        誠(chéng)然,高摩合成閘瓦的價(jià)格為鑄鐵閘瓦的3~4倍,但使用壽命卻是鑄鐵閘瓦的4-6倍。摩擦系數(shù)穩(wěn)定也很重要。在“正?！钡妮嗆壵持鴹l件下必須限制閘瓦壓力避免車輪抱死。而對(duì)于鑄鐵閘瓦,低速性能限制了閘瓦壓力,而在高速時(shí)由于摩擦系數(shù)降低,只有一部分有效制動(dòng)力被利用(從粘著觀點(diǎn)看來)?？墒歉吣铣砷l瓦的摩擦系數(shù)是恒定的,這意味著在高速時(shí)能得到有效的制動(dòng),盡管在高速時(shí)粘著系數(shù)有所下降,但仍可得到較短的制動(dòng)距離。鑄鐵閘瓦的摩擦系數(shù)并沒有隨速度變化而與粘著系數(shù)恰當(dāng)?shù)仄ヅ?而高摩合成閘瓦卻可以提供更有效的制動(dòng)。反之,對(duì)鑄鐵閘瓦車輪容易在低速時(shí)被抱死,而用高摩合成閘瓦和盤形制動(dòng)時(shí)則容易在高速時(shí)發(fā)生輪對(duì)抱死。

一、對(duì)粘著的影響

        確定各種閘瓦對(duì)粘著影響的試驗(yàn)由英國(guó)鐵路利用兩輛21咚礦石車和一輛試驗(yàn)車組成的列車進(jìn)行。每輛礦石車只有一根制動(dòng)軸,一輛礦石車裝鑄鐵閘瓦,另一輛裝高摩合成閘瓦。每根制動(dòng)軸上都有增大閘瓦壓力的裝置,使閘瓦壓力可一直增大到車輪發(fā)生滑行為止(由電子儀器檢測(cè))。這根制動(dòng)軸一發(fā)生滑行立刻就被緩解,而另一根制動(dòng)車軸仍在增加閘瓦壓力,直到也發(fā)生滑行。用一臺(tái)儀器測(cè)量被試軸上的垂直載荷和牽引力。在各種初速度下進(jìn)行測(cè)試,并且總是成對(duì)地(鑄鐵閘瓦和高摩合成閘瓦)連續(xù)地盡可能快地進(jìn)行試驗(yàn),以便比較數(shù)據(jù)。

二、閘瓦金屬鑲嵌和踏面不均勻磨耗

        有時(shí)可觀察到粘附在閘瓦摩擦面上的小塊金屬在制動(dòng)時(shí)象車刀一樣在踏面上造成深溝,并能導(dǎo)致輪箍很快磨耗及閘瓦損壞。雖然現(xiàn)在對(duì)這種現(xiàn)象還沒有完善的解釋,但是西德鐵路通過系統(tǒng)的觀察,已經(jīng)確定氣候的潮濕、金屬鑲嵌的發(fā)生與閘瓦壓力低有關(guān)。

        很難用一種機(jī)制來解釋所有的事實(shí)。例如,在有水時(shí),輪軌間接觸應(yīng)力可能造成某種型式的損壞,導(dǎo)致小塊金屬?gòu)奶っ嫔戏蛛x,而且這些小塊金屬可能聚集`在閘瓦里面。但在制動(dòng)動(dòng)力試驗(yàn)臺(tái)上試驗(yàn)時(shí),如果噴水過多,雖然輪軌不相接觸,也能產(chǎn)生金屬鑲嵌。對(duì)這種情況,可以認(rèn)為是由于局部的表面高溫,使踏面上“熱斑”的金屬材料在摩擦中被剪切下來引起了金屬鑲嵌,但水在這里起的作用卻難以評(píng)價(jià)。顯然,軟一些的閘瓦在這方面要好一些,這可能是由于它降低了輪箍溫度(后面敘述),也可能是因?yàn)橛捕群蛷?qiáng)度較低,使金屬分子更難于保持在表面上。

三、對(duì)輪箍的熱損害

        這種損害常常在原有熱龜裂部位上重疊發(fā)展成貫通的橫裂紋。通常相鄰熱裂紋之間的踏面一塊一塊地剝落下來,留下一個(gè)很粗糙的滾動(dòng)表面。

        當(dāng)熱裂紋的尺寸接近由鋼的特性和輪箍或車輪那一部分的抗拉應(yīng)力所決定的臨界尺寸時(shí),就很危險(xiǎn),輪箍就會(huì)發(fā)生脆性崩裂。

        對(duì)一個(gè)有熱裂紋的踏面進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn),踏面上的一些小面積熱斑曾經(jīng)加熱到溫度超過80℃。而這些熱斑很快地又被體積大的冷輪箍熱傳導(dǎo)所冷卻,’并且形成了硬的變體組織—馬氏體。至于這些裂紋是由于形成了脆性的馬氏體而發(fā)生,還是因?yàn)橛幸粋€(gè)高的熱疲勞應(yīng)力機(jī)理在起作用,則有不同的看法。因?yàn)闊岚咄怀鲈诒砻嬉陨?并且在閘瓦每一次重新經(jīng)過時(shí)再次被加熱。不管其形成機(jī)理如何,當(dāng)發(fā)生了裂紋,則必將縮短輪箍的整個(gè)使用壽命。

        用鑄鐵閘瓦和某些高摩合成閘瓦制動(dòng)的輪箍都發(fā)生熱裂紋,但在英國(guó)鐵路上,早期采用.高摩合成閘瓦引起熱裂紋比用鑄鐵閘瓦引起的嚴(yán)重得多。當(dāng)時(shí),認(rèn)為這是由于高摩合成閘瓦的導(dǎo)熱性低,致使制動(dòng)熱量都傳給了輪箍所造成。事實(shí)上,導(dǎo)熱性的差別對(duì)熱斑的形成影響很小。