1 背景概述

    閘瓦是鐵道車輛制動(dòng)配件的最末端配件，安裝在車輛轉(zhuǎn)向架上的制動(dòng)梁上，在車輛需要制動(dòng)的時(shí)候，在列車制動(dòng)機(jī)作用下，由制動(dòng)梁將壓力傳遞給閘瓦，閘瓦摩擦面與車輛輪對(duì)踏面相接觸，進(jìn)而對(duì)車輪的運(yùn)動(dòng)加以阻滯，以達(dá)到降低列車速度或者停車的目的。是鐵道車輛的重要制動(dòng)配件。高摩擦系數(shù)合成閘瓦是目前新型的制動(dòng)閘瓦，主要用于貨車車輛。貨車車輛閘瓦最初是鑄鐵材料，先后經(jīng)歷了中磷時(shí)期和高磷時(shí)期。以鑄鐵材料中磷的含量作為區(qū)分。中磷車輛閘瓦中磷的含量一般為0.4～2%，高磷車輛閘瓦一般為2～2.5%。鑄鐵閘瓦的主要特點(diǎn)是原材料成本低廉，工藝過程相對(duì)簡單。1980年代以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鋼鐵材料價(jià)格上漲，鑄鐵摩擦材料成本不再低廉，加上鑄鐵生產(chǎn)耗費(fèi)能源、污染環(huán)境、摩擦系數(shù)偏低，不能適應(yīng)鐵道車輛的高速運(yùn)行條件。進(jìn)入21世紀(jì)，鐵路多次提速，制動(dòng)摩擦材料逐步向合成材料改進(jìn)。目前主要應(yīng)用的合成閘瓦也由原來的低摩擦系數(shù)向更高摩擦系數(shù)發(fā)展。本文涉及的高摩合成閘瓦生產(chǎn)工藝既是符合《TB/T 2403-1993貨車用高摩擦系數(shù)合成閘瓦》和《TB/T 2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦》標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)系統(tǒng)。
　　按照最新的《TB/T 2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦》標(biāo)準(zhǔn)的要求，高摩合成閘瓦在列車時(shí)速130km/h的摩擦系數(shù)應(yīng)在0.326±0.05的范圍內(nèi)，低摩擦系數(shù)閘瓦在車速100km/h時(shí)為0.128±0.03范圍內(nèi)。
　　高摩合成閘瓦和低摩合成閘瓦生產(chǎn)的的基本流程是以鋼制瓦背為基底，粉狀合成材料在充分均勻混合后，在模具內(nèi)經(jīng)壓力機(jī)加溫壓制為固體，最后經(jīng)固化熱處理，達(dá)到《TB/T 2403-1993貨車用高摩擦系數(shù)合成閘瓦》標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)過程比較復(fù)雜，影響質(zhì)量的因素比較多，任何環(huán)節(jié)都有可能造成產(chǎn)品質(zhì)量問題。

2 高摩閘瓦生產(chǎn)工藝基本流程

　　高摩合成閘瓦生產(chǎn)的基本工藝流程為五大部分：鋼制瓦背制作、摩擦材料準(zhǔn)備、壓制成型、固化熱處理和檢驗(yàn)。
　　(1)鋼制瓦背制作工序有：下料、沖孔、瓦鼻成型、梅花孔沖壓、梅花孔翻邊、整體成型、瓦背拋丸除銹和粘接劑涂刷，共八道工序；
　　(2)摩擦材料的準(zhǔn)備工序：進(jìn)料、按配方指定的比例稱重、煉膠、混料；
　　(3)壓制成型：涂刷脫模劑、將混合后的材料稱重后裝入壓力機(jī)模腔，按自動(dòng)設(shè)定的程序壓制、出料脫模、清理毛刺；
　　(4)固化熱處理：將清理后外觀檢驗(yàn)合格的成品放入自動(dòng)烘箱，按設(shè)定的程序進(jìn)行熱處理；
　　(5)檢驗(yàn)：將熱處理后的成品按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行物理、化學(xué)性能的試驗(yàn)。主要項(xiàng)目有密度、壓縮強(qiáng)度、壓縮模量、硬度、抗彎、粘接、剪切、沖擊強(qiáng)度和固化水平等。

3 各環(huán)節(jié)存在的主要問題及原因分析

　　3.1 鋼制瓦背制作過程
　　首先有材料問題，板材的厚度，《TB/T 2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦》規(guī)定不得小于4mm，材質(zhì)必須符合GB/T700 Q235國家標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)場實(shí)際監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)有材質(zhì)脆硬，造成沖壓過后裂紋。
　　然后是模具問題，模具設(shè)計(jì)和調(diào)整不當(dāng)造成成型瓦背不能通過量規(guī)檢測。
　　3.2 摩擦材料準(zhǔn)備
　　外購的原材料雖然一直采用固定的供貨商，由于季節(jié)、氣候以及生產(chǎn)批次的不同，性能會(huì)有明顯差異。稱重配料時(shí)，一些比例較小的原料計(jì)量誤差也是很重要的影響因素。
　　3.3 壓制成型
　　壓制程序人工設(shè)定以后，壓力機(jī)可以按固定的程序完成壓制過程。但是模腔加熱溫度的控制不夠穩(wěn)定，時(shí)常造成成品高摩閘瓦和低摩閘瓦性能上的較大差異。
　　3.4 固化熱處理
　　烘箱的加熱程序是可以人工設(shè)定的，按照工藝要求設(shè)定后，烘箱按照固定的程序進(jìn)行熱處理，盡管如此，實(shí)際上每次的過程曲線卻不盡相同。
　　3.5 檢驗(yàn)
　　試樣的制作精度不高，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較大。

4 改進(jìn)的建議措施

　　4.1 鋼制瓦背制作
　　嚴(yán)格原材料入廠檢驗(yàn)制度，對(duì)瓦背板材進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，每批板材都要取樣檢驗(yàn)；
　　沖壓模具定期校驗(yàn)，做好調(diào)整記錄，以供比對(duì)。
　　4.2 摩擦材料準(zhǔn)備
　　目前不具備對(duì)所有摩擦材料進(jìn)行化學(xué)性能檢驗(yàn)的條件，但是可以設(shè)置樣品，進(jìn)行比對(duì)目測，可以直接排除明顯差異的材料進(jìn)入流程；
　　對(duì)于季節(jié)、氣候的影響，增加材料預(yù)先烘干工藝，保證原材料原始性能；
　　嚴(yán)格微量配料稱重，專人監(jiān)督，落實(shí)制度。
　　4.3 壓制成型
　　落實(shí)計(jì)量檢定制度，確保壓力表和溫度表精度誤差可控。
　　4.4 固化熱處理
　　改造烘箱過程記錄方式，由過去的墨水+記錄紙改為電腦記錄儀，定期抽查過程記錄。
　　4.5 檢驗(yàn)
　　《TB/T 2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦》對(duì)檢驗(yàn)項(xiàng)目做了較大修改，更新現(xiàn)有的電腦檢測設(shè)備，按新鐵標(biāo)進(jìn)行項(xiàng)目檢測，嚴(yán)格按新標(biāo)準(zhǔn)制作試樣，保證試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

5 效果

　　在工藝質(zhì)量控制方面，主要還是要考慮人員、設(shè)備、原材料、工藝方式和環(huán)境等方面持續(xù)改進(jìn)與優(yōu)化組合，按ISO 9000標(biāo)準(zhǔn)整合各項(xiàng)資源，使產(chǎn)品質(zhì)量得到最大程度的保證。
　　2008年以來，公司生產(chǎn)的高摩擦系數(shù)合成閘瓦進(jìn)行過多次的裝車追蹤試驗(yàn)，產(chǎn)品質(zhì)量保持穩(wěn)定。

6 結(jié)束語

　　與《TB/T 2403-1993貨車用高摩擦系數(shù)合成閘瓦》相比， 新的《TB/T 2403-2010鐵道貨車用合成閘瓦》主要在檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)上做了較大修改，工藝過程基本未變。由于一些指標(biāo)的變化，化驗(yàn)方法方面刪減了生產(chǎn)實(shí)踐中不影響質(zhì)量本質(zhì)的吸水吸油性能實(shí)驗(yàn)，增加了丙酮可溶物的測定以及橫向、縱向的粘接拉脫實(shí)驗(yàn)。還增加了紅外光譜分析和熱重分析項(xiàng)目。這些新的檢驗(yàn)項(xiàng)目都是以前不曾接觸過的，我們還要在推廣新標(biāo)準(zhǔn)的過程中不斷實(shí)驗(yàn)和探索，達(dá)到生產(chǎn)的閘瓦質(zhì)量在物化指標(biāo)和裝車試驗(yàn)指標(biāo)上面完全符合部頒標(biāo)準(zhǔn)，確保最終實(shí)現(xiàn)鐵路行車安全的大目標(biāo)。