随着城市化的发展,人口密度的增加,高铁动车组交通运输作为重要的城际间交通工具已成为一种新的低碳环保出行方式,受到越来越多的关注,是经济社会发展的必然趋势。

由于高速铁路在我国的迅速发展,对列车的各项性能指标也相应提高,特别是提出来更严格列车制动性能,制动装置是确保高铁安全运行的核心技术和关键零部件,制动装置由制动器、制动闸片和刹车(制动)盘等零部件组成,本文重点介绍一下刹车盘的材质及刀具选择。

高铁刹车(制动)盘的要求:

1)在强度方面。刹车(制动)盘应具备承受其高速旋转时的离心力以及制动闸片产生最大压力的能力。

2)在制动性能方面,希望刹车(制动)盘与其闸片配偶时,摩擦系数高且稳定,以其获得良好的制动效果;

3)在使用寿命方面,应具备较好的耐磨和抗疲劳性能,确保刹车(制动)盘较长的使用寿命。

 

高铁刹车(制动)盘的材质选择

正常情况下,高铁动车是采用电制动和空气制动两种方式联合作用,当电制动失效时采用纯空气制动。纯空气制动就是靠刹车(制动)盘和刹车片产生制动力。

高铁刹车(制动)盘的材质大体分为两类:铁系金属材料和复合材料

铁系金属材料和复合材料。铁系金属材料包括铸铁系和钢系。铸铁系材料主要是灰铸铁,蠕墨铸铁和球墨铸铁;钢系可选材料有碳素钢,合金铸钢和合金锻钢。

复合材料包括铝基复合材料和碳-碳复合材料。是由基体材料(金属、陶瓷)和增强体(纤维、晶须、颗粒)复合而成的具有优异综合性能的新型材料,具有噪音低,震动小,生产效率高等优势,但生产工艺要求苛刻,价格昂贵。

 

高铁刹车(制动)盘的切削刀具材质

华菱超硬,作为超硬刀具国产化的先驱,一直致力于脆硬材料和难切削材料加工用立方氮化硼刀具和高品级金刚石的研究,近年来创新研发的立方氮化硼刀具和金刚石刀具被广泛应用于以车代磨、超高硬度重载切削、高速加工,难加工材料切削等领域,针对铁屑金属材料制动盘和复合材料制动盘有相对应的刀具材质推荐。

针对铁系高铁刹车(制动)盘:华菱超硬CBN刀具BN-S300BNK30材质。BN-S300材质是采用高纯度、高净化率的原材料经过高温高压烧结而成的整体聚晶CBN刀具,CBN含量高达97%,采用世界领先的具有华菱独创特色的等静压混料技术,刀片的致密度和均匀度非常高,硬度均匀达到HV3600,具有出色的耐磨性和刃口强度,使其在连续切削和断续切削领域具有更长的刀具寿命.

BNK30材质采用进口纳米级结合剂和高纯度亚微米+纳米CBN颗粒混合配比,在高温高压下烧结的无硬质合金支撑(衬底)的CBN聚晶;其硬度更高,CBN粒度更细,尤其适合高速精加工,可获得良好稳定的表面加工质量,同时此CBN聚晶块可通过高真空钎焊工艺与任意硬质合金基体固定,形成各种形状的数控刀具。

 

针对复合材料高铁刹车(制动)盘:华菱超硬推荐金刚石刀具CDW010材质和CDW025材质,以上两款材质是由经过精选的人造金刚石微晶体在高温高压下烧结而成。烧结过程中由于添加剂的加入,使金刚石刀具具备较高的硬度和韧性,和抗弯强度,为复合材料制动盘加工提出一种新的高效加工方式。

牌号

粒度

特性

微观结构

CDW010

10μm

通用型PCD牌号,兼顾了良好的韧性和较高耐磨性

 

CDW025

25μm

极高的耐磨性和刃口质量