橡膠制品在軌道客車中的應(yīng)用及其質(zhì)量檢測方法的研究

黃德明，陳永軍，王慶文，南雪飛

（1.中車長春軌道客車股份有限公司，吉林 長春 130062；2.南京利德東方橡塑科技有限公司，江蘇 南京 210028；3.東風(fēng)延鋒（十堰）汽車飾件系統(tǒng)有限公司，湖北 十堰 442000）

隨著鐵路行業(yè)的興起，相關(guān)的各大橡膠類供應(yīng)生產(chǎn)廠家也如雨后春筍般發(fā)展起來，相繼而來的橡膠制品質(zhì)量問題成為了人們關(guān)注的重點。文章介紹了關(guān)于橡膠各項性能檢測的依據(jù)以及檢測方法。

1 橡膠產(chǎn)品概述

橡膠是指具有可逆形變的高彈性聚合物材料，在室溫下富有彈性，在很小的外力作用下能產(chǎn)生較大形變，除去外力后能恢復(fù)原狀的一類高分子材料?？梢匀斯ず铣桑瑑r格低廉，應(yīng)用范圍廣，存在于我們生活的方方面面，橡膠的分子鏈可以交聯(lián)，交聯(lián)后橡膠受外力發(fā)生變形時，具有迅速復(fù)原的能力，并具有良好的物理力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性：高強度、高彈性、耐磨，綜合性能優(yōu)異；有些特種橡膠還具備耐油性、導(dǎo)電性、耐化學(xué)腐蝕性等特殊性能。

橡膠制品應(yīng)用廣泛，不同行業(yè)對產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)注重點不同。比如，在軌道客車中應(yīng)用于高溫環(huán)境的橡膠產(chǎn)品，有著致命的缺點，就是處于高溫環(huán)境，出現(xiàn)氧化作用、熱分解、熱氧老化現(xiàn)象，長期在濕熱的環(huán)境中極易出現(xiàn)各種質(zhì)量問題。引發(fā)老化的原因有很多種，包括氧化作用、熱分解、熱氧老化、曲撓疲勞老化等，橡膠制品出現(xiàn)問題的幾個主要原因：（1）配合原料質(zhì)量較差。（2）橡膠本身耐老化性能不合格。（3）產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢驗等，質(zhì)量管控不到位。因此橡膠產(chǎn)品質(zhì)量問題不容忽視。

2 橡膠制品在軌道客車中的應(yīng)用

橡膠是一種具有可逆形變的高彈性聚合物材料，由于其富有彈性，可作為減震材料應(yīng)用于軌道交通領(lǐng)域。在機車上橡膠可用作底座錐形減震器、電力機車減震墊、轉(zhuǎn)向架橡膠減震器、客車橡膠止檔、空氣彈簧系統(tǒng)等，這些橡膠產(chǎn)品的特點：減震性、耐磨性、防老化性等優(yōu)點；在鐵路軌道結(jié)構(gòu)中，橡膠墊板也是重要部件，安裝在鋼軌和混凝土軌枕之間，起到緩沖車輛通過路軌時所產(chǎn)生的告訴震動和沖擊。

橡膠是一種具有很好柔韌性的材料，能夠替代元件承受一定壓力從而起到保護作用，橡膠本身擁有良好的抗腐蝕性、耐臭氧性、抗壓縮變形性能、耐化學(xué)性等優(yōu)異的性能，所以橡膠是一種很好的密封材料。橡膠密封產(chǎn)品很多，丁腈橡膠、硅橡膠、三元乙丙橡膠、氯丁橡膠、氟硅橡膠等都可以作為密封材料應(yīng)用于軌道交通行業(yè)。在機車上用到的密封材料有制動器防塵套、制動機橡膠膜板、制動閥座墊、內(nèi)燃機車油氣分離器膠管等，正是這些橡膠密封產(chǎn)品保證了中國鐵路行業(yè)的健康、安全發(fā)展。

膠管是橡膠材料的一種應(yīng)用廣泛制品，應(yīng)用于軌道交通行業(yè)。橡膠本身的耐油性能較差，且不具備耐高溫性能，但是一些人工合成的特種橡膠具備了這些普通橡膠所沒有的優(yōu)異性能。正是具備耐高溫、耐油等性能的特種橡膠：比如硅橡膠等，可做成膠管用于軌道交通行業(yè)，產(chǎn)品有內(nèi)燃機耐高溫膠管、內(nèi)燃機耐油膠管等。

3 橡膠產(chǎn)品的質(zhì)量檢測

3.1 橡膠拉伸性能檢測

無論橡膠材料作為密封制品還是減震制品，都是在一定外力作用下使用的，因此要求橡膠制品要具有一定的物理機械性能。拉伸性能顯然是物理性能中最為能體現(xiàn)橡膠性能的指標(biāo)。在橡膠制品質(zhì)量檢查時，拉伸強度、扯斷伸長率、撕裂強度、最大應(yīng)力、耐磨性、耐曲撓性能、拉伸永久變形性能等都是橡膠制品重要的常規(guī)檢測項目，也是最能反映橡膠耐老化性能、耐化學(xué)性能、耐磨等性能的鑒定條件。橡膠制品的拉伸性能檢測依據(jù)有 ISO37：2005、ASTMD412-2006a（2013）、GB/T528-2009等標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 橡膠耐燃性能檢測

橡膠燃燒性能是指橡膠燃燒或遇火時所發(fā)生的一切物理和化學(xué)變化。橡膠耐燃燒性能檢測標(biāo)準(zhǔn)有TB/T3237動車組用內(nèi)裝材料阻燃技術(shù)條件、TB/T3138機車車輛用材料阻燃技術(shù)要求、GB/T17657人造板及飾面人造板理化性能試驗方法等標(biāo)準(zhǔn)測定橡膠制品的氧指數(shù)、45°角燃燒、耐香煙灼燒等性能。作為機車的內(nèi)裝材料，橡膠制品的阻燃性對軌道客車的安全至關(guān)重要。

3.3 橡膠低溫性能測試

由于軌道客車會在一些極其寒冷的地方使用，這就要就橡膠制品，比如密封圈，在低溫條件下保持本身的密封性能，油封膠管，在低溫條件下必須保證原有的硬度、強度和良好的耐油性能，所以要求橡膠制品必須具有一定的抗低溫性能。材料抗低溫性能指標(biāo)是低溫脆性，即為脆性溫度，是指材料測定材料在規(guī)定條件下試樣受沖擊出現(xiàn)破壞時的最高溫度。脆性溫度可以對橡膠制品在低溫條件下的使用性能進(jìn)行鑒定。檢驗依據(jù)是GB/T15256、ISO812等。

3.4 橡膠電性能檢測

由于部分橡膠制品的特殊用途，要求橡膠具備導(dǎo)電性能和絕緣性能。有些橡膠制品用于電磁屏蔽作用而被制成導(dǎo)電材料，將某些導(dǎo)電粒子分散于硅橡膠中制成導(dǎo)電硅橡膠，使橡膠制品在滿足密封性能的基礎(chǔ)上同時具備電磁屏蔽功能，使得各電器系統(tǒng)之間互不干擾。橡膠制品電性能檢測依據(jù)是ASTMD257-2014.

3.5 橡膠老化性能檢測

橡膠制品的使用環(huán)境可能是高溫、高濕、或臭氧的環(huán)境，在這樣的環(huán)境中，橡膠分子鏈斷裂，橡膠的拉伸性能、斷裂伸長率都會受到影響。這就是橡膠老化。橡膠老化性能檢測多是對比老化前后的硬度、拉伸強度和扯斷伸長率的變化來判斷。其檢測依據(jù)是GB/T3512、GB/T15905等。

4 結(jié)語

中國制造的軌道客車已經(jīng)走出國門、走向世界。橡膠制品在軌道交通行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛，其質(zhì)量問題也越顯重要，作為高鐵制造行業(yè)的一員，我們必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，腳踏實地，制造出高質(zhì)量的軌道客車，打造中國亮麗的金名片。