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铁路客车车体内装材料及其应用.pdf

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    • 客车设计部培训教材 KSJC02-10 客车设计部培训教材 KSJC02-10 1 铁路客车车体内装材料及其应用 铁路客车车体内装材料及其应用 作者 陆丽芬 内容提要:本文主要叙述了目前铁路客车车体采用的几种内装材料,介绍了几种常用材料的规格、性能、优缺点及 其在车辆中的使用情况,并对其性能进行了比较和分析,有助于客车设计中对车体内装材料的选择 ※ ※ ※ 1 概述 1 概述 车体内装材料是客车设计中的重要组成部分,它和车辆的档次、车体内部结构设计和工业设计密 切相关,内装材料的装饰性、结构性、环保性、耐用性、工艺性和制造成本是其选择的主要因素 所谓内装就是内部装饰,内装材料就是内部装饰所用的材料客车内装材料与旅客的视觉、感觉 直接相关,是体现舒适度的重要方面所以在客车设计中,尤其在新产品的研制中,往往要化很大的精 力来研究和选择内装材料, 以达到内装设计的最佳效果, 作为从事客车车体设计的设计师对此应有足够 的重视 社会的发展和科技的进步,可用于内装的材料层出不穷,为我们的选择提供了广阔的空间所以 在选择内装材料时, 一方面要对所选择的材料有充分的了解, 另一方面要对我们所从事设计的具体要求 要充分的熟悉,两者必须有机结合和统筹兼顾,才能使我们的内装设计取得成功。

      在客车设计过程中,合理的选择材料、正确的结构设计、合理选择涂装技术,是内装设计必须遵循 的三个重要原则,其材料的选择尤为重要 目前常用的内装材料有高压装饰板(俗称贴面板) 、纤维增强塑料(俗称玻璃钢) 、涂塑金属板(铁 板或铝板) 、热塑性工程塑料(ABS、PC 板) 、铝塑复合板、抗倍特板、胶合板和 PVC 地板布等 鉴于高速列车对车辆的轻量化、隔热隔音、防火环保方面的更高要求,我国目前投入运营的高速车 项目如 CRH 项目,采用了三明治夹芯板、铝蜂窝板、复合装饰板等作为内装材料 客车内装材料多数为非金属材料,基本标准分两部分,其一是材料本身的特性标准,其二是通用性 环保标准,在客车的选材中必须同时满足这两方面的要求 本文列举了目前所掌握的客车部分内装材料,就其技术参数、性能和应用进行简要介绍,供相关设 计师学习和参考 2 常用内装材料的介绍 2.1 高压装饰板 2 常用内装材料的介绍 2.1 高压装饰板 2.1.1 执行标准 GB/T 7911—1999 热固性树脂浸渍纸高压装饰层压板(HPL) TB/T 3138—2006 机车车辆阻燃技术条件 TB/T 3139—2006 机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量 2.1.2 定义 客车设计部培训教材 KSJC02-10 客车设计部培训教材 KSJC02-10 2 由酚醛树脂浸渍的纸为芯(底)层和由氨基树脂(主要是三聚氰胺树脂)浸渍的纸为面层经加热及 在不低于 5Mpa 压力下胶合在一起的板材,其外层的一面或两面有装饰性的颜色或图案。

      简称为高压装 饰板,代号 HPL标记示例:普通型高压装饰板 HPL HG S,后成型高压装饰板 HPL HG P 表 2 表 2 铁路客车常用高压装饰板的规格尺寸 铁路客车常用高压装饰板的规格尺寸 单位:mm 尺 寸 尺 寸 分类名称 S P 允许偏差 分类名称 S P 允许偏差 幅 面 2440X1220 2440X1220 +10 0 厚 度 1 0.7 ±0.1 表 3 高压装饰板的性能参数 表 3 高压装饰板的性能参数 指标 指标 检验项目 性 能 单位 S P 试验方法 检验项目 性 能 单位 S P 试验方法 质量增加(最大) % 10 19 厚度增加(最大) % 10 20 耐沸水性能 外观(≥) 等级 2 3 GB/T17657-1999 中 4.43 外观光泽(≥) 等级 2 3 耐干热性能 其它(≥) 等级 2 2 GB/T17657-1999 中 4.42 落球高度(最小) cm 100 100 耐冲击性能 凹痕直径(最大) mm 10 10 GB/T17657-1999 中 4.44 抗拉强度 t2mm(≥)横向:MPa 68.8 68.8 GB/T17657-1999 中 4.39 表面耐磨性能 磨损(最小) 转数 350 350 GB/T17657-1999 中 4.38 耐开裂性能 灵敏度(≥) 等级 2 1 GB/T17657-1999 中 4.46 耐香烟灼烧 外观(≥) 等级 2 2 GB/T17657-1999 中 4.40 耐污染性能 外观(≥) 等级 2 3 GB/T17657-1999 中 4.36 滞燃性能 氧指数(≥) % 30 30 GB/T2406-1993 45°角燃烧 等级 难燃级难燃级TB/T3138-2006 烟密度 Dm(≤) 200 200 GB/T8323-1987 后成型性能 半径(最小) mm 10t GB/T17657-1999 中 4.47 注 1:烟密度三聚氰胺贴面板可不做。

      注 2:t 为高压装饰板厚度 注 3:本表中的耐开裂性能为薄板试验性能 2.1.3 规格尺寸 铁路客车常用高压装饰板的规格尺寸见表 2 其它尺寸的高压装饰板, 可参照 GB/T7911-1999 中 5.1 客车设计部培训教材 KSJC02-10 客车设计部培训教材 KSJC02-10 3 条规定执行高压装饰板的性能参数见表 3 2.1.4 特点 用于表面装饰,但须和基材(胶合板、蜂窝板等)复合使用表面有一定硬度,可防止轻度划伤; 表面光滑,容易清洁;成型能力较差,一般用作平板表 2 中厚度为 0.7 ㎜的高压装饰板可以进行弯曲 处理,在设计中称弯曲板,但其可弯曲半经的大小受到工艺条件的局限 和胶合板复合俗称塑料贴面板,分双面塑料贴面板和单面塑料贴面板,单面塑料贴面板易变形,使 用得相对少些,塑料贴面板会产生散胶、起鼓、分层、开裂等现象,但其价格便宜,且组装工艺性好 高压装饰板与蜂窝板复合性能见蜂窝板 2.1.5 应用 应用于客车平顶、间壁、墙板、顶板 2.2 木结构类(包括板材及木骨架)2.2 木结构类(包括板材及木骨架) 2.2.1 性能参数 木结构类的性能参数见表 4。

      表 4 表 4 木结构类的性能参数木结构类的性能参数 项目 要求 试验方法 项目 要求 试验方法 氧指数 ℅ ≥30 GB/T2406-1993 45 度角燃烧 级 难燃 TB/T3138-2006 2.2.2 特点 在客车上使用的成品木结构均应进行防腐防火处理 2.2.3 应用 在客车设计中广泛用于木骨架及板材 与塑料贴面板组成胶合板模块广泛应用于 25G/T 车的墙、 顶 板 2.3 胶合板 2.3 胶合板 2.3.1 执行标准 GB/T 9846.2-2004 胶合板 2.3.2 规格尺寸 a)胶合板幅面规格见表 5; 表 5 表 5 胶合板幅面 胶合板幅面 单位 mm 宽 度 长 度 宽 度 长 度 915 1830 2135 1220 1830 2135 2440 注:如经供需双方协议,胶合板幅面尺寸可不受表 16 的限制 b)胶合板厚度规格 3mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm; 客车设计部培训教材 KSJC02-10 客车设计部培训教材 KSJC02-10 4 c)胶合板的长度和宽度公差允许+5 0 mm,不允许负偏差。

      2.3.3 胶合板的种类 胶合板面板的树种为该胶合板的树种 2.3.4 胶合板的分类 普通胶合板分为三类: Ⅰ类胶合板,即耐气候胶合板,供室外条件下使用,能通过煮沸试验;这类胶合板用酚醛树脂胶制 成 Ⅱ类胶合板,即耐水胶合板,供潮湿条件下使用,能通过 63℃± 3℃热水浸渍试验;这类胶合板 用脲醛树脂胶制成 Ⅲ类胶合板,即不耐潮胶合板,供干燥条件下使用,能通过干状试验 铁路客车用Ⅰ类胶合板、Ⅱ类胶合板 地板胶合板必须做成Ⅰ类胶合板,其余可做成Ⅰ类或Ⅱ类胶合板,根据用户需要生产 2.3.5 应用 a) 客车地板; b) 与高压装饰板复合,作为客车主要内装材料,如墙板、顶板、平顶板、间壁、门板等; c) 胶合板、木骨架和塑料贴面板组成结构模块广泛应用于常规客车墙、顶板,是 25G/T 型客车的 主要内装材料 2.4 纤维增强塑料类(玻璃钢) 2.4 纤维增强塑料类(玻璃钢) 2.4.1 执行标准 TB/T3138-2006 机车车辆阻燃材料技术条件 TB/T3139-2006 机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量 2.4.2 定义 纤维增强塑料类俗称玻璃钢是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料,以合 成树脂作基体材料的一种复合材料。

      按树脂品种分,可分为聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢等,其成形方式一般采用模 具成型手工糊制,所以又称手糊玻璃钢 2.4.3 性能参数 纤维增强塑料类(玻璃钢)的性能参数见表 6 2.4.4 特点 a) 制作工艺 木模→玻璃钢模→喷涂胶衣层→糊制基体材料→固化→脱模; b) 优点 客车设计部培训教材 KSJC02-10 客车设计部培训教材 KSJC02-10 5 手糊玻璃钢所采用的设备简单,适应性广; 产品尺寸不受限制,可以成型有复杂曲面的产品; 耐腐蚀性能好; 电性能好,是优良的绝缘材料; 制作周期短,可快速实现产品生产,适于小批量、多品种的生产 c) 缺点 由于是手糊成型,厚度不均匀; 弹性模量低,产品刚性欠佳,尺寸稳定性差,容易变形在设计时须根据需要增加加强筋 或在不可见面增设骨架,以增加其刚性和控制变形; 长期耐温性差,一般只在 100℃以下使用; 不可回收再利用 2.4.5 应用 多用于墙板、顶板、饰带板、风道和卫生间等 表 6 纤维增强塑料类(玻璃钢)的性能参数表 6 纤维增强塑料类(玻璃钢)的性能参数 项目 要求 试验方法 项目 要求 试验方法 拉伸强度 MPa ≥100 GB/T1447-2005 弯曲强度 MPa ≥150 GB/T1449-2005 冲击韧度(无缺口) KJ/m 3 ≥150 GB/T1451-2005 巴氏硬度 ≥25 GB/T3854-2005 吸水率 ℅ ≤05 GB/T1462-2005 树脂含量 ℅ <45 GB/T2577-2005 氧指数 ℅ ≥30 GB/T8924-2005 45 度角燃烧 级 难燃 TB/T3138-2006 烟密度 D4 ≤200 GB/T8323-1987 2.5 SMC 模压玻璃钢2.5 SMC 模压玻璃钢 2.5.1 执行标准 执行标准同 2.4.1。

      2.5.2 定义 SMC 模压玻璃钢是一种模压成型玻纤增强复合材料, 主要由热固性树脂、 玻纤增强材料和填料组成 2.5.3 性能参数 SMC 模压玻璃钢的性能参数见表 7 2.5.4 特点 a) 密度为 1.2~1.8t/cm 3,有利于减轻客车自重; 客车设计部培训教材 KSJC02-10 客车设计部培训教材 KSJC02-10 6 b) 比强度(重量比的弯曲强度)大约为普通胶合板的5倍,手糊玻璃钢的1.5 倍; c) 查对于重量比的刚度是钢铁的5倍以上,这也是其他常规材料无法达到的; d) 整体抗老化性能非常优异,可在自然条件下使用10年,不变形,不褪色; e) 具有较好的防火阻燃性和低发烟性能,与通用的聚酯玻璃钢和PC合金相比,氧指数有较大提 高,。

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