碳纤维含量对铜-石墨电刷电磨损性能的影响

为进一步改善铜-石墨复合材料电刷的导电和耐磨性, 提高其使用寿命, 研究了在不通电和通电2种条件下, 碳纤维含量对铜-石墨电刷磨损量的影响。结果表明, 电磨损时, 在电刷和换向器间形成一层润滑膜, 可降低粘着磨损。随碳纤维含量的增加, 电刷的电磨损量降低; 当碳纤维含量大于0.5%时, 电刷电磨损量增大。在同一磨损时间条件下, 电刷的电磨损量约为机械磨损量的2～7倍。电刷在电磨损过程中有极性的差异, 正刷的磨损量大于负刷的磨损量。     

压力对碳纤维-铜-石墨复合材料电刷摩擦系数的影响

研究了碳纤维-铜-石墨复合材料在纯机械磨损和电磨损条件下, 电刷压力的变化(7.5～30 N/cm²)对复合材料电刷摩擦系数的影响, 用扫描电镜观察了磨面形貌, 对复合材料摩擦系数的变化机理进行了初步探讨。     

石墨化度对炭/炭复合材料在不同制动速度下的摩擦磨损性能的影响

将炭布叠层的炭纤维预制件通过化学气相沉积增密后分别在2 000、2 150、2 300 ℃进行高温热处理得到3 种不同石墨化度的炭/炭复合材料, 采用MM-1000 摩擦试验机对这3 种炭/炭复合材料进行不同速度下的摩擦磨损性能试验, 并对磨损表面及磨屑进行SEM 观察, 结果表明:低速时材料的摩擦系数均很小;刹车速度为10 m/s 时, 石墨化度对材料的摩擦系数影响显著, 石墨化度越高, 材料的摩擦系数越大, 石墨化度低的样件A 摩擦表面形成薄且光滑的磨屑层, 而石墨化度高的样件C 摩擦表面形成厚的、粗糙的磨屑层;刹车速度大于20 m/s 时, 石墨化度对材料摩擦系数的影响变小, 3 种材料摩擦表面均形成较为平滑的磨屑层。石墨化度的高低显著影响材料高速时的磨损, 石墨化度升高到一定值时能显著降低材料高速时的磨损, 继续升高石墨化度, 磨损变化不大,高速时石墨化度低的样件A 氧化严重。综合考虑摩擦磨损性能, 该粗糙层结构的炭/炭复合材料石墨化度控制在45 %为宜。     

压力对碳纤维-铜-石墨复合材料电磨损性能的影响

研究了在电磨损条件下, 压力变化对复合材料磨损性能的影响。结果表明:在纯机械磨损、电磨损条件下, 复合材料的磨损量均随磨损时间线性增大;在纯机械磨损时, 复合材料的磨损量与压力成正比, 而在电磨损条件下, 复合材料的电磨损量随压力的增加呈U 形变化;复合材料的电磨损与极性有关, 正刷的磨损量大于负刷。     

碳纤维对镀铜石墨-铜基复合材料组织与性能的影响

用粉末冶金法制备了碳纤维 镀铜石墨-铜基复合材料, 测量了不同纤维含量时该复合材料的体积密度、电阻率、硬度、抗弯强度和摩擦磨损性能, 并观察了它们的显微组织、断口和磨面形貌, 分析了碳纤维含量对该复合材料显微组织和性能的影响。结果表明碳纤维的加入对镀铜石墨-铜基复合材料的体积密度、电阻率和摩擦系数影响不大, 但使其硬度、抗弯强度和耐磨性提高。     

试验条件对C/C 复合材料滑动摩擦磨损特性的影响

在MM-2000 环-块摩擦试验机上测试了C/C 复合材料的摩擦磨损行为。通过对试样在不同时间、不同载荷、不同润滑状态下的摩擦磨损试验得出:随时间的延长, C/C 复合材料的摩擦系数趋于稳定。在摩擦试验后期, 材料摩擦系数一直保持在0.12。载荷对磨屑膜有着重要影响, 材料平行试样和垂直试样在150 N 摩擦5 h 后, 其摩擦系数仅为0.12。水润滑和油润滑状态下, 材料的摩擦系数降低, 仅为0.05～ 0.08。水润滑时材料磨损量增加, 油润滑时磨损量较小, 干态时磨损量最小。     

C/hBN润滑组元对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响北大核心

为改善高温下材料摩擦性能的稳定性和提高润滑组元与铜基体的界面结合效果,采用粉末冶金工艺制备了C/hBN作为润滑组元的铜基粉末冶金摩擦材料,研究了C/hBN含量和化学镀铜表面改性对摩擦材料显微结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:适量添加hBN作为润滑组元能提高材料的摩擦系数和热稳定性,当C/hBN质量分数比为6∶3时,材料具有较高的摩擦系数,在350 km/h制动速度下其摩擦系数高达0.472,且磨损量相对较低,具有相对较好的综合性能;C/hBN表面镀铜后,摩擦材料的致密度提高,硬度略微下降,整体摩擦系数更加稳定,与未镀铜相比其磨损量降低了28%。C/hBN颗粒表面镀铜改善了C/hBN-Cu的界面结合,制动时摩擦表面的剥落坑数量明显减少。石墨和hBN润滑组元的综合运用及表面镀铜处理可有效提高铜基摩擦材料的摩擦磨损性能,有利于制动闸片轻量化设计,为C/hBN在铜基摩擦材料中的应用提供工艺理论依据。     

热压烧结法制备铜-石墨复合材料及其摩擦学性能

采用真空热压烧结法制备铜-石墨复合材料,研究石墨质量分数分别为2%、5%和10%时,复合材料的密度、显微硬度、三点弯曲强度和摩擦磨损性能。结果表明,热压烧结法制备的复合材料组织较为致密,石墨分散均匀。随着石墨含量的增加,复合材料的硬度、强度下降,力学性能变差。复合材料的摩擦因数随着载荷的增加而增大,随着石墨含量的增加而降低,当石墨含量为10%时,复合材料的摩擦因数和质量磨损量最低,耐磨性能最好。     

La2O3对TA2钛电解渗硼的影响

以无水硼砂为渗硼剂、K₂CO₃为活化剂、B₄C为供硼剂、La₂O₃为添加剂,对TA2金属钛进行电解渗硼,研究La₂O₃对渗硼层形貌的影响。结果表明,硼化层由表面层的TiB2和次外层的TiB晶须组成。在相同渗硼工艺条件下,不添加La₂O₃时,TiB晶须长度为92.61 μm,TiB2厚度为6.38 μm; 添加5%、10%和15%La₂O₃后,TiB晶须长度分别为100.39、121.65和144.83 μm,TiB₂厚度分别为5.83、5.28和5.30 μm,La₂O₃的加入促进了TiB晶须的生长,但降低了TiB₂层厚度。     

不同速度下石墨含量对铜基摩擦材料性能的影响

采用粉末冶金工艺制备铜-石墨材料。通过改变石墨在材料中的含量(2.5%～30%), 观察在不同摩擦速度下, 材料摩擦系数的变化规律, 并测出各对应条件下的磨损率。研究表明, 随着石墨含量的增加, 摩擦系数和磨损量减小。在石墨含量低于10%时, 摩擦速度对材料的摩擦系数影响明显, 且随摩擦速度的提高, 磨损量迅速增加。当石墨含量大于15%时, 摩擦系数稳定, 磨损量并没有随摩擦速度的提高而明显增加。     

铜锰铝合金在不同腐蚀介质中的摩擦磨损性能

用304不锈钢球和氧化铝球做对偶件,研究了铜锰铝合金在H2SO4、NaCl和NaOH溶液中的摩擦磨损性能.结果表明,以不锈钢球为对偶件时,在H2SO4溶液中合金产生了严重的黏着磨损,摩擦因数大;在NaCl溶液中合金磨损表面产生氯脆,导致表层材料脆性剥落;在N aO H溶液中合金发生了溶解和氧化反应,磨损机制为腐蚀+磨粒...     

铁基激光熔覆层的微观结构和摩擦磨损性能研究

选择市售的3种铁基粉末为原料(X₁~X₃),利用激光熔覆技术在45钢表面制备了3种熔覆层,研究了熔覆层微观结构和摩擦磨损性能,并选择电镀硬铬作为对比。结果表明,3种熔覆层组织致密,由α'马氏体、残余奥氏体和δ铁素体组成,其中X₁粉末熔覆层树枝晶更发达,晶粒更细小; X1粉末熔覆层硬度明显高于X₂、X₃粉末熔覆层,但低于电镀硬铬; 此外,3种熔覆层干摩擦系数虽与电镀硬铬接近,但耐磨性均明显优于电镀硬铬,且与其硬度呈正相关关系,磨损机理以磨粒磨损和疲劳磨损为主。     

铜基复合材料受电弓滑板摩擦磨损及电阻率的研究

针对目前受电弓滑板与接触网导线构成的特殊摩擦副存在磨损严重、电弧敏感度高、机械性能较差的缺陷, 研制了一种具有减摩耐高温和导电性能优良的耐热铜基受电弓滑板材料。采用MG-2000型高速高温摩擦磨损试验机, SX1934(SZ-82)数字式四探针测试仪, XJL-03型金相显微镜, JSM-6700F扫描电镜等仪器测试并分析了其热摩擦磨损、电性能及显微组织。结果表明: 添加改性PI树脂在300 ℃环境温度下摩擦60 min平均磨损量和摩擦15 min的摩擦系数分别为4.6×10^-5 g/m和0.112,低于改性前的13.8×10^-5 g/m和0.114, 而且电阻率为3.3 μΩ·m, 要小于同类复合材料电阻率(10 μΩ·m)。     

CMT堆焊巴氏合金堆焊层组织及力学性能

采用冷金属过渡(CMT)技术在20钢表面制备了巴氏合金堆焊层，利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计和摩擦磨损试验机分别对堆焊层的金相形貌、物相组成、显微组织、元素分布、硬度和摩擦因数进行测试。结果表明，巴氏合金堆焊层的相结构并未发生变化，由硬质点SnSb相、Cu₆Sn₅相和软基体α-Sn相组成；由于热输入的降低，巴氏合金堆焊层的冷却速率提高，堆焊层晶粒明显细化，硬度约为40HV_0.1,远高于铸造巴氏合金；由于显微硬度升高，巴氏合金堆焊层的摩擦因数和比磨损率均降低，分别为0.31和1.38×10^-5 mm³/(N·m);巴氏合金堆焊层的磨损机理为磨粒磨损。CMT堆焊技术可有效提升巴氏合金的硬度和耐磨性。     

堆焊工艺参数与碳化钨含量对镍基碳化钨涂层性能的影响研究

以Ni35复合WC粉末为原料,采用等离子堆焊工艺在Q235A低碳钢表面制备了镍基复合碳化钨涂层,研究了焊接电流、WC含量对复合涂层性能的影响。结果表明,降低堆焊电流,减少热量输入,可以有效防止WC沉积。在研究范围内,WC含量低的样品WC沉积明显,而WC含量高的样品中WC分布较均匀。Ni35复合WC涂层相组成主要为γ-Ni(Cr,Fe)相、γ-(Ni,Fe)基体相,第二相WC,弥散相Cr₃C₂、Cr₇C₃、FeNi₃和W₂C。在焊接电流一定时,随着WC含量增加,堆焊涂层硬度增大; 涂层中WC含量相同时,随着堆焊电流降低,涂层硬度上升。在大焊接电流(210 A)下,随着镍基涂层中WC含量增加,样品磨损量逐渐增大; 在小焊接电流(195 A)下,随着WC含量增加,样品磨损量降低; 当涂层中WC含量相同时,随着堆焊电流降低,样品磨损量降低。     

减摩组元对树脂基闸片摩擦磨损性能的影响

研究了在树脂基摩擦材料中添加固体润滑剂石墨、二硫化钼、焦炭粉,以适当调整其摩擦系数,并改善摩擦磨损性能.结果表明:树脂基摩擦材料中添加石墨可有效降低摩擦系数,大幅度提高复合材料及其摩擦副的耐磨性.树脂基摩擦材料中的二硫化钼在摩擦过程中,发生氧化转变为MoO3,失去了层状结构,因而不能使摩擦系数降低.焦炭粉的加入,也可降低树脂基摩擦材料的摩擦系数.     

“三明治”结构复合材料的超高速撞击行为

紧凑型“三明治”结构复合材料在航空航天领域中具有广泛的应用前景.设计了三种由软/硬材料组合而成的“三明治”结构复合材料,即TiB₂/2024+Al结构复合材料,2D-M40_f/5A06+Al结构复合材料和2D-M40_f+2D-Ti_f/5A06结构复合材料.利用二级轻气炮、光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)等多种手段,系统地研究了这三种“三明治”结构复合材料薄靶在撞击速度为2.5 km/s及粒子直径为0.8~2.0 mm时的抗高速撞击能力、靶板宏观损伤特征,通过破坏特点各异的“三明治”结构复合材料的平均吸能能力评判抗高速撞击能力.结果表明,“三明治”结构复合材料抗高速撞击能力都比对应的单一材料的好,其最大吸能的高低顺序依次为TiB₂/2024+Al结构复合材料>2D-M40_f/5A06+Al结构复合材料>2D-M40_f+2D-Ti_f/5A06结构复合材料.