低压力高力矩粉末冶金摩擦材料的研制

为了使摩擦材料在低制动压力下产生高力矩,在选定金属基体的前提下,研究了作为润滑组元的天然鳞片状石墨和人造粒状石墨以及作为摩擦组元的SiO2、Al2O3(刚玉粉)对材料摩擦性能的影响,结果表明:当润滑组元总量一定时,以部分人造粒状石墨取代天然鳞片状石墨可提高摩擦因数15%~20%;当摩擦组元总量一定,选用SiO2、Al2O3的复合摩擦剂的材料比仅采用SiO2的材料可提高摩擦因数45%~50%,比仅采用Al2O3的材料提高20%~25%,同时,摩擦因数稳定度也得到改善。在使用工况下,制动压力为0.25 MPa时,W-0号试样产生的力矩大于24 N.m,其它各项性能均令用户满意。     

石墨类型对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金方法制备了分别以鳞片石墨、球形石墨、焦炭、人造石墨和隐晶石墨为润滑组元的铜基摩擦材料,使用MM3000摩擦磨损试验机测试了摩擦磨损和制动性能。结果表明：在3 000～7 000 r/min的转速下,含人造石墨铜基摩擦材料的平均摩擦因数最高,但磨损量大;含焦炭铜基摩擦材料的摩擦因数次之,但磨损量最小,优于含鳞片石墨铜基摩擦材料。在7 000 r/min转速制动条件下,含人造石墨铜基摩擦材料的瞬时摩擦因数最高,制动时间最短,但摩擦材料表面温升最大;含焦炭铜基摩擦材料的瞬时摩擦因数和制动时间次之,但摩擦材料表面温升最小,且整体性能优于常用的含鳞片石墨铜基摩擦材料。因此,相比而言,以焦炭作为润滑组元的铜基摩擦材料具有最佳的摩擦磨损和制动性能。     

粉末冶金制备碳纤维增强铁-铜基摩擦材料的组织与性能

以铁-铜为主组元,以石墨和MoS2为润滑组元,以Al2O3、SiC、锆英砂为摩擦组元,并添加不同质量分数的碳纤维,将原料混合均匀后经600 MPa冷压成形,然后在氢气气氛下热压烧结2 h(980℃,2~3 MPa),制备得到碳纤维增强铁-铜基摩擦材料,并对其硬度、相对密度、显微组织、摩擦磨损性能进行研究。结果表明:铁-铜基体上均匀分布着耐磨的陶瓷相及润滑组元,铁-铜基体有部分固溶,碳纤维掩埋在基体和摩擦组元间。当碳纤维质量分数为2%~4%时,所制备的摩擦材料硬度为HV 102.2~118.6,相对密度为90.4%~92.6%,摩擦系数为0.56~0.60,磨损失重量最小。该摩擦材料的磨损主要为磨粒磨损,伴随少量粘着磨损。碳纤维可以强化基体,钉扎摩擦组元,在摩擦磨损过程中隔断犁沟,降低材料磨损。     

Al_2O_3含量对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金方法制备铜基摩擦材料,研究Al_2O_3的添加量对材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明:Al_2O_3对材料摩擦磨损性能的影响与摩擦速度密切相关;随着Al_2O_3含量增加,材料的摩擦因数提高,密度降低,硬度增加,磨损量先减小后增大,Al_2O_3质量分数为9%时,复合材料的摩擦因数较高且稳定,磨损量最小。不含Al2O3的材料摩擦表面出现大量凹坑,磨损严重,随着Al_2O_3含量提高,凹坑数量减少,弥散分布的Al_2O_3粒子能强化基体表面强度,从而导致材料磨损量降低。     

SiO2/ZrO2复合陶瓷组元对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

在粉末冶金铜基摩擦材料中添加6%(质量分数)的SiO2/ZrO2复合陶瓷组元,研究SiO₂和ZrO₂的质量分数对摩擦材料摩擦磨损性能的影响,并分析其机理。结果表明:随w(SiO₂)/w(ZrO₂)比值减小,铜基摩擦材料的密度和硬度增大。高速制动时,摩擦材料的摩擦因数和摩擦稳定因数较小。SiO₂可有效提高摩擦因数,ZrO₂可降低摩擦副的磨损率。当w(SiO₂)/w(ZrO₂)为2/4时,摩擦材料具有较好的摩擦磨损性能,高速制动下平均摩擦因数为0.326,摩擦稳定因素处于较高水平,为0.71,对偶数材料损伤在可接受范围内。SiO₂较易脱落而形成磨粒,ZrO₂与基体界面结合状态较好,所以随SiO₂含量减少,主要磨损机制从磨粒磨损转变为黏着磨损和磨粒磨损,最后转变为剥层磨损。     

孔隙度对湿式铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用不同的压制压力制备湿式铜基粉末冶金摩擦材料,借助扫描电镜及摩擦磨损试验机研究材料的孔隙度对其组织和摩擦磨损性能的影响。结果表明:当孔隙度小于25%时,高孔隙度材料具有更高且更加稳定的摩擦因数,当孔隙度超过25%时,摩擦性能不稳定;磨损量随孔隙度减小先减小后增大。对此湿式铜基摩擦材料,20%为其最佳的孔隙度,此时材料具有最佳的摩擦磨损性能。     

Fe含量及摩擦组元对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

以电解Cu粉、还原Fe粉、石墨等为主要原料,采用粉末冶金加压烧结工艺制备了Cu基粉末冶金摩擦材料,研究了Fe含量及SiO2、Al2O3、SiC等摩擦组元对烧结合金的显微组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:Fe主要影响摩擦材料的力学性能,随Fe含量的增加,摩擦材料的硬度、抗压强度和抗弯强度显著提高,Fe含量为15%(质量分数,下同)时具有高摩擦系数、较低磨损量和稳定的摩擦过程;添加摩擦组元SiC后的材料强度最高、摩擦系数最大、磨损量最小,但增加了对偶材料的磨损,加SiO2后材料摩擦系数最小、磨损量最大,Al2O3所起作用介于二者之间。     

α-SiC的粒度对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

选取粒度为1μm和10μm的立方型6Hα-SiC陶瓷颗粒,制备含碳化硅陶瓷颗粒的铜基粉末冶金摩擦材料。通过扫描电镜(SEM)观察分析该材料的摩擦表面和亚表面的显微组织形貌,研究α-SiC粒度对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:α-SiC陶瓷颗粒的加入可显著降低铜基摩擦材料的磨损,并能有效抑制材料缺陷源处微裂纹的萌生和扩展。SiC陶瓷颗粒的粒度对铜基摩擦材料机械混合层的形貌和抵抗摩擦过程中剪切变形的能力有显著影响,10μmα-SiC陶瓷颗粒能有效强化基体,显微硬度较不含α-SiC的材料提高1倍以上,表现出较优异的摩擦磨损性能,摩擦因数和摩擦因数稳定性最高,分别为0.31和0.58,磨损量最小。     

添加ZrO2对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金方法制备了高速列车用铜基摩擦材料,研究了添加ZrO2的量对材料的摩擦因数、磨损量的影响规律。结果表明:在添加ZrO2的材料中,含5%(质量分数,下同)ZrO2的材料摩擦因数较高,磨损量也较大;添加8%ZrO2的材料在高速下的摩擦因数较高,磨损率较小且变化平稳。材料的磨损在较低的速度下以粘着磨损为主;随着速度的上升,磨损也逐渐变成以剥层脱落和氧化磨损的混合机制为主。     

膨胀蛭石对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金法制备膨胀蛭石含量(质量分数,下同)分别为0.1%,2%和4%的铜基摩擦材料,利用MM-1000摩擦试验机测定该材料的摩擦磨损性能,并研究膨胀蛭石对磨损机理的影响。结果表明:加入1%膨胀蛭石时,铜基摩擦材料的摩擦因数提高,但随蛭石含量继续增加而逐渐降低。低转速下,加入膨胀蛭石的材料磨损率显著降低,磨损率受蛭石含量的影响较小;在中高转速下,随蛭石含量从1%增加到4%,材料的磨损率逐渐增大。加入膨胀蛭石后材料表面的摩擦膜更光滑,没有出现易疲劳磨损的亚表面。在低转速条件下,含膨胀蛭石的铜基摩擦材料的磨损机制以粘着磨损为主,在中高速条件下,其磨损机制转变为粘着磨损、犁削磨损和疲劳磨损的复合磨损机制。     

摩擦组元对粉末冶金摩擦材料摩擦性能的影响

实验研究了不同种类摩擦组元对粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明摩擦组元的显微硬度对摩擦因数和摩擦因数稳定度影响显著。随着摩擦组元显微硬度的提高，摩擦材料的耐磨性提高，而对偶材料的磨损量增大；摩擦材料的表观硬度主要取决于基体组元，摩擦组元的显微硬度对其影响不人。单独依靠一种摩擦组元不能使摩擦材料取得较佳的摩擦性能，综合使用几种摩擦组元，才能得到满意的效果。     

一种高性能烧结摩擦材料摩擦剂的选择

研究了SiO_2,SiC,B_4C对金属基烧结摩擦材料物理机械性能,特别是摩擦磨损性能的影响。结果表明,同时添加SiO_2,SiC,B_4C作摩擦剂的材料比单独添加SiO_2或SiC,或同时添加SiO_2和SiC的材料综合性能优良。     

基于神经网络的树脂基摩擦材料摩擦因数的预测模型

为了预测不同成分的树脂基摩擦材料的摩擦性能，建立了摩擦材料成分与摩擦因数之间的人工神经网络（ANN）预测模型。用收集到的30种不同组分的摩擦材料在100℃时的摩擦因数数据作为训练样本对网络进行训练，然后进行拟合，结果表明，网络拟合值与实验数据吻合很好。最后利用该模型对不同成分的4种摩擦材料进行摩擦因数的预测，并研究单一成分对树脂基摩擦材料因数的影响。结果表明，预测值与实测数据基本相符，100℃时预测的摩擦因数最小值μmin.p。与实验中实测的摩擦因数最小值μmin.m的相对误差小于13％，相应的摩擦因数最大值μmin.p与μmin.m的相对误差小于9％。     

钛酸钾晶须对无石棉有机摩擦材料性能的影响

钛酸钾晶须是无石棉有机(NAO)摩擦材料中一种新兴的增强材料.该文作者以一种成熟的NAO配方为基础,采用粉末冶金法制备钛酸钾晶须增强的NAO摩擦材料,研究晶须含量(质量分数,%)对材料可压缩性和摩擦磨损性能的影响.结果表明:随着钛酸钾品须含量增加,一方面引起材料孔隙度增大,导致材料的冷压缩变形量增大,另一方面通过降低材料的热膨胀率来降低材料热压缩变形率;钛酸钾晶须对摩擦材料的低温摩擦性能影响较小,但具有稳定高温摩擦因数和提升抗热衰退性的作用,适量钛酸钾晶须的加入可以降低材料的高温磨损率.钛酸钾晶须的最佳含量为8%～12%.     

沙尘环境下含玻璃微珠铜基摩擦材料的摩擦磨损性能

利用MM-1000摩擦实验机,分别在沙尘环境与干摩擦情况下,研究不同玻璃微珠含量(质量分数)铜基摩擦材料的摩擦磨损性能。结果表明:在摩擦过程中,玻璃微珠含量通过影响摩擦膜的形成而影响材料的摩擦磨损性能;在沙尘环境下,沙尘破坏材料表面摩擦膜致使材料的摩擦因数高于干摩擦情况下的摩擦因数,且材料的制动稳定性较差,线性磨损量随着玻璃微珠含量增加而增加;综合不同环境下的摩擦实验结果表明,含6%玻璃微珠的材料具有良好的摩擦学性能;添加2%和4%玻璃微珠材料的磨损机制主要为磨粒磨损与剥层磨损,但添加6%和8%玻璃微珠的材料以粘着磨损和磨粒磨损为主要磨损机制。     

钢纤维与硅氧铝陶瓷纤维对树脂基摩擦材料性能的影响

钢纤维和陶瓷纤维由于各自的特性在摩擦材料行业中成为非常重要的非石棉纤维.采用粉末冶金法制备纤维增强树脂基摩擦材料,对比研究以钢纤维和硅氧铝陶瓷纤维作为增强材料对树脂基摩擦材料摩擦和磨损性能的影响.结果表明,硅氧铝陶瓷纤维和钢纤维对材料摩擦因数和磨损率的影响均较复杂;钢纤维的添加量(质量百分数)为20%-25%、硅氧铝陶...     

粘着理论在粉末冶金摩擦材料中的应用

根据摩擦粘着理论公式,计算出粉末冶金摩擦材料的摩擦因数与工作条件下测出的摩擦因数接近,因此粉末冶金摩擦材料在摩擦过程中,同样可用粘着理论来解释。     

烧结厂单辊破碎机离合器的设计及应用

单辊破碎机有多种方式的过载保护装置,摩擦离合器这种过载保护装置具有结构简单、尺寸小、重量轻、操纵方便等特点.本文介绍了摩擦离合器在单辊破碎机上实际使用的结构和工作原理,建立了其主要设计参数的数学表达式,并作了适当的实例计算.改造后,这种过载保护装置运行平稳、可靠,取得了预期的效果.