孔隙率对树脂基摩擦材料的性能研究

通过模压成型工艺制备不同孔隙率的树脂基摩擦材料,研究孔隙率对其力学性能及无润滑条件下摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着孔隙率的增加,摩擦材料内抗剪强度和压缩强度降低,表面粗糙度大幅度增加;不同温度下摩擦材料摩擦因数随孔隙率呈现出不同的变化趋势,低温下摩擦因数随着孔隙率的增加先增大后减小,高温下摩擦因数则是先降低而后增大,而孔隙率对中温摩擦因数影响不明显;孔隙率较低的摩擦材料具有较高且稳定的摩擦因数及低的磨损率。     

碳纤维含量对摩擦材料性能的影响

用D-MS摩擦试验机研究了摩擦材料中碳纤维含量对其摩擦磨损性能的影响。结果表明，碳纤维含量对摩擦材料的摩擦磨损性能影响显著，其摩擦系数和磨损率都随碳纤维含量的增加而减小，推荐碳纤维的含量≤5％。SEM分析表明，其摩擦磨损机理亦与碳纤维含量密切相关。     

复合改性酚醛树脂对制动摩擦材料性能的影响

为了提高酚醛树脂（PF)的耐热性能,采用硼酸、桐油、有机化蛭石对其进行了纳米改性、有机物改性和无机物改性相结合的复合改性。对改性树脂进行FTIR和热重分析。结果表明：采用硼酸、桐油改性PF后硼元素及桐油己经插入PF分子链中,使树脂的耐热性能得到提高,而添加适量的有机蛭石,明显提高PF的耐热性能和耐高温性能,其起始热分解温度比未改性树脂提高了40~50 ℃;复合改性的酚醛树脂能提高摩擦材料在高温下摩擦因数的稳定性,降低磨损率,能有效避免摩擦磨损性能的热衰退。     

含不同类型氧化锌丁腈橡胶的干摩擦行为研究

制备普通氧化锌与纳米氧化锌填充的丁腈橡胶(NBR),分析氧化锌类型对NBR材料特性及物理机械性能的影响。在MPV-600型磨粒磨损试验机上研究氧化锌类型对NBR摩擦磨损性能的影响,采用扫描电镜对磨损表面形貌进行观察,分析其磨损机制。结果表明:与普通氧化锌硫化胶相比,纳米氧化锌可使NBR的拉伸强度、定伸应力进一步提高;加入纳米氧化锌的NBR的最大转矩提高,焦烧时间与正硫化时间都较普通氧化锌的缩短;添加纳米氧化锌的NBR的耐摩擦磨损性能优异,这主要归因于其具有更大的交联密度与较高的体系硬度。添加纳米氧化锌的NBR的磨损机制为磨料磨损和少量的黏着磨损,而添加普通氧化锌的NBR的磨损机制为磨料磨损和严重的黏着磨损。     

树脂含量对湿式纸基摩擦材料性能的影响

就树脂含量对湿式纸基摩擦材料的摩擦磨损性能和表面形貌的影响进行了研究。结果表明:在试验条件下,材料的气孔率随树脂含量的增加而降低,当含量为25％时,材料综合性能较好,气孔率为32．43％,磨损率为1．32×10-8 cm3／J,且摩擦因数的压力稳定性和转速稳定性较高,材料的摩擦力矩曲线较为平稳,未出现明显的“公鸡尾”现象;另外,材料在摩擦前后的表面形貌也较好。     

钢渣粉含量对树脂基摩擦材料物理力学性能和摩擦学性能的影响

采用热压成型的方法制备钢渣粉改性的树脂基摩擦材料,研究不同含量的钢渣粉对树脂基摩擦材料密度、硬度、冲击强度和摩擦磨损性能的影响,并通过扫描电镜观察磨损表面的微观形貌,分析其磨损机制。研究表明：随着钢渣粉含量增加,密度、硬度、冲击强度均呈现逐渐增加的趋势;钢渣能有效地改善树脂基摩擦材料的摩擦磨损性能和提高抗热衰退性能,当钢渣粉质量分数为20%时,能够提高材料的摩擦因数,降低磨损率,且材料综合性能最好;随着钢渣粉质量分数的增加,树脂基摩擦材料的磨损形式以黏着磨损和热磨损为主转变为磨粒磨损和热磨损为主。     

木质素纤维增强摩擦材料的性能研究

制备一种木质素纤维增强摩擦材料,采用冲击试验机和硬度计分析其力学性能,采用摩擦磨损试验机考察其摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪分析其断面形貌及磨损表面形貌,并探讨其磨损机制。结果表明:与钢纤维相比,木质素纤维能够提高摩擦材料的抗冲击韧性和抗断裂韧性,降低摩擦材料的硬度;在摩擦过程中木质素纤维在摩擦材料表面形成一层致密的摩擦层和转移膜,使摩擦材料的摩擦因数比较稳定,且300℃高温时没有出现明显的热衰退现象,磨损量符合国家标准的范围;SEM和X射线衍射分析表明,木质素纤维与基体结合强度高,对摩擦材料增强效果显著,其在高温阶段的主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳磨损。     

玻璃和碳纤维含量对树脂基摩擦材料摩擦学性能的影响

采用腰果壳油改性酚醛树脂为基体,添加不同比例的碳纤维和玻璃纤维,利用热压烧结的方式制成摩擦材料。利用环-块摩擦磨损实验机与高速钢配副研究摩擦材料在不同制动条件下的摩擦学性能。研究结果表明:碳纤维和玻璃纤维的总量一定时,随着玻璃纤维的含量增加,摩擦材料的摩擦因数随之增大;而相应的磨损率先减少后增大;在摩擦过程中,摩擦材料极易在磨损表面形成一层致密的摩擦膜,摩擦膜的产生降低了摩擦材料的摩擦因数和磨损率,且在高速条件下,摩擦膜更容易形成;当玻璃纤维和碳纤维的质量分数分别为8%、9%时,摩擦材料表现出最好的摩擦学性能;玻璃和碳纤维填充摩擦材料的磨损机制主要为黏着磨损。     

铝含量对铜基石墨粉末冶金材料性能的影响

采用冷压-烧结-复压的方法在900℃下制备不同铝含量的铜基石墨复合材料,研究在干、湿2种摩擦条件下铝含量对复合材料摩擦学性能与磨损机制的影响。结果表明:铝含量增加,有利于提高复合材料的硬度和抗弯强度,但复合材料相对密度呈现先增后降的趋势;在干、湿摩擦条件下,较高的铝含量均使得复合材料耐磨性能得到极大提高,这是因为高铝含量的复合材料具有更高的强度,能有效抵抗微凸体犁削,并且能支撑保护更多石墨,避免金属基体与对偶件直接接触;在铜基石墨复合材料中添加铝后材料的强度增大,使剥落磨损和磨粒磨损减弱,氧化磨损逐渐加强,且湿摩擦时因水的作用使氧化磨损更加剧烈。     

新型低树脂基摩擦材料的优化设计及性能研究

为获得制动性能良好、低噪声的摩擦材料配方,采用低树脂设计摩擦材料,并通过正交试验法,对摩擦材料配方进行优化设计。利用定速试验机和压缩试验机等测量摩擦材料的摩擦磨损性能和机械性能,研究配方中各组分对摩擦磨损性能的影响,并利用扫描电镜观察摩擦材料磨损后的表面形貌,以研究其磨损机制。结果表明,鳞片石墨对摩擦因数影响最大,焦炭对磨损率影响最大;树脂含量的变化能改变摩擦材料的磨损机制,树脂含量增加使摩擦材料的磨损机制由疲劳磨损和磨粒磨损转变为单一的磨粒磨损,过量的树脂使得磨损形式转变为黏着磨损和磨粒磨损。树脂含量较高会在摩擦表面形成致密碳化层,摩擦界面形成气垫膜,导致热衰退,而低树脂摩擦材料气孔率较高,摩擦表面光洁,摩擦因数平稳。     

稀土La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含稀土La的铜基摩擦材料,研究稀土元素La的添加量对材料的摩擦磨损性能的影响规律。结果表明,随着La含量增加,材料的硬度增加,抗压强度先增大后减小,同时材料的摩擦因数减小,磨损量先减小后增大。添加La质量分数为1.5%的Cu基摩擦材料的力学性能和摩擦性能最好。稀土元素La对铜基摩擦材料改性作用表现为细化晶粒,改善材料的微观组织结构,增强磨损表面氧化膜的稳定性,产生固溶强化和弥散强化,提高了材料的力学性能和摩擦学性能。     

粉煤灰粒径对树脂基摩擦材料性能的影响

采用热压成型的方法制备不同粒径粉煤灰增强酚醛树脂基摩擦材料,研究掺杂不同粒径粉煤灰后摩擦材料的摩擦因数、磨损率和物理力学性能的变化情况,借助扫描电子显微镜观察摩擦材料的磨损表面微观形貌。研究表明:随着粉煤灰颗粒粒径的减小,填充的摩擦材料密度逐渐增加,硬度、抗弯强度、最大应变均呈现出先减小后增加的趋势;摩擦材料的摩擦因数变得较高且稳定,磨耗较低,当中位径小于等于4.70μm时,粉煤灰增强效果比较好。     

复合矿物纤维增强低树脂基摩擦材料性能研究

以复合矿物纤维为主要增强纤维,采用一次热压成型技术,制备出不同复合矿物纤维含量的低树脂基摩擦材料,利用洛氏硬度计测量其洛氏硬度、定速式摩擦试验机测试其摩擦磨损性能,探究复合矿物纤维含量对低树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响;采用扫描电子显微镜观察磨损表面的微观形貌,进行磨损机制的探讨。结果表明:复合矿物纤维能显著提高低树脂基摩擦材料的摩擦因数,且适当复合矿物纤维含量的低树脂基摩擦材料具有良好的摩擦热稳定性,但在高温试验下,过多的复合矿物纤维会使低树脂基摩擦材料出现严重的热衰退现象;随着复合矿物纤维含量的增多,洛氏硬度硬度先平稳后下降,摩擦因数呈先升后降状态,磨损率先平稳缓慢增加,后剧烈增加。SEM分析表明,在高温试验下,随着复合矿物纤维含量的升高,低树脂基摩擦材料的磨损形式逐渐从黏着磨损和磨粒磨损转化为热分解磨损、脆性脱落和磨粒磨损。     

制动摩擦材料基体树脂的改性研究

采用丁腈橡胶改性酚醛树脂，研究了改性产物的冲击韧度及其摩擦磨损性能。结果表明：橡胶改性酚醛树脂具有强度大且耐温性好的特点，尤其在摩擦磨损性能上比纯酚醛树脂有较大的改善。在该试验条件下，丁腈橡胶含量在8％左右较适宜。     

钼铁合金对铜基摩擦材料性能影响

采用粉末冶金技术制备铜基摩擦材料,利用销盘式摩擦试验机,在摩擦速度为3.1～47.1 m/s的范围内,研究钼铁合金对铜基粉末冶金摩擦材料性能影响。实验结果表明：材料添加钼铁合金,提高了摩擦因数和耐磨性,并且影响程度与摩擦速度有关。低速摩擦时,钼铁合金含量增加,摩擦因数和磨损率变化不大,这是由于钼铁合金剥落的概率相应增加,摩擦表面微凸体的数量没有明显改变;高速摩擦条件下,表面硬质微凸体增加和连续致密的第三体降低表面粗糙度的综合的作用使得摩擦因数变化不大。钼铁合金含量增加,增强基体抗软化能力,降低犁削程度,发挥良好耐磨性。     

混杂纤维含量对汽车制动摩擦材料性能的影响

研究了不同混杂纤维含量对汽车制动摩擦材料性能的影响.结果表明,随着坡缕石纤维和钢纤维含量的增加,摩擦材料的冲击强度均增加;坡缕石含量的变化对磨损率影响不大,Kevlar含量较高时,混杂纤维摩擦材料200 ℃时磨损率增加,250 ℃和350 ℃时磨损率降低;Kevlar纤维随着其含量的增加,混杂纤维摩擦材料高温摩擦性能(250～350 ℃)有所降低.     

润滑脂对膨胀管材料摩擦性能的影响

膨胀管膨胀过程中的摩擦影响到膨胀的难易程度和胀后套管的性能,选择一种合适的润滑介质降低膨胀过程中的摩擦因数对膨胀管技术来说非常重要。使用摩擦模拟实验的方法,研究在二硫化钼锂基脂、铅基润滑脂和没有润滑脂的3种条件下普通N80膨胀管材料的摩擦性能,使用扫描电子显微镜对不同载荷下试样的磨损表面进行分析,并讨论不同润滑条件下的磨损机制。结果表明,润滑脂的加入可以显著降低膨胀过程中膨胀管材料的摩擦因数和磨损量,磨损机制也从原来的磨粒磨损变成黏着磨损,铅基润滑脂由于摩擦因数更低具有最好的润滑效果,可以显著提高膨胀管材料在膨胀过程中的耐磨性能。     

B_4C含量对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响

为了提高和稳定铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦因数和耐磨性,以B_4C为摩擦组元,采用粉末冶金方法制备铜基摩擦材料,研究B_4C的添加量对材料的摩擦磨损性能的影响规律。结果表明:随着B_4C质量分数增加,铜基摩擦材料的密度降低,硬度增加;B_4C颗粒能提高铜基摩擦材料的摩擦因数,同时随着B_4C质量分数的增加,铜基摩擦材料的磨损量先减小后增大,B_4C质量分数为6%时材料的耐磨性能最好;B_4C颗粒的强化作用提高材料的变形抗力,烧结材料的硬度得到明显提高;B_4C颗粒在摩擦过程中起到抵抗对磨偶件的表面犁削作用,提高了材料的耐磨性。     

K离子对丁腈橡胶在含砂介质中摩擦磨损行为的影响

利用自行设计的往复式磨损试验机研究丁腈橡胶在含砂KCl溶液和蒸馏水2种介质中的摩擦磨损行为,并利用场发射扫描电镜对橡胶磨痕的表面形貌及元素含量进行分析。结果表明：在2种介质中,随着载荷的增加,丁腈橡胶的摩擦因数降低而磨损量增加,但在含砂的KCl溶液介质中摩擦因数和磨损量的变化程度均高于在含砂蒸馏水介质中。丁腈橡胶在含砂KCl溶液的磨损机制为腐蚀磨损以及磨粒滑动侵蚀,在含砂蒸馏水中的磨损机制为湿磨粒磨损。K+使得丁腈橡胶表层及亚表层分子链更容易断裂,进而生成了分子量和分散性都低的产物和小分子单体,以及新的支联网状结构。     

砂粒尺寸对丁腈橡胶在原油介质中摩擦磨损行为的影响

利用往复式磨损试验机研究丁腈橡胶在含不同尺寸的尖形和圆形砂粒原油介质中的摩擦磨损行为,并利用体式显微镜和场发射扫描电镜分析橡胶磨痕的表面形貌及检测表面元素含量。结果表明:随砂粒尺寸的增加,丁腈橡胶在含砂原油介质中的摩擦因数和磨损量均逐渐增加,而随着载荷的增加,摩擦因数降低,磨损量增加;在相同载荷和砂粒尺寸下,尖形砂粒存在时的摩擦因数和磨损量都大于圆形砂粒;在小载荷条件下,不同尺寸砂粒的运动方式都以滚动为主,在大载荷情况下,当尖形砂粒尺寸增大到1 mm时,砂粒在材料表面的运动方式以滑动为主;砂粒尺寸以及载荷的增加,均加大了对分子链的破坏,从而使得磨痕表面C元素相对含量降低。