铁基粉末冶金刹车材料烧结压力的研究

采用粉末冶金法,制备了铁基粉末冶金航空刹车材料,借助光学显微镜、硬度仪及摩擦磨损试验机等仪器研究了烧结压力对该材料组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响.结果表明:当烧结压力由1.6 MPa增至2.2 MPa时,材料在塑性变形过程中将产生晶格畸变能,使得作用在材料上的压力有所降低,同时,材料屈服极限的存在也将会消耗一部分应力,原子扩散速度缓慢提高;烧结压力提高到2.8 MPa时,原子扩散过程加快,作用在材料上的应力大大地超过材料的屈服极限,进而发生塑性变形,有效地消除了材料内部的孔隙,显著提高了材料的致密化,同时,材料力学性能和摩擦磨损性能提高;继续提高烧结压力至3.2 MPa,材料密度和硬度略有降低,摩擦磨损性能变化不显著,说明烧结压力为2.8 MPa足以保证材料具有优良的综合性能.     

铁基粉末冶金刹车材料加压烧结冷却水流量研究

对于铁基粉末冶金刹车材料而言,加压烧结冷却过程中冷却水流量是保证材料获得优良综合性能的关键参数之一.通过粉末冶金方法制备了铁基刹车材料,研究了空冷和不同水流量(12 L/s、27 L/s、40 L/s)条件下,材料组织、力学性能及摩擦磨损性能的变化规律.通过光学显微镜和扫描电镜分析了材料性能变化规律的形成原因.结果表明:冷却水流量与冷却时间及冷却速度并不是简单的正比例关系,当冷却水流量为27 L/s时,冷却所用时间最短,材料冷却速度最大,材料组织以片状珠光体和粒状珠光体为主,其它条件下材料的组织主要为片状珠光体,但材料力学性能随冷却水流量变化不显著,同时,当冷却速度为27 L/s和40 L/s时,材料具有最大的密度;摩擦因数比较稳定,材料表面形成了完整的氧化膜,磨损量最小.     

含碳量及硫化处理对铁基粉末冶金材料摩擦磨损性能的影响

在HDM-10型端面摩擦磨损试验机上分别进行恒定载荷与变动载荷摩擦磨损试验，考察了含碳量及硫化处理对铁基粉末冶金材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：铁基粉末冶金材料中碳的质量分数选择0．6％～0．8％为宜，其组织为珠光体加少量铁素体。综合摩擦学性能最佳；硫化处理后，材料摩擦学性能获得改善，承载能力明显提高。     

烧结压力对铜基粉末冶金航空刹车材料的影响

通过粉末冶金的方法制备了铜基粉末冶金摩擦材料,研究了烧结压力（0．5,1．5,2．5,3．5,4．5 MPa）对材料显微组织、致密化的影响以及由此引起的材料摩擦磨损性能和行为的改变。结果表明,烧结压力由0．5MPa增加到1．5MPa,材料孔隙度显著减少,材料的摩擦因数明显减小,同时,磨损性能得到显著改善;烧结压力由1．5NPa提高到2．5MPa,材料孔隙度进一步降低,但降幅较小,材料磨损性能稍有提高;烧结压力达到2．5MPa以后,继续提高烧结压力对材料的致密化程度以及摩擦磨损性能影响不大。通过对材料进行组织观察和理论分析,阐述了烧结压力对铜基粉末冶金航空刹车材料影响规律的形成原因。     

Fe—Cu—C—WC烧结合金摩擦磨损性能研究

研究了在Ｆｅ－Ｃｕ－Ｃ基体中分布ＷＣ硬质粒子对烧结合金力学性能、摩擦磨损性能的影响。     

烧结温度对Ti3SiC2材料干摩擦磨损性能的影响

采用环盘摩擦磨损试验机研究了烧结温度对反应烧结Ti3SiC2材料的干摩擦磨损性能的影响。结果表明:随烧结温度的提高,Ti3SiC2材料的摩擦因数先增加后降低,1250℃烧结时摩擦因数最大,而磨损量则降低,在1400℃烧结时稍有增加。通过XRD、SEM和EDS分析了不同温度烧结的Ti3SiC2的相组成及对摩擦磨损性能的影响,探讨了摩擦磨损机制。     

铬对铜基粉末冶金材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金工艺制备铜铬基粉末冶金摩擦材料,在制动压力0.5～0.76 MPa、制动速度1000～3000 r/min范围内,探讨干、湿2种状态下铬对材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,随铬含量增加,材料的摩擦因数和磨损量降低,且随制动压力增加,摩擦因数降低;在低摩擦速度时,湿摩擦因数低于干摩擦,高速时则相反。铬降低了材料的摩擦因数和磨损量的原因在于铬增加了材料的硬度而起到了降低摩擦面的损伤程度和表面粗糙度的作用。在较低的摩擦速度条件下,由于水分的润滑作用充分,导致摩擦因数降低,在高速摩擦条件下,水分冷却作用明显,导致表面微凸体间的啮合强度增加而使摩擦因数高于干摩擦。     

CeO2添加量对铁基粉末冶金材料表面渗硼层组织与摩擦磨损性能的影响

在渗硼剂中添加CeO₂,采用固体粉末渗硼法对Fe-2%Cu-0.4%C铁基粉末冶金材料进行950℃×5 h渗硼处理,研究了CeO₂添加量(0,2%,4%,质量分数)对渗硼层显微组织和摩擦磨损性能的影响。结果表明：不同CeO₂添加量下的渗硼层均形成单一Fe₂B相;随着CeO₂添加量的增加,渗硼层的表面粗糙度增大,厚度、硬度及耐磨性能呈先增大后减小趋势;当CeO₂添加质量分数为2%时,渗硼层的厚度和硬度均最大,分别约为144μm和58.0 HRC,此时渗硼层的表面完整性相对较好,磨损量最小,约为0.008 g,耐磨性能最佳。     

烧结工艺对铜基粉末冶金摩擦材料的影响

采用粉末冶金的方法烧结铜基摩擦材料,研究烧结温度、烧结压力、保温时间和成型压力对摩擦材料性能的影响。结果表明：随着烧结温度的升高,材料的密度、强度和硬度都降低,孔隙度增大;随着烧结压力的增大,硬度先增大后减小,压力达到20 MPa 时,硬度最大;随着保温时间的延长,抗压强度增大;随着成型压力的增大,抗压强度先增大后较小,成型压力为42 MPa 时,抗压强度最大。当材料的物理力学性能处于最佳范围时,材料的摩擦因数才达到最大,物理力学性能过高或过低都不利于摩擦因数的提高;对偶磨损量主要取决于摩擦材料的摩擦因数,随着摩擦因数的增大而增大。     

不同晶型SiC_p对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用加压烧结法制备含有不同晶型SiCp的铜基粉末冶金摩擦材料,研究不同晶型SiCp对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:不同晶型SiCp对铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦磨损性能的影响不同。摩擦材料的摩擦因数随着β-SiCp加入量的增加而升高,当β-SiCp的质量分数超过6%时,在摩擦过程中材料和对偶发生严重磨损;α-SiCp含量对铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦磨损性能影响不显著;当SiC颗粒的质量分数为2%~6%时,β-SiCp相比α-SiCp更适合作为摩擦组元用于铜基粉末冶金摩擦材料中。     

铜基粉末冶金刹车闸片磨损形貌演变研究

采用多功能销-盘摩擦磨损试验机，开展铜基粉末冶金/Q235-B摩擦副的摩擦磨损试验，在载流和无载流的工况下，研究接触压力(0.4、0.7、1.0和1.3 MPa)对铜基粉末冶金材料闸片磨损表面形貌的影响。结果表明：在无载流工况下，随着接触压力的增大，摩擦因数和磨损率均缓慢上升，试样表面损伤加剧，粗糙度升高，主要的损伤机制为磨粒磨损和剥层；在载流工况下，0.4 MPa时的摩擦因数和磨损率最大，损伤最严重，粗糙度最高，当接触压力增大到0.7 MPa后，表面形貌损伤的变化趋势与无载流工况一致，磨损机制在磨粒磨损和剥层的基础上增加了电弧烧蚀；载流工况下材料表面的粗糙度普遍高于无载流工况下，表面损伤更为严重。     

采用喷撒工艺制备铁基粉末冶金摩擦材料

研究了喷撒工艺在45钢基体上制备铁基粉末冶金摩擦材料的压制、烧结工艺,分析了工艺参数对铁基粉末冶金摩擦材料性能的影响,对摩擦层与钢板结合强度进行了重点分析.结果表明:试验条件下的最佳生产工艺的预烧结温度1 050℃,保温时间2 h,压制压力500 MPa,终烧结温度1 030℃,保温时间2 h,在此条件下,试样具有较高的硬度、适宜的密度及良好的结合强度.     

烧结温度对316不锈钢粉末冶金烧结体组织和性能的影响

采用真空烧结法制备了316奥氏体不锈钢粉末冶金烧结体,研究了烧结温度对其显微组织和力学性能的影响,并对其拉伸断口形貌进行了分析.结果表明:随着烧结温度的提高,烧结体组织晶粒不断粗化,孔隙减少、尺寸降低;烧结体的相对密度、抗拉强度、屈服强度、伸长率等均提高,但当温度升到1 340℃以后提高并不明显,并有缓慢降低的趋势;最...     

Effect of Matrix Alloying of Fe on Friction and Wear Properties of Cu-Based Brake Pad Materials

Abstract

Argon-gas-atomized Cu–Fe prealloyed powder was used to prepare Cu-based composites, and the effect of matrix alloying of Fe on microstructure and friction and wear properties of the brake pad material was systematically investigated on an MS3000 friction and wear tester. The results indicate that matrix alloying of Fe induces the precipitation of a uniformly distributed iron-rich phase at the interior of grains, the segregation of the iron-rich phase along SiO₂–matrix interface, and the formation of pearlite in the vicinity of the graphite–matrix interface, which favors the strengthening of copper matrix, improves interfacial bonding, and protects the third body. The prealloyed sample exhibits relatively high friction coefficient and enhanced friction stability, as well as reduced wear loss when the braking speed is lower than 200?km/h. At higher braking speed (>200?km/h), the breakage of the iron-rich phase leads to an unstable friction coefficient and high wear loss.     

铜基粉末冶金载流摩擦磨损微观形貌分析

对铜基粉末冶金材料进行载流摩擦磨损实验,对磨损后的微观组织进行了观察与分析.结果表明,铜基粉末冶金材料在载流条件下,销试样表面不断发生氧化,电流为40和60 A时,摩擦表面覆盖着一层Fe的氧化物;电流为80和100 A时试样由于表面温度更高,形成Cu的氧化物.产生氧化物的不同,电弧产生烧损的严重程度不同,是导致不同电流下磨损机制不同、磨损率相差大的原因.电流较大时电烧蚀严重,加快了磨损进程.     

铁基粉末冶金材料的高速干切削试验研究

用陶瓷刀具、涂层刀具和硬质合金刀具进行了铁基粉末冶金零件的干切削对比试验,研究了切削速度、切削深度以及进给速度与刀具耐用度和加工表面粗糙度的关系,分析了陶瓷刀具的磨损机理。结果表明所选用陶瓷刀具的切削性能明显优于涂层刀具和硬质合金刀具;陶瓷刀具前刀面主要磨损形式为月牙洼磨损与剥落,后刀面的主要磨损原因为磨粒磨损;认为陶瓷刀具更适合用于粉末冶金零件的切削加工。