钢纤维和氧化铁粉含量对半金属摩擦材料摩擦磨损性能的影响

半金属摩擦材料中的钢纤维、氧化铁粉是重要的增强组分和调节剂。研究钢纤维含量和氧化铁粉含量对半金属摩擦材料摩擦磨损性能的影响,以获得较佳的配比。研究结果表明:随钢纤维含量增加,摩擦因数增加,且摩擦因数的稳定性和抗热衰退能力提高;但随钢纤维含量的增加,磨损率也随之增加;当钢纤维质量分数为20%时,摩擦材料的摩擦因数较平稳,350℃时几乎没有明显的热衰退,磨损率也较低。氧化铁粉的含量对摩擦因数影响不大,但可改善摩擦材料的自润滑性和抗高温热衰退性;但过多的氧化铁粉含量,导致磨损率增大,特别是高温时更为明显,从摩擦因数的稳定性与磨损率两方面综合考虑,氧化铁粉质量分数为5%时摩擦材料具有较好的摩擦磨损性能。     

制动摩擦材料中的钢纤维摩擦磨损特性分析

通过模拟汽车制动过程,针对半金属摩擦材料中的钢纤维的摩擦磨损特性进行了研究.研究表明:钢纤维的磨损主要以氧化磨损、粘着磨损和磨料磨损为主.通过对参与摩擦的钢纤维表面以及部分磨屑形貌特征和表面成分的分析表明:表面Fe(钢纤维)很容易被氧化.在摩擦力和摩擦热的反复作用下,氧化层的厚度增大,强度降低,硬而脆的氧化铁易脱落并呈鳞片状.摩擦表面存在着大量的微粉再加上润滑材料的涂抹,以及摩擦高温形成的氧化层都影响了钢纤维与金属盘表面粘着的产生.同时,在接触表面存在的大量微粉颗粒包括氧化铁和部分硬的磨料,很容易在钢纤维表面产生磨料磨损.     

石墨填充聚醚酰亚胺摩擦学性能分析

在M-200摩擦试验机上进行不同含量石墨填充PEI基复合材料的摩擦磨损试验,利用扫描电子显微镜分析了断口和磨损表面的显微结构,并分析了磨损机制。考察了表面硬度随含量填充量的变化规律。试验结果表明:石墨在复合材料基体中呈片状结构,磨损过程中易形成转移膜,从而改善了摩擦磨损情况,其中填充质量分数10%石墨的PEI基复合材料摩擦因数最低,填充30%石墨的复合材料磨损率最低,材料表面硬度随着填充石墨含量的增加而降低,石墨填充量在5%～30%之间表面硬度下降平缓,当填充量超过30%时,材料表面硬度下降剧烈。     

钢/铜混杂纤维增强摩擦材料摩擦学性能研究

以丁腈橡胶改性酚醛树脂为树脂基体,钢纤维-铜纤维混杂纤维作为变量,经热压烧结制备一种摩擦材料,在干摩擦条件下通过摩擦磨损试验机考察其摩擦学性能,并用扫描电镜(SEM)对摩擦材料的表面磨损微观形貌进行观察分析,以研究钢/铜纤维混杂对摩擦材料摩擦学性能的影响。实验表明:随滑动速率的增大,材料的摩擦系数、磨损率呈现减小趋势;轻载时,材料的摩擦系数、磨损率较高,重载时,摩擦系数、磨损率则相对较低。摩擦过程中,添加钢/铜混杂纤维的材料磨损形式为塑性变形和磨粒磨损;未添加混杂纤维的材料磨损形式主要为粘着磨损。由此可见,钢/铜混杂纤维的加入可以有效提高材料的摩擦系数,降低其磨损率,明显改善材料的摩擦学性能。     

SACF纤维改性半金属摩擦材料的力学及摩擦学性能研究

通过热压的方法制备出3种不同含量萨凯夫纤维(SACF)的半金属摩擦材料,通过压缩、冲击和摩擦磨损实验,分析了不同SACF纤维含量对制备的摩擦材料的机械和摩擦学性能的影响.结果表明:含质量分数10%SACF的半金属摩擦材料具有高的力学性能、稳定的高温摩擦因数和最低的磨损率;含5%SACF的半金属摩擦材料的磨损机制主要表现为磨粒磨损,而含10%SACF的半金属摩擦材料则以疲劳磨损为主.     

氧化镧改性树脂基复合材料摩擦学性能研究

为克服树脂基制动材料易产生热衰退而失效的问题,在热压成型的树脂基制动摩擦材料加入氧化镧进行改性。通过正交试验方差分析获得摩擦学性能较优的配方,通过X-DM摩擦试验、磨损表面形貌分析等手段探讨氧化镧对材料在不同温度下的摩擦学性能的影响,并探讨其摩擦磨损机制。结果表明:摩擦材料配方组分及质量分数分别为氧化镧21. 6%、酚醛树脂12. 9%、硅酸铝纤维12. 9%、竹纤维2. 6%,其他填料50%时可获得较优的摩擦磨损性能;加入适量的氧化镧不仅能够稳定低温、高温摩擦因数,还能降低磨损率,减少热衰退的产生;在树脂基制动摩擦材料中加入适量的氧化镧后,其磨损形式由磨粒磨损为主转变为黏着磨损为主,且磨损表面出现大面积连续的摩擦膜。     

Fe52Cr15Mo26C3B1Y3非晶金属含量对酚醛树脂基摩擦材料性能的影响

以Fe基非晶金属代替传统的润滑组元,采用热压成型法制备Fe₅₂Cr₁₅Mo₂₆C₃B₁Y₃/酚醛树脂摩擦材料,探究不同含量的非晶金属对摩擦材料性能的影响;利用SEM对摩擦材料磨损面进行观测,分析不同含量非晶金属对摩擦材料磨损机制的影响。结果表明:添加非晶金属后摩擦材料硬度得到提升,其中非晶金属质量分数为30%～40%的试样硬度在67.6HRB和73.6HRB之间,为摩擦材料合适的硬度范围;随非晶金属质量分数的增加,材料的体积磨损率逐渐降低,平均摩擦因数呈先减小后增加的趋势,当非晶金属质量分数40%时试样的摩擦因数最小;随着非晶金属含量的增加,材料的磨损机制由接触疲劳磨损逐渐转变为磨粒磨损为主,并伴随着轻微接触疲劳磨损的混合机制。     

金属磨损自修复技术的发展及应用

概述了金属磨损自修复技术在国内外的发展以及在工业领域中的应用,并指出该技术的应用仍存在许多问题需要解决。对ART的形成机理进行分析,该技术的核心是利用金属摩擦表面的力化学反应条件,将特殊组分的微纳米粉体材料转移到金属表面,并将其改性为类金属陶瓷保护层,ART技术是一种全新的金属摩擦磨损表面改性技术。     

GCr15表面涂层与织构复合摩擦改性方法研究

研究了表面涂层-织构复合改性对GCr15材料零件高速运转条件下摩擦磨损性能的影响及其减摩机理。首先在GCr15表面热喷涂厚度约30μm的巴氏合金涂层,然后采用皮秒光纤激光器在涂层表面加工凹坑织构。采用球-盘摩擦磨损试验机对改性表面进行摩擦学测试,球试样和盘试样基体材料同为GCr15。研究发现,复合改性处理后GCr15盘试样表面微织构的毛刺硬度有所降低,与未经过复合改性处理的试件相比,复合改性表面的平均摩擦系数与体积磨损率明显降低;磨损检测结果显示复合改性表面试样产生的磨粒明显减少,磨损区域边界的塑性流动与磨粒磨损情况得到显著改善。GCr15材料表面经过复合改性处理后,织构加工质量和颗粒捕捉能力有了明显提高,从而使复合改性表面的摩擦学性能得到增强。     

纳米ZrO2改性热塑性聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能

采用热模压工艺制备了纳米ZrO2改性热塑性聚酰亚胺(PI)纳米复合材料,考察了复合材料的力学性能、在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜观察了冲击断面和磨损表面形貌.结果表明:纳米ZrO2在低含量下对PI复合材料的力学性能影响不大,随着其含量的增大,材料的弯曲性能下降,刚性增大.在干摩擦条件下,较低的纳米颗粒含量有助于转移膜的形成,从而降低材料的摩擦因数及磨损率.纳米ZrO2体积分数为1%时,材料的摩擦磨损性能较纯PI分别下降了50%和15%;在油润滑条件下,润滑油的流动性有助于纳米颗粒分布到整个摩擦界面,PI复合材料的摩擦因数及磨损率有明显降低,此时磨损机制以疲劳磨损为主.     

钢纤维和莫来石纤维增强陶瓷基摩擦材料的性能研究

采用热压烧结法制备出钢纤维和莫来石纤维增强陶瓷基摩擦材料,对比分析钢纤维、钢纤维和莫来石纤维的混杂纤维以及莫来石纤维增强陶瓷基摩擦材料的机械性能和摩擦磨损特性。利用扫描电子显微镜(SEM)观察不同温度下的磨损表面和磨屑形貌,并研究其磨损机制。研究结果表明,钢纤维和莫来石陶瓷混杂纤维增强的陶瓷基摩擦材料具有较高的机械强度以及良好的摩擦稳定性和耐磨性能,以莫来石纤维增强的陶瓷基摩擦材料,摩擦因数表现出严重的热衰退,且具有低的耐磨损性能。SEM分析表明,在从低温到高温的摩擦过程中,钢纤维和莫来石陶瓷混杂纤维增强的陶瓷基摩擦材料的磨损形式主要由黏着磨损转化为黏着磨损与磨粒磨损的复合磨损形式,而以莫来石纤维增强的陶瓷基摩擦材料,其磨损形式以磨粒磨损为主。     

纤维增强树脂基摩阻材料的摩擦学研究进展

综述了纤维增强树脂基摩阻材料的研究和发展，主要分析了树脂基体、增强纤维和填料以及温度和PV值对摩阻材料摩擦学性能的影响及作用机理，简述了摩阻材料磨损机理的研究现状和主要磨损类型。并提出了今后研究摩阻材料应重视的问题。     

水润滑下316L不锈钢与聚醚醚酮摩擦磨损性能研究

为了寻找适合于水液压泵/马达的摩擦副材料,以316 L不锈钢与纯聚醚醚酮树脂、30%玻璃纤维增强PEEK(PEEKGF30)、30%碳纤维增强PEEK(PEEKCA30),PTFE和石墨及碳纤维填充PEEK(PEEKHPV)组成的摩擦副为研究对象,利用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机测量摩擦副在水润滑下接触表面的摩擦因数和温度以及试样的磨损量,并通过激光共聚焦显微镜对试件表面磨损形貌进行分析。结果表明:316 L-PEEKHPV摩擦副的摩擦因数、摩擦温升、磨损量均小于其余3组摩擦副,适合作为水液压泵/马达的关键摩擦副材料。316 L不锈钢与PEEKGF30配对时,摩擦机制为涂抹和擦伤,磨损较为严重;与PEEKCA30配对时,摩擦机制为擦伤;与PEEKHPV配对时摩擦机制主要为划伤,磨损较为轻微。     

多组分纤维混杂增强树脂基摩擦材料研究

为提高摩擦材料高温下的摩擦磨损性能和摩擦因数的稳定性,利用正交试验法对多种纤维增强酚醛树脂基摩擦材料的配方进行优化设计,并通过极差分析,探讨多种纤维及含量对摩擦材料性能的影响及摩擦材料的磨损机制.研究表明:混杂纤维增强树脂基摩擦材料有着优异的耐磨性.陶瓷纤维硬度较高,开散混料后能够均匀分布在树脂基体内,对酚醛树脂基摩擦...     

Tribological Behavior of Particles and Fiber-Reinforced Hybrid Nanocomposites

This article discusses the mechanical performance of alumina nanoparticles and randomly distributed short glass/carbon fiber-reinforced hybrid composites through microhardness and wear test. The open mold casting method was adapted to prepare the test coupons. The wear and friction behavior of composites sliding against hardened ground EN 32 steel in a pin-on-disc configuration is evaluated on a wear and friction tester. The microhardness properties of the neat epoxy, alumina nanoparticles, and alumina nanoparticle–embedded glass/carbon fiber–reinforced hybrid composites were determined. The morphology of the worn composites was analyzed with a scanning electron microscope. It was found that the particles as fillers contributed significantly to improve the mechanical properties and wear resistance of the polymer composites. This is because the fillers contributed to enhance the bonding strength between the fiber and the epoxy resin. Moreover, the wear and friction resistance of the glass/carbon fiber composites was increased by increasing the filler weight in the composite materials.     

对偶材料对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

分别以45#钢、铍青铜、碳化硅颗粒基体改性铍青铜、氧化铝涂层为对偶材料与同一种树脂基摩擦材料在MM1000-II型摩擦磨损试验机上进行干式摩擦磨损试验,研究对偶材料对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响;利用偏光显微镜观察材料磨损后的表面微观形貌。结果表明:氧化铝涂层对偶材料的磨损率最低,摩擦因数适中,但摩擦因数稳定性较差;对偶材料为45#钢时摩擦因数较低,但摩擦因数的稳定系最好;对偶材料为铍青铜时摩擦磨损性能最佳,摩擦因数较高且稳定性较好,铍青铜本身和与之匹配的摩擦材料的磨损率都很低,且摩擦表面均没有形成孔洞和犁沟;改性铍青铜在各方面都表现出较差的性能。     

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。     

Effects of Resin Type and Fiber Length on the Mechanical and Tribological Properties of Brake Friction Materials

In this study, the effects of resin type and fiber length on mechanical properties and friction characteristics of automotive brake materials were studied. Three types of resin, viz. straight phenolic resin (SR), cashew nut shell liquid modified resin (CR), and melamine resin (MR) were used as matrix material. Lapinus with different lengths was used as inorganic fiber. Three series of friction composites composed of nine composites in the form of brake materials were manufactured. Physical, mechanical, and tribological properties of all composites were investigated. The friction tests were performed using a Chase type friction tester. The results showed that both resin type and fiber length played an important role on the mechanical and tribological properties of the friction materials. The highest and the lowest friction coefficient for resin types were recorded for SR and MR composites, respectively, while MR and CR composites showed the highest and the lowest wear resistance, respectively. For the fiber length considered, increasing the fiber length increased the wear resistance of the composites. The coefficient of friction, in general, showed a good correlation with the wear resistance of the composites. But, there was no clear correlation with the mechanical and tribological properties of the composites. The morphological features of worn surfaces and wear debris of the composites were analyzed in order to understand the friction and wear mechanisms of this tribosystem.     

Tribological behavior of metal matrix composites

The wear and friction behavior of continuous graphite fiber reinforced metal matrix composites was investigated. Composite materials were tested against 4620 steel at 54 m s^?1 at room temperature in air without lubricant. The graphite fibers studied included rayon-, pitch- and polyacrilonitrile (PAN)-based fibers. Both high modulus and high strength PAN-based fibers were examined. The fibers were incorporated into copper- and silver-based alloys by means of a liquid metal infiltration technique. The results of this study indicate that the type of graphite fiber in the composite is the most significant factor in the wear and friction behavior of metal matrix composites. In some high modulus fiber tin-bronze composites the fiber fraction influences the wear rate but not the coefficient of friction. Neither the matrix alloy nor the composite tensile strength per se correlate with the friction and wear properties; however, there are specific trends for the various matrix alloys.