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。     

Fe在铜基粉末冶金摩擦材料中的作用

研究了Fe在铜基粉末冶金航空摩擦材料中的摩擦磨损作用及机理。研究表明:Fe在铜基摩擦材料中起到了摩擦组分的作用,对材料的机械性能和摩擦磨损性能起到了重要的作用。Fe能提高铜基摩擦材料的强度、硬度;当Fe含量超过4%后,随Fe含量的增加,材料的摩擦系数及稳定性增加;高速摩擦条件下,Fe能促进摩擦面氧化膜的形成,减小材料的摩擦系数和磨损量。     

模拟空间状态下的粉末冶金摩擦材料性能

研究了用粉末冶金方法生产的非金属含量较高的摩擦材料在模拟空间状态下的摩擦磨损性能。重点探讨了材料中非金属组元(特别是摩擦组元、润滑组元)对材料的摩擦性能及稳定度的影响。结果表明在模拟空间状态下, 无论是铁基还是铜基, 或是Fe/Cu基的摩擦材料仍然遵循在大气状态下的规律。研究结果表明除宇宙射线粒子的影响未考虑外, 模拟空间状态下摩擦性能最稳定的是具有一定润滑性能, 且非金属成分的体积分数比较高的铜基粉末冶金摩擦材料。     

含炭纤维湿式铜基摩擦材料的性能

采用粉末冶金方法制备含短炭纤维的湿式铜基摩擦材料,研究炭纤维含量对湿式摩擦材料的摩擦磨损性能和力学性能的影响,以及制动条件对动摩擦因数的影响。结果表明:随着炭纤维含量及材料的孔隙率增加、硬度及密度均降低,摩擦因数呈先增加后减小的变化趋势,磨损量呈先减小后增大的趋势。炭纤维含量为(质量分数)1%时材料的摩擦磨损性能最好,摩擦因数最大且最稳定,磨损量最小。材料摩擦因数随着载荷增大而增大,随炭纤维含量增加磨损率呈先减小后增大的趋势。炭纤维的加入提高了材料的能量许用值。     

钢纤维含量对汽车摩擦材料性能的影响

通过调整摩擦材料基础配方中钢纤维的含量,采用直接混合工艺制备不同组分的摩擦材料,对其进行理化性能、力学性能、摩擦性能及制动噪音测试。结果表明:随钢纤维含量增加,摩擦材料的密度、p H值和洛氏硬度均增大,常温压缩量减小;气孔率先减小,当钢纤维含量超过21%后,气孔率增大;名义摩擦因数(μnom)先略微降低后升高,最低摩擦因数(μmin)、磨损量和噪音发生率均增加,但当钢纤维含量超过21%后,磨损量和噪音发生率明显增加。     

Cu–(Fe–C)合金中Fe–C相的固态转变对其摩擦磨损行为及机理的影响

采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、纳米力学探针、力学性能测试以及室温摩擦磨损实验研究了Cu–(Fe–C)合金的铸态组织、形变态组织、Fe–C相形貌、力学性能和摩擦磨损行为。结果表明，Cu–(Fe–C)合金中弥散分布着微米级和纳米级的Fe–C相，其中微米级的Fe–C相在淬火和回火过程中发生了固态转变，这种固态转变与钢中的马氏体转变和回火转变类似。合金先在850 ℃淬火，然后在200、400和650 ℃回火，Fe–C相由针状马氏体逐渐向颗粒状回火索氏体转变，Fe–C相纳米硬度分别为9.4、8、4.2和3.8 GPa，实现了对强化相硬度的控制。室温摩擦磨损实验结果表明，随着回火温度升高，合金的磨损机制逐渐由犁削向黏着磨损和大塑性变形转变，导致合金的耐磨损性能降低。这一结论可以为通过Fe–C相的固态转变的方法调控Cu–(Fe–C)合金的摩擦磨损性能提供参考作用。      

表面改性纳米SiO2对铜基摩擦材料摩擦学性能的影响

为提高铜基粉末冶金摩擦材料的综合性能,采用粉末冶金法分别制备了Cu和Ni包覆的纳米SiO2(n-SiO2)颗粒增强的铜基摩擦材料.通过惯性试验,考核了摩擦材料的摩擦磨损和耐热性能;采用扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计研究了材料的显微组织、基体硬度和磨损机理.结果表明:表面改性n-SiO2可细化铜基摩擦材料的基体组织,显著提高铜基体的硬度;添加Cu/n-SiO2和Ni/n-SiO2的摩擦材料的耐磨性能比添加未表面改性n-SiO2的摩擦材料分别提高3.95倍和7.46倍;n-SiO2颗粒增强铜基摩擦材料的主要磨损机理为犁沟式磨料磨损.     

汽车刹车材料的配方优化：—正交试验在材料筛选中的应用

本文运用正交试验方法,对铁基粉末冶金刹车材料的配方进行了筛选,探讨了各组元含量的变化对材料的摩擦、磨损性能及经济效益产生的影响。优化筛选出的粉末冶金刹车材料成分配比为(％):3Cu,11C(石墨的粒度组成为细品),2MoS_2,3PbO,1Al_2O_3,S(不加或少加),余为Fe。     

粉末冶金飞机摩擦材料的显微结构

本研究对Fe基和Fe－CU基两种飞机摩擦材料的显微结构及其受摩擦制动过程（摩擦热）的影响进行了金相观察和分析。研究结果表明，受摩擦制动过程的影响，Fe基摩擦材料的显微结构发生了较大的变化，组织中细片层珠光体明显增多，而FE-CU基摩擦材料的显微结构较稳定，未受摩擦热明显影响。金相观察还发现，Fe-cu基摩擦材料靠摩擦表面形成了薄的摩擦工作层，并且在表层和近表层还发生了再结晶过程，使晶粒明显细化。     

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。     

CONSIDERATIONS ON THE THEORY OF FRICTION: FRICTION WITHOUT WEAR

Abstract

From studies of the friction between metal surfaces it has been possible to form a new concept of friction in relation to wear. Its basis is the fact that certain intermetallic compounds are unlikely to stick on common metals. Friction can be produced by adding a small amount of metal to the intermetallic compound and it is shown theoretically that the condition of friction without wear is then achieved. The elastic vibrations produced in the metals lead to the necessary sticking followed by shearing to cause friction. Practical results are given where the lives of clutches have been prolonged by factors of up to 100; similar improvements are gained for the brakes of trains and aircraft. New phenomena are explained that limit the life of the friction materials even though wear is negligible.     

氧化锆对粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响

利用MM-1000摩擦磨损试验机,比较分析了SiO2、Al2O3和ZrO2三种摩擦组元对材料摩擦磨损性能的不同作用,并系统研究了不同含量氧化锆及其粒度对粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响.实验结果发现,在材料中添加适当含量和粒度的氧化锆可以使材料在高转速下具有良好的摩擦性能,且各种转速下都具有最小和稳定的磨损量.     

半固态锌基复合材料摩擦特性研究

采用流变成型法制备了半固态ZA27—16Vol％Si合金，与常规铸造合金进行了对比，并对其摩擦特性进行了研究，为锌铝合金的半固态加工新技术提供了理论依据。     

MPV-1500型摩擦试验机在测量含油轴承摩擦系数和PV值中的应用

介绍了MPV-1500型摩擦试验机的结构,用它测量含油轴承摩擦系数和PV值的方法,以及摩擦表面温升与摩擦系数和pV值之间的关系,指出了含油轴承破坏的标志,还提出了测量中要注意的问题。     

冷轧铝板摩擦系数模型建立

通过电测法实验,运用Bland-Ford公式,对铝板冷轧过程的摩擦系数进行了研究测定,建立了摩擦系数的数学模型.实践证明,模型精度很高.     

树脂粒度对半金属摩擦材料的影响

论述了干法生产中粉状热固性酚醛树脂的粒度对半金属摩擦材料的影响,实验结果表明:粒度较细的树脂粉末能均匀分散在材料中并起到较好的粘结效果,能提高摩擦材料的机械冲击强度以及摩擦材料性能;同时能降低树脂用量,减少产品成本而不影响材料性能。     

汽车摩擦材料增强纤维的选用

对汽车摩擦材料中增强纤维的选用做了一综述性总结。探讨了石棉、铜纤维、玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、矿物纤维及混杂纤维等在摩擦材料中应用的优缺点及对摩擦材料性能的影响。指出石棉及代用纤维增强摩擦材料在我国一段时期内还将共存,并逐步转向无石棉半金属基摩擦材料,最终将向高性能纤维增强材料过渡。增强纤维也将由单一纤维变为混杂纤维。     

铁铜基湿式烧结摩擦材料

研究了铁粉含量对烧结湿式铜基摩擦材料的影响,获得一种铁铜基湿式烧结摩擦材料。将该材料在MH-2试验台上与铜基湿式摩擦材料进行了摩擦磨损性能对比试验。     

高温摩擦因数的测量与分析

根据圆环压缩的连续速度场上限定理的理论分析，通过圆环试样压缩前后的几何尺寸的变化，能测量润滑剂的摩擦因数和圆环材料的流变应力。本文介绍了这个理论，并且用Ｇｌｅｅｂｌｅ－２０００热模拟试验机测量了几种润滑剂的摩擦因数。试验结果表明，该理论可靠、方法简便、数据准确，值得推广使用，同时也拓宽了热模拟试验机的应用范围。     

THE TECHNICAL CONTROL OF THE MANUFACTURE OF AIRCRAFT BRAKE FRICTION LININGS

Abstract

The processes used in the production of friction materials for aircraft brakes are outlined. The stringent quality-control procedures adopted at all stages of raw-material testing, mixing, pressing, and sintering are discussed and examples given that show the necessity for these procedures. The control system results in an end product that gives reproducible friction properties and wear rates and can fulfil the requirements of an emergency stop.