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。     

稀土增强树脂基摩擦材料的摩擦磨损性能研究

研究干摩擦条件下不同稀土氧化物及其含量对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料磨损后的表面进行观察,分析稀土元素对树脂基摩擦材料的改性机制。研究结果表明:稀土氧化物的加入提高了复合材料的摩擦因数,尤其是稀土氧化镧的加入可起到稳定摩擦因数的作用,减小复合材料对载荷和转速的敏感性;未添加稀土氧化物的试样磨损方式以黏着磨损为主,而添加稀土氧化物后试样磨损方式以磨粒磨损为主;添加稀土氧化物后试样磨损表面变得更平整、光滑,这主要是因为稀土氧化物的添加提高了树脂的黏结性,使树脂与其他填料更牢固地粘合在一起,使材料摩擦表面能形成更加稳固的摩擦膜,材料表面的黏着得到有效抑制,因而材料表面的磨损状况得到改善。     

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。     

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。     

纳米颗粒增强铜基摩擦材料的摩擦学性能

基于粉末冶金法分别制备了纳米氮化铝和纳米石墨增强铜基摩擦材料,研究了纳米颗粒对铜基摩擦材料的摩擦磨损和耐热性能的影响规律.采用扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的微观结构和磨损形貌,并利用惯性摩擦磨损试验机考核其摩擦学性能.实验结果表明:与未添加纳米颗粒的摩擦材料相比,添加纳米氮化铝和纳米石墨的摩擦材料的摩擦因数高而稳定,且随接合次数增加无明显衰退现象;耐磨性能分别提高了25％和11％;耐热性能分别提高了18％和25％.未添加纳米颗粒的摩擦材料的磨损机制主要为犁沟式磨料磨损,纳米氮化铝和纳米石墨能减少摩擦材料的磨料磨损,从而增强了摩擦材料的耐磨性.实验结果显示,纳米氮化铝和纳米石墨可显著提高铜基摩擦材料的摩擦学性能.     

石蜡含量对浇铸尼龙材料摩擦磨损性能的影响

采用石蜡对起重机伸缩臂滑块用的浇铸尼龙材料进行改性,用MRH-3高速环块摩擦磨损试验机和RFT-Ⅲ往复式摩擦磨损试验机,研究不同石蜡含量对浇铸尼龙材料干摩擦磨损性能的影响。结果表明:石蜡的填充对改善浇铸尼龙材料力学性能和摩擦磨损性能有显著作用;石蜡含量的增加,浇铸尼龙材料的摩擦因数呈现先下降后上升的变化趋势,存在最佳的添加量,使材料的摩擦因数和磨损量最低。     

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。     

多绳摩擦提升机树脂基摩擦衬垫的摩擦学行为

采用CFT往复摩擦磨损试验机研究多绳摩擦提升机树脂基摩擦衬垫在干摩擦条件及不同载荷和滑动速度下摩擦因数的变化规律,采用扫描电镜(SEM)对摩擦衬垫试样的磨损形貌进行观察分析。试验结果表明：不同树脂基摩擦衬垫摩擦因数变化规律具有一致性,即摩擦因数随载荷与滑动速度的增加而减小;由于摩擦衬垫的成分不同,其摩擦因数的主要影响因素不同;磨损形式也由于材料的不同出现黏着磨损、疲劳磨损以及热磨损;载荷对摩擦衬垫磨损的影响比滑动速度更显著。     

石墨铝基自润滑材料的制备及性能表征

以石墨为固体润滑剂,铝为基体材料,添加硅、铜、铁等元素作为强化成分,添加Cr3C2、粉煤灰来提高自润滑材料的耐磨性,通过液态铸造法制备铝基自润滑材料。借助MM-200磨损试验机研究不同石墨含量以及粉煤灰的添加对铝基复合材料摩擦磨损性能的影响;在Olympus金相显微镜下观察材料显微组织;用S-3000N扫描电子显微镜对材料拉伸断口和磨损表面进行观察。结果表明:随着石墨含量的增加,摩擦因数逐渐降低,磨损率逐渐升高,抗拉强度、硬度都逐渐降低;粉煤灰的加入使得初生硅得到细化,自润滑材料的强度上升,摩擦因数得到进一步的改善。     

碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料摩擦磨损性能及抗摩擦静电特性研究

利用真空热压烧结技术制备了不同碳纤含量的碳纤维/聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料,采用热导率分析仪和热重测试仪对材料的热学性能进行表征,并利用多功能摩擦磨损试验机、三维形貌轮廓仪、扫描电子显微镜和摩擦静电计对材料的摩擦磨损性能和抗摩擦静电性能进行分析。分析结果表明：随着CF添加量的增加,复合材料摩擦因数、磨损率和摩擦静电电压先降低后升高,当CF添加量(质量分数)为20%时,摩擦因数、磨损率和摩擦静电电压达到最低,分别为0.247、5.6×10^-6 mm/(N·m)和3.3 V,证明此种方法制备的20%CF/PEEK材料具有优异的摩擦磨损性能和抗静电性能。CF/PEEK复合材料磨损机理以黏着磨损为主,并且伴随着轻微的磨粒磨损。