制动速度对铜基粉末冶金闸片材料摩擦学性能的影响

以Sn+SiO_2+Al_2O_3+CaF_2作为摩擦组元,石墨+Pb作为润滑组元,制备铜基粉末冶金列车闸片材料,在MM-1000Ⅱ型摩擦试验机上进行摩擦试验,测定制动速度在120~200 km/h范围内材料的摩擦因数、磨损量与表面温度,并观察摩擦表面形貌,研究制动速度对该材料摩擦学性能的影响。结果表明:在制动速度180 km/h时,随制动速度增加,闸片材料的摩擦因数在0.41~0.46之间波动,但制动速度达到200 km/h时,摩擦因数显著减小至0.32,摩擦因数稳定性总体较好。材料的磨损量随制动速度增大而增加,但在制动速度达到180 km/h时磨损量趋于稳定,为119 mg。低速制动下材料的磨损机理主要为疲劳磨损,高速制动时主要为磨粒磨损和氧化磨损。     

制动压力对Cu基粉末冶金闸瓦片材料摩擦特性的影响

在MM-2000Ⅱ型摩擦试验机上测试了Cu基粉末冶金列车闸瓦片材料在不同制动条件下的摩擦磨损性能。结果表明:试样在900℃退火2 h,晶粒有明显的层错条纹,可形成屏障阻碍位错的运动,使位错湮灭困难;亚晶界或晶界增加,导致晶粒细化,材料硬度提高;随着制动压力的增大,摩擦因数呈现先增大后减小的趋势,总体稳定性较好;磨损量先增加后逐渐趋于稳定。     

Cu基粉末冶金闸片高速制动性能

Cu基粉末冶金闸片在高速制动时受温度的影响易发生摩擦系数的衰退，直接影响列车制动的有效性。利用1:1制动试验台进行不同速度下Cu基粉末冶金闸片的高速制动试验，分析试验后的摩擦材料和磨屑组织。结果表明：制动速度为350 km·h^-1和380 km·h^-1产生的高温使摩擦材料表层的金属基体发生软化熔融，降低了摩擦副表面微凸点的剪切阻力，导致摩擦系数下降。摩擦表面形成的金属氧化膜具有减磨作用，造成摩擦系数的进一步衰退。在380 km·h^-1制动时，石墨在高温下被氧化，摩擦表面失去稳定的润滑膜，出现粘着磨损和材料转移，磨耗量大幅增加。     

列车制动用Cu基粉末闸片材料摩擦磨损性能分析

列车的制动性能与闸片材料的摩擦磨损性能关系密切,在MM-1000Ⅱ型摩擦试验机上测试了自制的Cu基粉末列车闸片材料在不同制动速度下的摩擦磨损特性。结果表明:随着制动速度的增大,摩擦表面的微凸起遭到破坏,摩擦因数随之降低,磨损量增加;在材料接触表面产生大量的摩擦热,造成基体软化,减小了基体对材料中SiO_2等硬质颗粒的夹持能力。摩擦因数和稳定系数均随制动速度增加而降低;而摩擦温度和磨损量随制动速度增加而提高,尤其是在制动速度大于8 r/s时,摩擦表面温度上升,造成基体软化,硬质颗粒脱落,加速了材料的摩擦磨损。为列车制动用Cu基粉末闸片材料摩擦磨损性能的研究提供了理论基础。     

粉末冶金摩擦材料在高速列车制动中的应用

本文介绍了高速列车摩擦制动和粉末冶金闸瓦及闸片材料的成份、性能和国内外研究概况,并对我国高速列车制动材料的发展提出了建议.     

烧结气氛对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

本文分别在N2、H2和N2+H2:混合气三种气氛下,采用热压烧结法制备了合金强化铜基粉末冶金摩擦材料,并观察了微观形貌,测试了物理力学性能和摩擦磨损性能.结果表明:不同烧结气氛下制备的材料的显微组织相似,但抗压强度和摩擦磨损性能有显著区别:H2气氛烧结的材料挤压强度最低,摩擦系数随转速和制动压力的增加波动较大,且磨损严...     

铁粉粒度对粉末冶金材料制动摩擦性能的影响

采用粉末冶金工艺制备含4种粒度(20μm、30μm、50μm、70μm)铁粉增强的铜基摩擦材料,研究铁粉粒度对材料力学性能和制动摩擦性能的影响。采用TM-1型惯性试验台测试材料的制动摩擦性能,试验初速度为50~380 km/h。结果表明:铁粉粒度从20μm增加到70μm时,材料硬度从55.67 HRB降低到31.83HRB,剪切强度从12.56 MPa下降到10.27 MPa。这种硬度和强度的下降使大粒度样品表现出反常的摩擦特性:随着制动速度的提高,铁粉粒度为70μm的F70样品的摩擦因数不降低反而升高,当制动速度从120 km/h上升到380 km/h时,摩擦因数从0.338持续升高到0.356,并且从350 km/h后摩擦因数稳定不变。这种高而稳定的摩擦因数是保证列车在高速下紧急制动、平稳停驶所必需的。     

复层铁基粉末冶金材料的制备及其摩擦学性能分析

采用粉末冶金工艺制备基体致密、表层多孔含油的双层复合铁基粉末冶金材料,用HDM-20端面摩擦磨损试验机评价其摩擦磨损性能。结果表明,当复层材料表层的孔隙率约为23%时,试样稳定运行时间长,减摩耐磨性能好;与相近孔隙率的单层材料相比,复层材料的减摩耐磨性能与承载能力得到明显提高。     

基体强化元素对铜基粉末冶金摩擦材料显微结构及性能的影响北大核心

为了探讨不同含量的Sn、Ni、Cr元素对铜基粉末冶金摩擦材料性能及显微结构的影响,采用粉末冶金技术制备了4组铜基摩擦材料,分别测试材料的压缩强度、硬度和摩擦磨损性能及显微结构。研究结果表明:合金元素能强化基体,显著提高材料的力学性能。Ni能显著提高摩擦因数,但会导致磨损率较高。3%Sn的加入,提升了材料的耐磨损性能,降低对偶擦伤。Ni和Cr元素增强铜基材料的磨损机制主要为黏着磨损和犁沟效应,而其他材料的磨损机制主要为剥离磨损和犁沟效应的共同作用。     

石墨对铜基粉末冶金闸片材料性能的影响

采用粒度>550μm的天然鳞片石墨和人造石墨配合制备了铜基粉末冶金高速列车制动闸片材料,系统研究了鳞片石墨粒度对材料力学性能、摩擦磨损性能和摩擦膜形成的影响。结果表明:采用粒度>550μm的天然鳞片石墨作润滑组元,所制备摩擦材料的抗压强度显著高于采用小粒度石墨所制材料,达到145.30MPa;随鳞片石墨粒度的增大,材料的摩擦系数降低,磨损率降低幅度可达50%以上,摩擦表面趋于形成完整的摩擦膜;采用鳞片石墨和人造石墨配合使用,能够显著提高材料强度。     

铁粉类型对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

采用粉末冶金工艺分别制备含还原铁粉、泡沫纤维铁粉和铁合金粉的铜基摩擦材料,研究了铁粉种类对摩擦材料摩擦磨损性能的影响.当摩擦转速从3000 r·min^-1提升至6200 r·min^-1,用还原铁粉制备的样品,其摩擦因数随速度的升高出现严重衰退;含泡沫纤维铁粉的样品具有稳定的摩擦因数,试验范围内其波动值不超过0.024,但是磨损严重;采用铁镍合金粉制备的样品可有效减缓高速阶段摩擦因数的衰退,高速下摩擦因数波动低于0.027.以铁铬合金粉制备的样品,其磨耗随摩擦速度的增加几乎不发生变化,抗磨损能力最佳.     

制动速度对高性能铜基制动闸片性能的影响

采用传统的粉末冶金方法制备了高性能铜基制动闸片,并与商用铜基制动闸片作对比,在MM-1000Ⅱ型摩擦磨损试验机上对不同制动速度下的制动性能进行了探究,分析了闸片与制动盘的表面形貌.结果表明,随着制动速度的升高,自制闸片的摩擦系数先下降后上升,而商用闸片的摩擦系数降低后保持不变.摩擦系数的下降与摩擦表面摩擦膜的生成有关....     

Mo含量对粉末冶金方法制备Ni-8Cr-6Al合金力学及摩擦学性能的影响北大核心

利用粉末冶金方法制备不同Mo含量的Ni-8Cr-6Al合金,通过SEM、XRD等测试手段研究Mo含量对其力学及摩擦学性能的影响。结果表明:Ni-8Cr-6Al-xMo合金试样中都生成了Al2O3,组织形态都较均匀致密;随Mo含量提高,合金的密度、硬度及室温压缩性能提高,Ni-8Cr-6Al-4Mo合金在宽温域内具有优异的力学性能并在高温下具有良好的摩擦学性能。Mo含量过高时,合金在高温(400℃及以上)摩擦过程中形成了Mo2C相,会产生钉扎作用,使摩擦阶段生成的MoO2、NiO等润滑相无法形成连续膜,降低了合金的摩擦性能。     

钛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铜基摩擦材料,研究钛的添加量对材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着钛质量分数由3%增加到12%,铜基摩擦材料的相对密度提高,硬度增加。钛的添加导致晶格畸变,材料硬度提高。随着摩擦速度增加,材料的摩擦因数减小。钛添加到铜基摩擦材料中,降低了铜基摩擦材料的摩擦因数和磨损量,原因在于钛提高了材料的硬度,增加了表面微凸体强度,减少了犁削程度,从而降低了摩擦面的损伤程度,提高了材料的耐磨性。     

速度与载荷对无铅铜铋轴承材料摩擦学特性的影响

采用粉末冶金法制备无铅铜铋双金属轴承材料,并在HDM-20端面摩擦磨损实验机上进行油润滑条件下的摩擦磨损试验,分析速度、载荷对其摩擦学性能的影响。结果表明:摩擦因数随摩擦速度、载荷的增加而减小,其磨损量、摩擦副表面温度均随速度、载荷的增加而增大;摩擦磨损过程中低熔点组元铋的析出起着较好的减摩、抗粘着作用,并存在铋的析出、熔化、磨损脱落的循环过程。     

Al_2O_3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铜基摩擦材料,研究Al_2O_3的添加量对材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明:Al_2O_3对材料摩擦磨损性能的影响与摩擦速度密切相关;随着Al_2O_3含量增加,材料的摩擦因数提高,密度降低,硬度增加,磨损量先减小后增大,Al_2O_3质量分数为9%时,复合材料的摩擦因数较高且稳定,磨损量最小。不含Al2O3的材料摩擦表面出现大量凹坑,磨损严重,随着Al_2O_3含量提高,凹坑数量减少,弥散分布的Al_2O_3粒子能强化基体表面强度,从而导致材料磨损量降低。     

刹车速度对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

以粉末冶金法制备铜基粉末冶金摩擦材料, 采用洛氏硬度计和夏比冲击试验机对摩擦材料的力学性能进行表征, 利用MM-3000型摩擦磨损性能试验台研究了刹车速度对材料摩擦磨损性能的影响, 并借助电子扫描显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察了摩擦材料的微观形貌。研究表明:铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦磨损性能与刹车速度密切相关, 随着刹车速度的增大, 摩擦吸收功率近似线性增长, 而摩擦系数呈先增大后减小的趋势; 在高速刹车条件下, 铜基体自身发生软化会破坏摩擦材料表面形成的氧化膜, 降低了分子键的抗剪切强度, 从而增大了磨损量。     

风电用铜基粉末冶金制动闸片的制备与性能

以电解铜粉、还原铁粉、石墨等为主要原料,采用粉末冶金加压烧结工艺制备风电用铜基粉末冶金制动闸片,利用高温膨胀仪测定压坯在氢气气氛下的烧结动力学曲线,并表征烧结样品的显微组织与力学性能和摩擦磨损性能。结果表明:该制动闸片的最佳烧结温度为830℃;在此温度下烧结的制动闸片的布氏硬度为42.7 HBS,抗压强度达到222 MPa,抗弯强度为108 MPa;在MM-1000Ⅱ摩擦磨损试验机上进行20次动摩擦实验,摩擦因数稳定在0.3左右,磨损率仅为0.021 6 cm3/MJ,具有良好的制动性能,能够满足我国风力发电用制动闸片的使用性能要求。     

SiC粒度对铁基粉末冶金摩擦材料性能的影响

本文采用冷压、加压烧结的方法制备了含Si C颗粒的铁基粉末冶金摩擦材料。研究了不同粒度规格(485μm~、250~830μm、180~380μm、150~180μm、75~150μm、~120μm)的Si C对某铁基粉末冶金摩擦材料密度、硬度、摩擦磨损性能等的影响。结果表明:Si C粒度的变化对铁基粉末冶金摩擦材料压坯密度、烧结后硬度及结合性影响较小;随着Si C粒径的减小,铁基粉末冶金摩擦材料的硬度、最大摩擦系数、最小摩擦系数和平均摩擦系数均逐渐减小,磨损量逐渐增大,力矩曲线波动逐渐变大;Si C粒度在180~830μm(-20+80目)时,铁基粉末冶金摩擦材料表现出较优异的摩擦磨损性能。     

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.