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。     

高能量高功率密度湿式铜基摩擦材料的研制

采用粉末冶金方法,添加Sn、Zn、Ni、Ti合金元素作为合金组元,添加不同颗粒形态、粒度的鳞片石墨和人造石墨作为润滑组元,添加ZrO₂作为摩擦组元,通过对铜基粉末冶金摩擦材料进行成分设计及工艺优化,制备出高能量高功率密度的湿式铜基粉末冶金摩擦材料,提升湿式铜基摩擦材料的摩擦磨损性能。结果表明：铜基摩擦材料基体中同时添加Sn、Zn、Ni、Ti等多元合金元素可以提高材料的摩擦因数及稳定系数,基体硬度显著提高。添加ZrO₂对提高材料高速下摩擦因数的稳定性效果明显。大比例的鳞片石墨和人造石墨搭配使用可以显著提高材料的耐热性能。研制的摩擦材料能量吸收水平和功率水平得到有效提高,能量负荷许用值提升了30%,摩擦因数高且稳定,磨损率显著降低。     

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.     

采用粉末冶金摩擦材料提高设备效率

大连粉末冶金厂试制生产了用于干式工作条件下的铜基粉末冶金摩擦材料制品,取得了较好的技术经济效果。通过试验证明,粉末冶金摩擦材料较石棉树脂材料强度高,磨损小,使用寿命高,提高了设备的     

铜基粉末冶金摩擦材料的应用及展望

铜基粉末冶金摩擦材料以其在制动方面的优越性能获得了广泛地应用。本文阐述了铜基粉末冶金摩擦材料的使用要求, 系统地介绍了铜基粉末冶金摩擦材料在飞机、高速列车、风力发电和汽车等领域的应用现状, 并对铜基粉末冶金摩擦材料的未来发展进行了展望, 为铜基粉末冶金摩擦材料的进一步的发展提供参考。     

固体润滑组元对铜基离合材料性能的影响

介绍了Ｐｈ、石墨、ＭｏＳ２对铜基粉末冶金离合材料性能影响；探讨了这类润滑剂在铜基离合片干式工作环境中的行为。实验结果表明固体润滑组元的种类、它们之间的比例以及总含量都可以影响这类摩擦材料的性能。     

新型重负荷铜基金属陶瓷摩擦材料的研究

采用粉末冶金工艺,以莫来石等陶瓷为摩擦组元,并加入较大比例的Sn、Fe、Ni、Mo等金属组元,研制出一种重负荷铜基金属陶瓷摩擦材料.研究了合金元素Ni、Mo和陶瓷相莫来石对材料性能的影响.结果表明,铜基金属陶瓷中同时加入Ni、Mo等多种合金元素,可以提高材料的摩擦系数及其稳度;莫来石则对改善材料的高温性能作用显著.其综合作用的结果使该材料的摩擦系数及其稳度有大幅提高,能够承受高于4 809J/cm2的单位面积能载,且磨损量小,是一种理想的、可广泛应用于各种高能重载工况下工作的高性能摩擦材料.     

关于铝含量对铜基粉末冶金材料性能的作用分析

铜基粉末冶金材料在现阶段的工业生产中具有极其广泛的应用前景,经过长期的经验总结,有研究学者发现,铜基粉末冶金材料中的铝含量会对其性能产生一定的影响.基于此,本文就铜的质量分数对铜基粉末冶金材料性能的作用展开相关实验分析,以明确铜基粉末冶金材料中铜含量对其密度、摩擦磨损、摩擦因数等性能的影响作用,以促进相关工业生产的效率与经济效益.     

α-SiC的粒度对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

选取粒度为1μm和10μm的立方型6Hα-SiC陶瓷颗粒,制备含碳化硅陶瓷颗粒的铜基粉末冶金摩擦材料。通过扫描电镜(SEM)观察分析该材料的摩擦表面和亚表面的显微组织形貌,研究α-SiC粒度对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:α-SiC陶瓷颗粒的加入可显著降低铜基摩擦材料的磨损,并能有效抑制材料缺陷源处微裂纹的萌生和扩展。SiC陶瓷颗粒的粒度对铜基摩擦材料机械混合层的形貌和抵抗摩擦过程中剪切变形的能力有显著影响,10μmα-SiC陶瓷颗粒能有效强化基体,显微硬度较不含α-SiC的材料提高1倍以上,表现出较优异的摩擦磨损性能,摩擦因数和摩擦因数稳定性最高,分别为0.31和0.58,磨损量最小。     

铜基粉末冶金摩擦材料增强相的研究发展状况

铜基粉末冶金摩擦材料具有组织均匀、导热性好、耐磨性高、摩擦因数稳定等优点,应用于快速列车的制动摩擦领域。目前,国内的铜基粉末冶金刹车片已基本满足250 Km/h列车的需求,但300 Km/h以上的高速列车刹车片还是依靠进口。本文综述了金属粉末、金属化合物以及陶瓷颗粒等增强相对铜基粉末冶金摩擦磨损性能的影响,指出了高速列车用铜基粉末冶金摩擦材料制备过程中存在的主要问题,并展望了铜基粉末冶金摩擦材料的发展前景。     

干式铜基粉末冶金摩擦材料应用实例

大连粉末冶金厂试制生产了用于干式工作条件下的铜基粉末冶金摩擦材料制品,在大连搪瓷厂拉伸机离合器上应用,取得了较好的技术经济效果。该拉伸机离合器主动片原用石棉树脂摩擦材料,每年至少更换两次,多则3—4     

Cr-Fe为摩擦组元的铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦磨损性能

以Cr-Fe取代传统材料中的陶瓷相作为硬质相(即摩擦组元),制备铜基粉末冶金摩擦材料,通过扫描电镜观察分析该材料的微观结构,在MM3000摩擦磨损试验机上检测材料的摩擦磨损性能,并与以Al2O3作为摩擦组元的铜基粉末冶金摩擦材料进行对比。结果表明,以Cr-Fe取代陶瓷相作为摩擦组元,可改善硬质相与基体间的结合状态。随摩擦速度提高,材料的摩擦因数呈先下降后上升的趋势;与Al2O3陶瓷相作为摩擦组元相比,用Cr-Fe为摩擦组元的铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦因数提高12%~27%,且稳定性提高10%~20%,线磨损量降低20%~70%。     

成型压力对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

研究成型压力对铜基摩擦材料显微组织和性能的影响。结果表明,铜基摩擦材料的密度随成型压力的增加基本保持不变;随着成型压力的增加,孔隙率明显降低,致密度提高。当成型压力从60t增加到100t时,铜基摩擦材料的硬度明显提高,当成型压力继续增加时,硬度出现下降趋势;铜基摩擦材料的摩擦系数随着成型压力的增加呈先降低后增加的趋势。在成型压力为100t时,铜基粉末冶金摩擦材料的综合性能最佳。     

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。     

SiO2与ZrO2组元对铜基摩擦材料与C/C-SiC复合材料配副摩擦磨损性能的影响

在粉末冶金铜基摩擦材料中分别添加SiO₂和ZrO₂,研究SiO₂和ZrO₂对粉末冶金铜基摩擦材料与C/C-SiC复合材料配副时摩擦磨损性能的影响,并分析两者影响机制的内在关联。结果表明,含SiO₂或ZrO₂的铜基摩擦材料与C/C-SiC复合材料配副时,能在高制动速度下保持较高的平均摩擦因数,分别为0.375 8和0.342 4,摩擦材料的磨损量较低,为1.44μm/次和0.95μm/次,配副材料几乎无磨损。SiO₂在制动过程中易脱落,形成磨粒,对摩擦材料与配副材料表面造成磨粒磨损,而ZrO₂在基体中保持完整,以硬质微凸体的形式对C/C-SiC复合材料摩擦表面产生犁削作用。SiO₂在高制动速度下破碎脱落后易嵌入C/C-SiC复合材料表面摩擦膜,有利于以Cu及Cu的化合物为主的磨屑在其周围积累,促进摩擦转移膜在C/C-SiC复合材料摩擦表面的形成,从而改善材料的摩擦磨损性能。     

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。     

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。     

孔隙度对湿式铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用不同的压制压力制备湿式铜基粉末冶金摩擦材料,借助扫描电镜及摩擦磨损试验机研究材料的孔隙度对其组织和摩擦磨损性能的影响。结果表明:当孔隙度小于25%时,高孔隙度材料具有更高且更加稳定的摩擦因数,当孔隙度超过25%时,摩擦性能不稳定;磨损量随孔隙度减小先减小后增大。对此湿式铜基摩擦材料,20%为其最佳的孔隙度,此时材料具有最佳的摩擦磨损性能。     

纳米颗粒增强铜基喷撒摩擦片的摩擦学性能研究北大核心

通过调整成分配比、添加纳米材料、采用球磨工艺及改变石墨形态研究了纳米材料、球磨处理及石墨形态对铜基喷撒摩擦材料摩擦学性能的影响规律。结果表明:添加Ni/n-SiO2与球磨Cu/天然石墨、球磨Cu/nSiO2与球磨Cu/天然石墨可提高铜基喷撒摩擦片的综合性能;球磨Cu/纳米石墨+球磨Cu/天然石墨可提高铜基喷撒摩擦材料的耐磨性和耐热性能,但会显著降低摩擦材料的摩擦因数;采用球磨法制备Cu与石墨的复合颗粒,可提高铜基喷撒摩擦材料基体中的石墨含量,从而显著提高摩擦材料的耐热性能。     

石墨类型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了分别以鳞片石墨、球形石墨、焦炭、人造石墨和隐晶石墨为润滑组元的铜基摩擦材料,使用MM3000摩擦磨损试验机测试了摩擦磨损和制动性能。结果表明：在3 000～7 000 r/min的转速下,含人造石墨铜基摩擦材料的平均摩擦因数最高,但磨损量大;含焦炭铜基摩擦材料的摩擦因数次之,但磨损量最小,优于含鳞片石墨铜基摩擦材料。在7 000 r/min转速制动条件下,含人造石墨铜基摩擦材料的瞬时摩擦因数最高,制动时间最短,但摩擦材料表面温升最大;含焦炭铜基摩擦材料的瞬时摩擦因数和制动时间次之,但摩擦材料表面温升最小,且整体性能优于常用的含鳞片石墨铜基摩擦材料。因此,相比而言,以焦炭作为润滑组元的铜基摩擦材料具有最佳的摩擦磨损和制动性能。