梯度铜碳复合材料的载流摩擦磨损性能

基于放电等离子烧结(SPS)技术,采用粉末冶金的方法制备梯度铜碳复合材料和非梯度铜碳复合材料。并在专用销-盘高速摩擦磨损试验机HST-100上进行摩擦磨损试验,研究载流条件下,梯度铜碳复合材料的摩擦磨损性能。结果表明:梯度铜碳复合材料(5 mass%C-10 mass%C)的摩擦系数平均值与同浓度(7.5 mass%C)非梯度铜碳复合材料相差不大,但其动态摩擦系数的波动性明显减小。其摩损率与碳含量7.5 mass%C非梯度铜碳复合材料相比明显降低,与碳含量为10 mass%的铜基复合材料相差不大,磨损率约为7 mg/m。梯度材料的载流效率和载流稳定性和10 mass%C铜基复合材料的相近,分别约为74%和73%。对于非梯度材料:随着石墨含量的增加,铜基复合材料的摩擦系数降低,摩擦系数波动幅度也减小,磨损率降低,载流效率和载流稳定性增加。采用放电等离子烧结(SPS)技术制备的铜基复合材料,磨损过程主要表现为机械磨损和电弧侵蚀。其中电弧侵蚀的行为主要是熔融、喷溅。非梯度复合材料的电弧侵蚀区域分布比较分散,在摩擦出口区域和材料的其他部位也都有存在,而梯度铜基复合材料的电弧烧蚀区域明显减小,仅出现在出口区域。     

铜基粉末冶金刹车闸瓦材料摩擦磨损性能研究

刹车闸瓦材料摩擦磨损性能的好坏直接影响到高速列车的运行安全。本文在摩擦试验机上测试了自制的铜基粉末列车闸瓦材料在不同刹车压力条件下的摩擦磨损特性。结果表明:随着刹车压力增大,摩擦系数和表面温度均呈增大趋势;刹车压力8 MPa以后形成的氧化薄膜起到了润滑作用,使摩擦系数趋于稳定。     

铜基粉末冶金刹车闸瓦材料的摩擦磨损性能研究

刹车闸瓦材料摩擦磨损性能的好坏直接影响到高速列车的运行安全。本文在摩擦试验机上测试了自制的铜基粉末列车闸瓦材料在不同刹车压力条件下的摩擦磨损特性。结果表明:随着刹车压力增大,摩擦系数和表面温度均呈增大趋势;刹车压力8 MPa以后形成的氧化薄膜起到了润滑作用,使摩擦系数趋于稳定。     

烧结温度对湿式铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

利用粉末冶金技术制备了湿式铜基摩擦材料,研究了烧结温度对摩擦材料性能的影响,得出最佳烧结温度.研究表明,在选用的烧结温度下,摩擦材料的各组元分布较均匀,致密化程度逐渐提高;随着烧结温度的升高,摩擦材料的抗压强度和密度均呈现先增大后降低的趋势,硬度逐渐增大;同时,摩擦系数逐渐降低,材料的稳定性提高,磨损量总体呈降低趋势....     

真空热压法制备铜基功能梯度材料及其性能

采用真空热压法制备铜基功能梯度材料,测量了梯度材料的硬度、电导率和密度。用MMU-5GA微机控制真空高温摩擦磨损试样机测试材料的摩擦磨损性能,并利用扫描电镜和XRD衍射仪等手段对功能梯度材料微观组织及磨痕形貌观察分析。结果表明,真空热压可以获得组织均匀致密的功能梯度材料,其基体连续整体分布,界面结合良好,存在扩散现象,并且球磨40h比球磨20h的试样具有更好的物理性能和摩擦磨损性能。     

SiC颗粒增强铝基梯度复合材料的制备与性能

采用粉末冶金法制备了SiC颗粒增强铝基梯度复合材料（FGMMC），研究了该梯度复合材料的微观组织和力学性能，对FGMMC的显微组织观察表明，由于铝基体熔合成一体，因此层间没有明显的界面，具有基体的连续性，尽管基体是连续的，但是当疲劳裂纹从高SiC含量层向低SiC含量层扩展时，在过渡区发生延滞现象，通过断口和裂纹扩展路径的分析解释了此延滞现象。     

纳米SiO2对铜基摩擦材料摩擦学性能的影响

采用粉末冶金法制备添加0.75%的纳米SiO2(n-SiO2)和0.75%Cu包覆纳米SiO2(Cu/n-SiO2)复合粉体的新型铜基摩擦材料.采用惯性台架实验机,研究比较两种材料与未添加纳米SiO2的材料的摩擦学性能.结果表明:在铜基摩擦材料中添加微量n-SiO2可改善材料的耐磨性和耐热性;添加Cu/n-SiO2的铜基摩擦材料,耐热性提高32%,耐磨性提高2.02倍;添加n-SiO2的摩擦材料,耐热性提高7%,耐磨性提高18%;经铜包覆处理后的n-SiO2对材料性能的影响优于未处理的n-SiO2.     

激光扫描速度对铜基粉末冶金摩擦材料微观组织及性能的影响

为提高铜基粉末冶金摩擦材料的综合性能,研究了宽带激光热处理扫描速度对摩擦材料微观组织及性能的影响.采用扫描电镜、X射线衍射仪对微观组织进行了研究,用硬度计、摩擦磨损试验机对性能进行了测试.结果表明:在激光功率1300 W条件下,当扫描速度高于130 mm/min时,α-Cu的相对含量没有太大变动,随扫描速度的降低,聚合生长态α-Cu边缘固相溶解加剧、细化.铜基粉末冶金层密度、硬度逐渐增大,耐磨性增强,摩擦系数提高.扫描速度低于130 mm/min后,α-Cu的相对含量开始减少,随着速度的降低加热时间增长,低熔点金属及微量Cu开始熔化析出,α-Cu在有液相存在的情况下聚合长大;铜基粉末冶金层密度、硬度较快降低,磨损开始加剧,同时摩擦系数变大.     

纳米氧化锆增强铜基复合材料

采用粉末冶金法制备了纳米氧化锆增强铜基复合材料,分析研究了压制压力、ZrO2含量对Cu-ZrO2复合材料性能的影响.结果表明,当ZrO2含量为7%、压制压力为600MPa时,Cu-ZrO2铜基复合材料具有最佳的综合物理力学性能,强化相ZrO2粒子以纳米级弥散分布于铜基体内,可有效地阻碍位错运动和晶界滑移,提高铜基复合材料的强度和耐热性,并在高电导率的条件下,使铜基复合材料的强度和硬度明显提高.     

碳对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

借助混料-成形-烧结等工艺和性能测试、扫描电镜(SEM)的观察和分析,研究了不同种类和粒度的碳对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响。结果表明:由于其制造过程不同,不同形态的碳自身的物理力学性能存在较大的差别,而在同种形态的碳中粉末的粒度和个体的区别导致不同形态碳对铜基摩擦材料的密度、孔隙度的影响具有不同的表象,进而影响到摩擦材料的摩擦磨损性能。试验研究证明,在铜基粉末冶金摩擦材料中采用具有一定粒度组成的鳞片石墨具有较好的综合摩擦磨损性能。     

复合梯度膜层摩擦磨损性能研究

应用离子渗氮与多弧离子镀复合技术,在40Cr基体上制备Ti0.33Al0.67N复合膜层,对梯度Ti0.33Al0.67N膜层与其他膜层的摩擦磨损性能进行了研究与对比。结果表明,Ti0.33Al0.67N膜层具有良好的耐磨损性能,是适合在高温环境下采用的耐磨涂层。     

电沉积功能梯度材料的研究现状及展望

作为一种低温液相制备技术,电沉积法由于具有设备简单、操作方便、成本低等优点而更适合于制备功能梯度镀层.概述了国内外近几年电沉积功能梯度材料的最新研究成果.在前期研究工作的基础上,重点介绍了复合电沉积、合金电沉积以及电泳沉积技术制备功能梯度材料的研究进展.指出了功能梯度材料电沉积技术存在的问题及今后的发展方向.     

SiCP/Cu梯度复合材料的压缩性能研究

采用粉末冶金法制备siC<,p>/Cu梯度复合材料,研究了梯度复合材料的压缩性能.结果表明:采用复压烧结粉末冶金工艺可提高梯度复合材料的致密度,并能消除梯度层间界面;当压缩应力达630MPa时,SiC<,p>/Cu梯度复合材料的压缩试样表面出现宏观剪切裂纹,裂纹方向与轴线方向成45°;压缩后梯度试样的致密度由95.8%提高到97%.     

陶瓷及其复合材料在干摩擦条件下的摩擦学性能研究现状

综述了陶瓷自配副、陶瓷间配副以及陶瓷/金属摩擦副干摩擦磨损性能的研究现状，并对自润滑陶瓷及其复合材料的研究现状，以及固体润滑技术在陶瓷自润滑材料研究中的应用情况做了概述。     

功能梯度材料的制备方法与性能评价

梯度功能材料(FGM)是指材料的组分沿厚度方向连续变化.从而使材料性能也呈梯度变化的一种新型材料.列举了多种FGM的制备方法,分析了FGM的热震、压缩等性能及实验手段,展望了FGM新的发展方向.     

树脂基摩擦材料耦合机理研究

目的提高树脂基摩擦材料的机械性能和摩擦磨损性能。方法利用纤维的协同耦合效应制备混杂纤维增强材料,通过正交实验法设计配方,探究混杂纤维对摩擦材料性能的影响。借助扫描电镜对磨损表面和磨屑的微观形貌进行分析,使用能谱分析其元素组成,以探究摩擦材料的耦合机理。结果混杂纤维含量从8%增加到10.5%,摩擦材料的洛氏硬度和剪切强度分别维持在50～75 HRB、11.5～16.5 MPa适宜范围内,其中S3试样的洛氏硬度最大,为71 HRB,S4试样的剪切强度最大,为16.1 MPa。混杂纤维的交叉耦合效应决定了摩擦材料的机械性能。碳纤维在接触表面形成一层转移膜,发挥着润滑降温的作用,对摩擦材料的摩擦系数及磨损率均影响最大。结论转移膜的形成可有效缓解热衰退现象。适宜含量的混杂纤维可使摩擦表面形成连续的转移膜,且粒径细小的磨屑可提高转移膜的自洁性,从而降低摩擦材料的磨损率。磨损机理也由磨粒磨损和粘着磨损转变为多种机理综合的磨损形式。     

摩擦喷射复合电沉积技术研究

摩擦喷射复合电沉积技术是新近发展起来的一种高速电沉积技术，该技术具有沉积速度快、镀厚能力强、镀层性能优良等特点。本文介绍了该技术的原理、特点，探讨了工艺因素对镀层质量的影响，并对该技术今后的发展提出了建议。     

填料粒度对汽车制动摩擦材料性能的影响

目的研究填料粒度对树脂基汽车制动摩擦材料性能的影响。方法选取硅酸锆、氧化铝、石墨和蛭石作为填料,树脂基摩擦材料采用热压成型法制成,在X-DM摩擦试验机上进行摩擦磨损试验。采用正交试验法,对填料粒度不同的树脂基摩擦材料的摩擦因数标准差和高温磨损率进行极差分析,以获得填料粒度组合最佳的摩擦材料配方。采用扫描电子显微镜对该材料和未经过粒度优化材料在不同温度下的磨损表面形貌进行对比分析。结果随着硅酸锆和氧化铝颗粒尺寸的增大,摩擦因数和高温磨损率均增大,但硅酸锆和氧化铝颗粒尺寸过大或过小都会造成摩擦因数的稳定性变差;石墨粒度变化对摩擦因数的稳定性影响不大,随着石墨颗粒尺寸的增大,高温磨损率减小;随着蛭石颗粒尺寸的增大,摩擦因数的稳定性变差,且高温磨损率增大。结论硅酸锆和氧化铝粒度在320~400目之间,石墨粒度在100~200目之间,蛭石颗粒尺寸小于80目为最佳的粒度组合,制成的摩擦材料的摩擦磨损性能最佳,试样的摩擦因数稳定,高温磨损率较低,抗热衰退性能好。     

SiC_p/Cu梯度复合材料热疲劳性能研究

采用粉末冶金方法制备了4种SiC颗粒呈渐变分布的梯度复合材料,应用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、自动显微硬度计等,研究了梯度复合材料的显微组织、硬度分布和热疲劳性能。结果表明,SiCp/Cu梯度复合材料基体连续,梯度层过渡均匀,显微组织及硬度呈梯度分布;梯度复合材料的SiC颗粒渐变过渡越均匀,梯度复合材料抗热疲劳性能越好。     

制动摩擦材料的研究与发展现状

摩擦材料的性能是影响机械设备工作可靠性的重要因素,研究摩擦材料对改善制动系统的制动效能具有重要意义。从制动摩擦材料的分类与制备、摩擦磨损性能与机理以及性能预测三个方面,对制动摩擦材料的研究与发展现状进行了调研。首先,介绍了制动摩擦材料包括金属基、半金属基、非金属基三种类型,阐述了各种摩擦材料常用的制备方法及应用领域;其次,分析了制动压力、制动速度等工况对摩擦磨损性能的影响规律及其作用原理,简述了常见的磨损形式,并结合无石棉闸瓦的SEM微观形貌,重点探讨了粘着磨损、磨粒磨损、切削磨损、疲劳磨损与热磨损各自的产生机理及其主要影响因素。此外,归纳了摩擦材料性能的预测与分析方法,并以BP神经网络为例介绍了人工智能技术在摩擦学性能预测中的应用。最后,指出了陶瓷摩擦材料与功能性摩擦材料是未来摩擦材料的发展方向。