制动速度与压力对飞机炭刹车盘摩擦磨损性能的影响

采用HJDS-Ⅱ惯性台在各种制动速度/压力及外场装机使用的条件下,对西安超码科技公司采用自主创新专利技术生产的Chaoma B757,Chaoma A320炭刹车盘与Dunlop公司的B757,以及Messier-Bugatti公司的A320Sepcarb?ⅢOR炭刹车盘的摩擦因数、平均力矩和磨损率进行对比试验。结果表明:4种类型炭刹车盘材料的能量、力矩均随制动速度和制动压力增加而增大;摩擦因数在低速阶段均出现低能峰值特性,然后随着制动速度与压力增加呈降低趋势。ChaomaB757,A320炭刹车盘凸显2个特色:在飞机中止起飞能量下制动压力比国外原件低25%,摩擦因数比国外原件高25%～29%;B757炭刹车盘的装机应用的最长使用寿命达到2823~3289次起落,与国外B757原件的使用寿命相当,凸显出优异的低磨损率特色。     

飞机机轮炭/炭刹车盘金属件铆接工艺分析

飞机机轮炭/炭刹车盘上金属保护件与炭/炭盘配合好坏直接影响炭/炭盘的安全使用.文章介绍了飞机机轮炭/炭刹车盘的使用性能,炭/炭刹车盘金属保护件的作用、金属保护件材料性能和加工要求,主要对炭/炭刹车盘与金属保护件铆接工艺作了详细地介绍和分析,对铆接后的炭/炭刹车盘组件的质量和使用效果进行了跟踪评估,并对B757-200、A320等飞机炭/炭盘对金属保护件的要求和技术参数作了分析.     

高性能炭/炭刹车盘的纤维分布与基体炭特性

炭/炭刹车盘是炭/炭(C/C)复合材料制成品中制造难度最大的一种,除了对其基体炭的结构有特殊要求外,炭纤维预制体的结构也是影响其使用性能的一个关键性因素.该文作者采用先进检测设备对一些高性能炭/炭刹车盘进行了详细的检测、分析.结果显示:高性能炭/炭刹车盘的预制体是由叠层厚度约为0.5 mm、重复单元为…60°/90°/60°/90°…的连续长炭纤维层和厚度约为0.5 mm的短纤维层经针刺而成,其针刺密度约为2.2 hole/mm2.该刹车盘的CVD炭为RL结构炭,并且炭纤维间结合紧密,炭刹车盘的石墨化度高达89.2%.     

飞机炭／炭复合材料刹车盘齿形加工可靠性工艺分析

文章介绍炭／炭复合材料的制备技术和该材料的特性,机轮对炭／炭复合材料刹车盘的使用要求。对炭／炭复合材料刹车盘的机加工工艺可靠性作了探讨和分析,特别对加工刹车盘啮合齿廓时刀具的磨损对加工精度的影响、在数控机床加工刀偏的调整、保证工件质量作了一定的探讨。     

飞机炭刹车盘的制动摩擦性能

研究了某种针刺毡结构的C/C复合材料刹车盘在不同能量、压力及湿态环境下的摩擦磨损性能,结果表明:该种材料具有稳定的摩擦性能和重复性,刹车力矩平稳,且能载水平高,磨损小;湿态环境下平均动摩擦系数降低,但随着压力的增大,这种影响减小。     

炭/炭复合材料机轮刹车盘磨削加工方案分析

以炭／炭复合材料飞机机轮刹车盘为例，介绍了冼俄复合材料坯体的组成及机械特性、表面质量要求。根据该材料的特性和产品要求。制定了产品最终机加工磨削加工方案。同时，采用周边固定法。对工件的受力情况作了分析，对用此种固定法磨削加工的产品质量作了评价，结果表明，此种磨削工艺完全满足生产的要求。     

国产PAN基炭纤维增强炭基体复合材料的制动摩擦行为

分别采用国产聚丙烯腈基(即PAN基)炭纤维CCF700(A)和CCF300(B)及日本东丽PAN基炭纤维T300(C)编织二维针刺毡预制体,通过化学气相沉积结合树脂浸渍炭化增密技术制备飞机刹车副用炭/炭复合材料,在HJDS-Ⅱ型地面惯性台上测试这3种炭/炭复合材料的制动摩擦特性。结果表明:用国产炭纤维制备的炭/炭复合材料样件的整体石墨化度低于用进口炭纤维制备的样件。在模拟正常着陆能载下,国产炭纤维增强样件的减速率高于进口纤维增强样件。其中,采用CCF700炭纤维制备的材料A的摩擦因数较高、波动明显,而采用CCF300炭纤维制备的材料B的摩擦因数稳定在0.28左右。同时,刹车盘A和B的刹车过程相对平稳,刹停时间短,但刹车盘C在刹车结束前有明显的刹车力矩回升,有利于刹车过程的稳定性。材料A表面形成较厚的摩擦层,而材料B的摩擦表面摩擦层较薄,这与CCF300炭纤维具有良好的耐磨性有关。     

航空刹车副用炭/炭复合材料渗硅增摩改性研究

对A,B2种试样作了渗硅处理.在A样的摩擦磨损试验中,其线性磨损由原来的42μm/次降低到17.56μm/次,摩擦因数较稳定,均为0.36,并且摩擦磨损曲线的线型较好.B样渗硅后也比渗硅前的摩擦磨损曲线线型好,同时解决了摩擦时的振动问题,但随试样中所生成SiC含量的增加,其摩擦因数逐渐降低(由0.40→0.34→0.30),线性磨损量增大(由(2.0/1.4)μm→(21.21/23.12)μm→(69.33/52.85)μm).同时分析了摩擦磨损的机理,认为其摩擦磨损性能一方面受A,B 2种试样的结构性能影响;另一方面也取决于渗硅后所生成SiC的性能及结构.     

航空刹车用炭/炭复合材料沥青浸渍法增密研究

以CVD工艺预增密至一定密度的自制刹车用炭/炭(C/C)复合材料和国外C/C复合材料刹车片为研究对象,分别采用中温沥青及高温沥青为浸渍剂,对C/C刹车片进行浸清-炭化新工艺补充增密处理.结果表明:自制及国外C/C刹车片均具有较好的可浸渍性;可以采用沥青浸渍-炭化法高效增密;两种沥青相比,高温沥青残炭率更高,但也易产生难石墨化炭;针对整个沥青而言的宏观残炭率与只针对样品而言的实际残炭率的差距随着炭化压力提高而变小,因而,为了快速制取C/C复合材料刹车片,必须提高炭化压力;新工艺补充增密后C/C复合材料刹车片样品各项性能比增密前均有显著的提高.     

Y7飞机铁基刹车材料的研制

本文依据各种组元对摩擦材料摩擦磨损性能的不同影响,通过对加入Cu、Ni、Mn、Mo、C基体组元;MoS₂、BaSo₄、Sn、Pb润滑组元;SiC、Al₂O₃、SiO₂摩擦组元材料的摩擦摩损性能、抗卡滞性能等方面的研究试验,研制成功Y7铁基刹车材料。经地面模拟试验、飞行试验和长时间的航线使用证明,该材料摩擦摩损性能优良,比原用钢基摩擦材料使用寿命提高3倍以上。     

预浸涂对航空刹车副用C/C 复合材料抗氧化性能的影响

C/C复合材料在高于450℃的空气(氧化气氛)中会显著氧化,可采用基体抗氧化和涂层抗氧化来防止其氧化.作者采用在基体材料表面预先浸涂浸渍剂,再涂刷涂层并将涂层固化处理制备涂层的工艺方法,制备出抗氧化性能良好的抗氧化涂层.预浸涂处理可使材料的起始氧化温度提高近200℃.单独预浸涂以硼酸、TEOS为主的浸渍剂抗氧化效果不明显,而预浸涂以磷酸+硼酸混合液、磷酸为主的浸渍剂效果较好.其最佳抗氧化效果为900℃×2 h静态氧化失重率为0.33%,900℃×4 h静态氧化失重率为1.13%.对以硼酸、磷酸和TEOS及其混合液为主的浸渍剂的抗氧化机理进行了探讨.     

飞机制动过程中刹车副温度场的数值模拟

基于三维循环对称有限元模型,阐述飞机刹车副制动过程中温度场的计算方法;讨论边界条件和各相关参数的确定方法;应用有限元软件ANSYS对粉末冶金飞机刹车副温度场进行仿真,研究摩擦材料物性参数对温度场的影响.研究结果表明:1)增大摩擦材料热导率和增大其蓄热能力都能降低刹车副最高温度值,但蓄热能力对刹车副最高温度影响更大:2)测温点最高温度出现时刻主要跟摩擦材料热扩散率有关,热扩散率越大,测温点温度达到最大值所用时间越短;3)保持其他参数不变,增大摩擦材料热导率能降低摩擦片轴向最大温度梯度,而增大其蓄热能力却使摩擦片轴向最大温度梯度增大.     

高速列车铸钢制动盘材料的研究

为满足我国高速列车快速发展、实现盘形制动装置国产化的需要,选用铸钢作为制动盘材料,对其化学成分和盘结构进行设计,并对制动盘材料进行性能研究,通过1:1制动动力试验台对制动盘进行验证试验.研究结果表明,所研制的高速列车铸钢制动盘材料在常温及高温下的力学性能良好,抗热变形能力和热稳定性能优异,韧性、耐磨性和铸造工艺性能好,是理想的制动盘材料:试制的铸钢制动盘紧急制动距离短,盘面光洁,完全满足我国高速动车组制动技术条件及<铁路主要技术政策>的规定;铸钢制动盘与粉末冶金闸片相匹配的摩擦副摩擦制动性能良好,而且安全可靠,能满足200 km/h和300 km/h高速动车组的运行要求.     

航空刹车用C/C复合材料坯体结构研究

为了探索降低航空刹车用C/C复合材料成本、提高性能的有效方法,对国外炭/炭刹车材料的部分力学性能和热导率进行了测试,并利用金相显微镜对其坯体结构进行了观察分析,在此基础上,自制了一种针刺整体毡,进行CVD增密,并与炭布叠层坯体的结果对比.结果表明:国外航空刹车用C/C材料的层间剪切强度和垂直方向热导率比较高,坯体趋向于使用针刺毡;针刺整体毡由无纬布和网胎交替叠层,经针刺而成,这种结构具有孔隙分布均匀、气体扩散通造多、Z向纤维含量高的特点,为CVD增密创造了良好条件;自制针刺整体毡坯体经700h CVD增密,小样密度可达1.81g/cm~3,大样密度达1.75g/cm~3,且能继续增密,与炭布叠层坯体相比,采用针刺整体毡可显著缩短CVD周期.     

飞机用粉末冶金刹车盘骨架钛材改钢材的研究

为了减少稀有战略资源钛合金在粉末冶金飞机刹车盘中的应用,降低刹车盘的制造成本,避免受国际进口渠道变化的影响,提出采用30CrMnSiA钢材料替代钛合金设计加工某进口飞机刹车盘骨架,对采用钢材料后的刹车盘骨架进行结构再设计和方案分析,并采用地面惯性台对钢骨架进行模拟和结构扭矩试验。通过设计、分析和试验验证认为,新的刹车盘结构设计,妥善解决了钛材改钢材后的增重问题,使新、老刹车盘总质量、总厚度以及使用和维修条件保持不变,且力学性能和耐热性能完全满足甚至超过原结构设计要求,也说明该飞机刹车盘骨架钛材料改为钢材料是安全可靠的,完全可行的。     

航空刹车副用C/C复合材料氧化行为研究

对波音757飞机用Dunlop和波音767飞机用BF Goodrich生产的C/C复合材料刹车盘试样的氧化行为进行了研究,研究结果表明:在氧化试验温度范围内,B757刹车盘材料氧化失重与温度具有三段式关系,而B767刹车盘材料具有二段式关系,它们各自对应的氧化敏感温度分别约为600℃,700℃;在氧化敏感温度以下氧化动力学曲线为直线型,在敏感温度以上曲线为指数型;通过较深程度的氧化可清晰地观察C/C复合材料纤维骨架的结构层次,E757刹车材料为二层薄炭毡中间夹一层纤维布组成的单元叠层构成,纤维布的纤维方向互成90°;B767刹车材料为无捻长纤维按一定角度旋转铺层,并在层面上铺加适量随机取向的短纤维束;材料氧化时首先在纤维与基体交界处氧化,基体炭氧化较深,纤维炭氧化成针尖状;但B757材料的炭毡纤维氧化程度较深而成管状。     

电磁制动改善超低碳钢冷轧板表面质量的试验研究

研究了鞍钢股份有限公司板坯连铸机的结晶器电磁制动技术对铸坯皮下夹杂缺陷和冷轧板表面质量的影响。结果表明：电磁制动处理降低了铸坯表层较大尺寸夹杂物的含量,显著改善了冷轧板表面质量,冷轧板表面夹杂缺陷发生率从0．68％降到0．14％。