石墨、SiO2在铜基摩擦材料基体中的摩擦学行为研究

在添加石墨及添加石墨与SiO2后的两种铜基摩擦材料中，摩擦系数都随着转速的提高而减小，前者的磨损量随转速的提高而增大，而后者的则相反。基体中加入石墨，低转速下主要发生粘着和犁削现象，当转速增加后材料的磨损以犁削和剥层脱落为主。高转速条件下则出现氧化磨损，石墨在摩擦表面被碾成一薄层，与表面塑性变形金属和磨屑形成多层叠加结构，削弱了表层与基底的结合强度，易发生层状剥落。基体中加入石墨与SiO2后，在较低转速下材料以磨粒磨损为主，高转速时则伴有少量氧化磨损，表面膜上裂纹是导致其脱落的主因。     

铜基复合材料受电弓滑板摩擦磨损及电阻率的研究

针对目前受电弓滑板与接触网导线构成的特殊摩擦副存在磨损严重、电弧敏感度高、机械性能较差的缺陷, 研制了一种具有减摩耐高温和导电性能优良的耐热铜基受电弓滑板材料。采用MG-2000型高速高温摩擦磨损试验机, SX1934(SZ-82)数字式四探针测试仪, XJL-03型金相显微镜, JSM-6700F扫描电镜等仪器测试并分析了其热摩擦磨损、电性能及显微组织。结果表明: 添加改性PI树脂在300 ℃环境温度下摩擦60 min平均磨损量和摩擦15 min的摩擦系数分别为4.6×10^-5 g/m和0.112,低于改性前的13.8×10^-5 g/m和0.114, 而且电阻率为3.3 μΩ·m, 要小于同类复合材料电阻率(10 μΩ·m)。     

二硼化钛-铜-石墨基复合材料的摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金的方法制备了TiB₂-Cu-C、镀铜TiB₂-Cu-C和铜-石墨复合材料电刷。研究了以上3种复合材料电刷在相同的压力和线速度条件下的机械磨损性能和电磨损性能。研究表明: 在通电磨损时, 3种复合材料的摩擦系数、磨损量要大于纯机械磨损时的摩擦系数和磨损量, 石墨形成的润滑膜对摩擦系数的影响很大。对比3种复合材料电刷的磨损量, 发现加二硼化钛的最高, 铜-石墨的次之, 加镀铜二硼化钛的最低。加入镀铜二硼化钛电刷的耐磨性能显著提高。     

碳纤维增强铜基自润滑复合材料的摩擦磨损性能研究

采用无压熔渗工艺制备了碳纤维增强铜基自润滑复合材料。采用偏光显微镜和扫描电镜观察了材料的组织形貌,研究了热解碳含量对材料物理性能的影响,并探讨了往复运动模式下材料的摩擦磨损性能及磨损机制。研究结果表明:含钛锡青铜熔融合金液体可充分渗入碳纤维多孔预制体中,复合材料成分均匀;随热解碳体积含量增加,复合材料密度、硬度及摩擦系数减小,磨损率升高;材料表面摩擦膜的形成和脱落是造成复合材料磨损加剧的原因;碳纤维增强铜基自润滑复合材料在往复运动模式下的摩擦磨损机制主要为磨粒磨损并伴随氧化磨损。     

干摩擦条件下MoSi2／45钢摩擦磨损性能的研究

通过着重研究MoSi2和45钢对摩时的干摩擦磨损性能，在扫描电子显微镜（SEM）下观察了磨损表面的形貌，分析了其摩擦磨损机理。结果表明：随SiO2氧化膜的产生与剥落，摩擦系数随摩擦行程的延长呈不规则变化，MoSi2材料表现出优良的耐磨性能，其稳定磨损率小于0．04g/km。随着磨损载荷的增，摩擦机理主要从微观滑移、塑性变形转变为粘着效应；磨损机理主要从磨粒磨损、氧化疲劳磨损转变为粘着磨损。     

ZTA/A356复合材料的摩擦磨损性能研究

利用热压烧结制备了ZTA陶瓷预制体,然后通过压力浸渗工艺制备了ZTA/A356复合材料,同时对复合材料的摩擦磨损性能进行了测试分析.试验结果表明,ZTA/A356复合材料的体积损失约为A356基体铝合金的1/4,且复合材料的摩擦磨损性能随ZTA颗粒粒度的减小先下降再提高.     

Al对MoSi2材料干摩擦磨损性能的影响

运用M－2型摩擦磨损试验机测定了不同载荷条件下Al／MoSi2材料与45钢配对时的干摩擦磨损性能，采用SEM观察了摩擦副表面的形貌，利用X－ray分析了相组成，并探讨了其磨损机制。结果表明：少量Al的添加降低了MoSi2材料的摩擦磨损性能，其摩擦系数和磨损率均可用负荷的4项式表示。随负荷增大，Al／MoSi2材料的磨损机制主要表现为微切削、粘着磨损和凿削式磨粒磨损。     

载荷对MoSi2高温磨损性能的影响

采用高温自蔓延合成了MoSi2粉末,经冷压和高温真空烧结成试样。在XP-5型高温摩擦磨损试验机上,考察了MoSi2与Al2O3陶瓷在1 000℃对摩时的摩擦磨损特性。通过带微探针的扫描电子显微镜（SEM）观察与分析了试样表面的磨损形貌及成分组成,并讨论了其磨损机理。结果表明,MoSi2的高温磨损过程存在跑合、过渡期和稳定磨损3个阶段,小于50 N时该材料具有较好的耐磨性;虽然粘着磨损普遍存在,但随着载荷的增大,MoSi2的磨损机理依次还表现出研磨、塑性变形与疲劳断裂。     

纳米蒙脱石改性PF增强复合材料及摩擦磨损性能

采用球磨法成功制备了纳米蒙脱石（MMT）粉体,并使用KH-550偶联剂对制备的纳米MMT粉体进行表面修饰（K-MMT）,结果表明,85%的MMT颗粒粒径在100 nm之内,且修饰的纳米K-MMT在溶液中具有较好的分散性。用纳米K-MMT改性酚醛树脂PF,并制备改性纳米K-MMT增强摩擦试样。热失重测试表明,在300~700℃,未改性的PF与纳米K-MMT改性PF（K-MMT-PF）变化趋势相近;而当温度高于700℃时, K-MMT-PF具有较好的耐热性。摩擦试验结果表明,纳米K-MMT改性PF增强摩擦试样的摩擦因数和磨损率得到了改善,其摩擦机理主要为粘着与疲劳磨损。     

粘结剂添加稀土对摩擦材料摩擦磨损性能的影响

研制了新型的稀土半金属汽车摩擦材料。通过基体树脂中添加稀土元素，摩擦材料的高温摩擦系数提高而且平稳，高温磨损率降低。热失重曲线证明了稀土元素的加入，提高了树脂粘结剂的热分解温度，摩擦材料的热衰退性能有所改善。SEM断面照片显示，稀土元素的加入，改善了摩擦材料中树脂与钢纤维接触界面的状况。初步探讨了稀土发生作用的可能机理。     

试验条件对C/C 复合材料滑动摩擦磨损特性的影响

在MM-2000 环-块摩擦试验机上测试了C/C 复合材料的摩擦磨损行为。通过对试样在不同时间、不同载荷、不同润滑状态下的摩擦磨损试验得出:随时间的延长, C/C 复合材料的摩擦系数趋于稳定。在摩擦试验后期, 材料摩擦系数一直保持在0.12。载荷对磨屑膜有着重要影响, 材料平行试样和垂直试样在150 N 摩擦5 h 后, 其摩擦系数仅为0.12。水润滑和油润滑状态下, 材料的摩擦系数降低, 仅为0.05～ 0.08。水润滑时材料磨损量增加, 油润滑时磨损量较小, 干态时磨损量最小。     

减摩组元对树脂基闸片摩擦磨损性能的影响

研究了在树脂基摩擦材料中添加固体润滑剂石墨、二硫化钼、焦炭粉,以适当调整其摩擦系数,并改善摩擦磨损性能.结果表明:树脂基摩擦材料中添加石墨可有效降低摩擦系数,大幅度提高复合材料及其摩擦副的耐磨性.树脂基摩擦材料中的二硫化钼在摩擦过程中,发生氧化转变为MoO3,失去了层状结构,因而不能使摩擦系数降低.焦炭粉的加入,也可降低树脂基摩擦材料的摩擦系数.     

纤维混杂增强汽车制动器摩擦材料的研究

研制了以芳纶浆粕、玻璃纤维、硅灰石纤维和钛酸钾晶须作为增强体的汽车制动摩擦材料.利用定式速摩擦试验机测试其摩擦磨损性能,通过扫描电镜对其在不同温度下的磨损形貌进行了观察和分析.结果表明:舍芳纶3%、玻璃纤维12%、硅灰石12%、钛酸钾晶须1004、改性树脂12%的摩擦材料具有优异的摩擦磨损性能;摩擦材料在中高温磨损主要是磨粒磨损和热疲劳磨损.     

纳米铜粉粒径对NAO型摩擦材料摩擦磨损性能的影响

考察了纳米铜粉粒径、含量对酚醛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分析磨损面形貌,并探讨其磨损机制。结果表明:与传统微米铜粉相比,纳米铜粉可使材料摩擦因数的稳定性提高一倍。随着铜粉尺寸的减小,摩擦材料的摩擦因数稳定性提高,磨损率也逐渐变小。添加2%铜粉(50 nm)的摩擦材料摩擦因数最稳定且具有较低的磨损率。在高温段(350℃),添加50 nm铜粉的材料磨损率仅为0.199×10-7cm3/(N.m),是添加微米铜粉的70%。SEM分析显示纳米铜粉使摩擦表面更平稳,添加了纳米铜粉的摩擦材料具有更稳定的摩擦因数及较低的磨损率。     

纳米蒙脱土润滑油添加剂对金属摩擦副的摩擦磨损性能的影响

制备蒙脱土纳米粒子添加到150N基础油中的润滑油体系,以45#钢作为金属摩擦副,利用MMU-10G摩擦磨损试验机研究其摩擦学性能,使用电子探针、金相显微镜、能谱仪进行试样磨损面形貌观察和组成元素分析。实验结果表明:纳米蒙脱土润滑油添加剂具有优异的减摩效果和良好的抗磨性能,与基础油相比较,平均摩擦因数下降48.8%,对应摩擦副试件失重减少45.5%,试样表面生成由纳米蒙脱土形成的自修复膜。     

不同速度下石墨含量对铜基摩擦材料性能的影响

采用粉末冶金工艺制备铜-石墨材料。通过改变石墨在材料中的含量(2.5%～30%), 观察在不同摩擦速度下, 材料摩擦系数的变化规律, 并测出各对应条件下的磨损率。研究表明, 随着石墨含量的增加, 摩擦系数和磨损量减小。在石墨含量低于10%时, 摩擦速度对材料的摩擦系数影响明显, 且随摩擦速度的提高, 磨损量迅速增加。当石墨含量大于15%时, 摩擦系数稳定, 磨损量并没有随摩擦速度的提高而明显增加。     

石墨浸锑材料摩擦磨损特性研究

用Olympus光学显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、摩擦磨损试验机等仪器对样品a(KC6709)和b(T163D)两种石墨浸锑材料的组织结构、力学性能以及摩擦磨损性能进行对比试验研究.结果表明,样品b浸入相熔融锑形态清晰,大小分布均匀,孔状结构较明显;同时样品b也能较快形成润滑膜,而且绝时磨损量小.因此,样品b已达到或超过了样品a的各项指标,而且耐磨性好,可广泛用作有杂质颗粒介质的高硬度、高抗磨轴承和机械密封.