硼铁含量和粒度对铁铜基摩擦材料性能的影响

研究了硼铁含量和粒度对铁铜基摩擦材料性能的影响。研究发现, 当硼铁粒度为0.250～0.075 mm时, 若硼铁含量在0～10%范围内变化, 则摩擦系数随硼铁含量的增加而增加。在制动压力为0.6 MPa 时, 摩擦材料的磨损随硼铁的增加而有所下降;当压力增加到1.1MPa 时, 材料的磨损随硼铁的增加而增加。当硼铁含量为2.5%时, 摩擦系数和材料磨损量随细粒度0.048～0.028 mm 硼铁的增加而下降。研究还发现, 摩擦材料中的硼铁(FeB)在烧结过程中与Fe 反应形成了Fe₂B, Fe₂B 的生成既可提高摩擦系数又可降低材料磨损。     

搅拌头转速对铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织性能影响的研究

在不同搅拌头转速下对3mm厚的6063-T4铝合金进行双轴肩搅拌摩擦焊接.结果表明:当焊接速度为200mm/min时,搅拌头转速在400~700r/min的范围内,均可获得成形美观、无内部缺陷的接头;随着转速的增加,接头搅拌区范围有所降低,晶粒尺寸有所增大,沉淀相粗化更为明显;同时,热机影响区范围有所增加,晶粒变形更为剧烈,与搅拌区组织的差异更为明显;各区域硬度值均有所降低,热影响区范围也有所增大.当转速为400r/min时,接头强度达到最高为173 MPa,接头强度系数为85%,伸长率18.3%.     

掘进机用耐磨材料性能测试分析

为解决掘进机工作过程中耐磨件长期与岩石接触而极易磨损的问题,自主研发了一款耐磨材料,为验证其性能,对其成份、组织、力学性能及摩擦磨损性能进行了分析。结果表明:材料C含量为0.4%,Si含量为0.86%,材料机械性能稳定,显微组织为马氏体及少量残余奥氏体,材料强韧性良好;抗冲击强度达到359 MPa,抗拉强度达到3 000 MPa;材料经摩擦磨损实验后,材料的磨损量仅为0.005 5 mm/h。     

矿井提升机盘式制动器的摩擦磨损特性研究

采用Link 3900 NVH台架试验机对提升机盘式制动器进行定压、定速摩擦测试,得出提升速度为5~30 m/min、制动压力为1~3.5 MPa条件下的平均摩擦因数和稳定磨损率变化规律。通过TM3000扫描电子显微镜分析摩擦片在2 MPa制动压力和不同提升速度条件下的表面磨损形貌。研究结果表明:提升机盘式制动器的摩擦因数随制动压力的增大呈减小趋势;低速挡条件下的摩擦因数较大;中速挡条件下的磨损受制动压力的影响较小;低速挡和高速挡条件下的稳定期磨损率数值较大,且波动性显著;提升速度的增大将显著加速黏结剂的改性,高速挡条件下的基体纤维出现了部分不规律性分解。     

石墨对碳毡/地质聚合物复合材料摩擦性能影响

以地质聚合物为基体,水玻璃和氢氧化钠为碱激发剂,碳(纤维)毡为增强材料,石墨为摩擦性能调节剂制备了碳毡/地质聚合物复合摩擦材料。使用AG-10万能试验机、摩擦试验机、扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)等检测仪器对碳毡/地质聚合物复合摩擦材料的力学性能与摩擦性能进行研究。结果表明,当石墨掺量增加到9%时,复合材料抗压强度和弯曲强度分别为55.13 MPa和20.22 MPa;石墨的加入让复合摩擦材料的摩擦因数及磨损率均减小。复合摩擦材料在同一摩擦转速下摩擦因数随石墨含量的增大趋于减小。     

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。     

旋转速度对航空高强铝合金搅拌摩擦焊缝性能的影响

航空材料7022高强铝合金因具备密度低、比强度高等优点常被用作飞机框架零件材料。采用搅拌摩擦焊方法对7022铝合金进行焊接试验。结果表明,旋转速度是影响焊缝质量的关键因素,当旋转速度值为400 r/min时,能获得细小的等轴再结晶晶粒,焊缝力学性能达到最佳状态,焊接速度为100 mm/min时,抗拉强度σb为604.79 MPa,已超过母材的抗拉强度598 MPa,达到母材的102.5%,屈服强度σ0.2为525.21 MPa,接近母材的屈服强度530 MPa,达到母材的99.10%,平均延伸率约为3.45%,呈现出优异的力学性能。     

石墨化度对炭/炭复合材料在不同制动速度下的摩擦磨损性能的影响

将炭布叠层的炭纤维预制件通过化学气相沉积增密后分别在2 000、2 150、2 300 ℃进行高温热处理得到3 种不同石墨化度的炭/炭复合材料, 采用MM-1000 摩擦试验机对这3 种炭/炭复合材料进行不同速度下的摩擦磨损性能试验, 并对磨损表面及磨屑进行SEM 观察, 结果表明:低速时材料的摩擦系数均很小;刹车速度为10 m/s 时, 石墨化度对材料的摩擦系数影响显著, 石墨化度越高, 材料的摩擦系数越大, 石墨化度低的样件A 摩擦表面形成薄且光滑的磨屑层, 而石墨化度高的样件C 摩擦表面形成厚的、粗糙的磨屑层;刹车速度大于20 m/s 时, 石墨化度对材料摩擦系数的影响变小, 3 种材料摩擦表面均形成较为平滑的磨屑层。石墨化度的高低显著影响材料高速时的磨损, 石墨化度升高到一定值时能显著降低材料高速时的磨损, 继续升高石墨化度, 磨损变化不大,高速时石墨化度低的样件A 氧化严重。综合考虑摩擦磨损性能, 该粗糙层结构的炭/炭复合材料石墨化度控制在45 %为宜。     

铜含量对铁基粉末冶金航空刹车材料摩擦磨损性能的影响

讨论了大范围内铜含量（0％－30％）,质量份数）对铁基粉末冶金航空刹车材料摩擦磨损性能的影响和材料的摩擦磨损机理,结果表明：不含铜时,材料的摩擦因数和磨损量均较大,磨损主要为粘着磨损;添加铜后,材料的摩擦因数和磨损量均有所下降,疲劳磨损为主要机理;当铜含量升高到有大量游离铜存在时,材料的摩擦因数和磨损量逐渐增加,磨损机理又主要体现为粘着磨损。     

TiC/Cu复合材料的摩擦性能研究

为提高TiC/Cu复合材料的摩擦性能,对不同TiC掺量条件下TiC/Cu复合材料的摩擦磨损性能进行实验分析。结果表明,与基体试样相比,复合材料的磨损系数较低,且在低载荷磨损时磨损性能更佳,当TiC含量增加到3%时摩擦系数最低。通过磨损形貌分析发现,基体材料主要为黏着磨损,复合材料的磨损行为表现为氧化、黏着和剥层磨损,且复合材料中的TiC颗粒具有很好的抵抗黏着磨损的作用,使得复合材料表面磨损程度减轻。     

碳纤维含量对铜-石墨电刷电磨损性能的影响

为进一步改善铜-石墨复合材料电刷的导电和耐磨性, 提高其使用寿命, 研究了在不通电和通电2种条件下, 碳纤维含量对铜-石墨电刷磨损量的影响。结果表明, 电磨损时, 在电刷和换向器间形成一层润滑膜, 可降低粘着磨损。随碳纤维含量的增加, 电刷的电磨损量降低; 当碳纤维含量大于0.5%时, 电刷电磨损量增大。在同一磨损时间条件下, 电刷的电磨损量约为机械磨损量的2～7倍。电刷在电磨损过程中有极性的差异, 正刷的磨损量大于负刷的磨损量。     

加载速率对Csf/LAS复合材料断裂特性的影响

对短切碳纤维增强Li2O-Al2O3-SiO2玻璃陶瓷基复合材料(Csf/LAS)断裂特性进行了研究,结果表明:随加载速率增加,材料的断裂功rwof降低,而材料的抗弯强度先增加后降低.当加载速率为500 MPa/s时,材料的抗弯强度最大.用扫描电镜观察,当加载速率较低时,有明显的纤维拔出;当加载速率较高时,无明显的纤维拔出,纤维呈弯曲状.     

碳纤维对粉煤灰地聚物复合材料性能的影响

以高钙粉煤灰为原料、硅酸钠和氢氧化钠为碱激发剂、短切碳纤维为增强材料,制备了碳纤维增强高钙粉煤灰基地质聚合物复合材料,探讨了碳纤维掺量对地聚物复合材料和易性、抗压强度、导电性能及微观形貌的影响。结果表明:随着碳纤维掺量的增加,地聚物复合材料的抗压强度增大,其体积电阻率显著降低,并存在导电渗流现象,阈值介于0.1%~0.2%之间。当碳纤维掺量为0.5%时,28 d龄期试件的抗压强度为45.93 MPa,较未掺碳纤维时提高了34.26%;其体积电阻率仅为5Ω·cm,比未掺时的电阻率降低了2~3个数量级。SEM分析表明,碳纤维与基体界面的黏结性较好,当碳纤维含量超过0.2%时,纤维相互搭接增多,抑制了微裂缝产生和扩展,起到阻裂和增强作用,也为地聚物复合材料导电性能的改善提供了有效导电通路。     

石墨对碳毡/水泥复合材料摩擦性能的影响

以水泥为黏结剂,碳(纤维)毡为增强材料,石墨为摩擦性能调节剂,用浸渍法制备了碳毡/水泥复合材料。在AG-10k N万能试验机上测试了复合材料的抗弯和抗压性能;按照GB 5763-2008,使用MMUD-10B型摩擦试验机在100 N载荷下测试复合材料在不同石墨掺量下的摩擦因数和磨损量,研究了三维针刺碳毡/水泥复合材料的摩擦性能,并结合其磨损面和摩擦碎屑形貌研究了摩擦磨损机理。结果表明:随着石墨掺量的增加,摩擦因数不断减小,磨损率先减小后增大,抗弯强度和抗压强度均出现逐渐降低的趋势;当石墨掺量为12%时,摩擦因数为0.37,并有最低磨损率为4.4×10~(-7) cm~3/(N·m)。     

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)。     

转速对2524铝合金搅拌摩擦点焊组织与性能的影响

对2524铝合金薄板进行搭接搅拌摩擦点焊试验,研究了搅拌头转速对其组织与性能的影响。结果表明,随转速增加,焊点外侧飞边越加严重,组织畸变程度增加,焊核区宽度增大,有效连接宽度先增大后减小。母材区硬度最大,热影响区硬度最低;在焊核区内,显微硬度随转速增加而增大,当转速为1 100 r/min时达到最大133.9HV,而热影响区在300 r/min时硬度最大。在单向拉伸试验中,接头剪切强度随转速增加先增大后减小,在700 r/min时达到最大值3 510 N;接头呈现出两种断裂模式:即低转速下平行于两板面断裂和高转速下沿倾斜方向断裂;断口呈现明显的剪切韧窝形态,韧窝小而浅,焊接接头为韧性断裂。     

高压旋喷工艺钝化尾矿库中重金属的研究

为了固化金属矿山尾矿库中重金属,研究了沸石、凹凸棒土和膨润土三种钝化剂对土壤中Cr、Zn、Cd、Pb的固化效果,并采用高压旋喷技术将钝化剂注入到尾矿库中,对重金属进行钝化处理。测定了尾矿砂中各重金属(Cr、Zn、Cd、Pb)的含量,以及钝化前后尾矿砂中重金属的浸出浓度,评价了钝化剂对尾矿砂的钝化效果;通过改变旋喷的注入压力、提升速率、以及孔径间隔等参数,得出一套最优高压旋喷参数。结果表明,以粒径小于74μm的凹凸棒土为钝化材料,材料与土壤的添加比为1∶10时,重金属的钝化效果显著,其中Cr的平均浸出浓度降低了30.5%,Zn、Cd、Pb分别降低了87.8%、82.9%、42.4%;旋喷参数模拟试验表明,当样点处于旋喷柱的旋喷辐射范围内(辐射直径60cm),浆液比为1.12,泵压为23 MPa,浆液流量为90L/min,提速为14cm/min,转速为14r/min,耗材为75kg/m时,修复材料对重金属的钝化效果更显著。     

CM150×170型高压辊磨机在太和铁矿的应用

为了进一步优化太和铁矿选厂高压辊磨设备的操作参数,考察了给料粒度、主机转速以及辊磨压力等因素对高压辊磨机破碎效果的影响。研究结果表明:太和铁矿CM 150×170型高压辊磨机最佳生产工艺条件为给料+10 mm粒级含量控制在约70%,主机转速在1 150 r/min左右,稳定工作时的辊磨压力不低于13.0 MPa。此时,破碎产品中+10 mm粒级含量将在30%以下。该研究为新型破碎设备在太和铁矿的合理应用提供了一定的指导。     

硫酸钙晶须对摩擦片摩擦磨损性能的影响

研究了不同含量硫酸钙晶须对增强树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,采用干法热压工艺制备出5组摩擦材料试验片,对摩擦因数、磨损率和多项理化特性进行测定。结果表明,添加适量的硫酸钙晶须有助于改善材料的摩擦磨损性能和力学性能,当硫酸钙晶须质量分数为9%时,制得的试验片摩擦磨损性能稳定优良,摩擦制品的摩擦因数为0.45,磨损率在0.38×10~(-7) cm~3/(N·m)以内,冲击强度为0.42 J/cm~2,硬度为65,密度为3.15 g/cm~3,符合GB 5763-2008要求。     

C/hBN润滑组元对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响北大核心

为改善高温下材料摩擦性能的稳定性和提高润滑组元与铜基体的界面结合效果,采用粉末冶金工艺制备了C/hBN作为润滑组元的铜基粉末冶金摩擦材料,研究了C/hBN含量和化学镀铜表面改性对摩擦材料显微结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:适量添加hBN作为润滑组元能提高材料的摩擦系数和热稳定性,当C/hBN质量分数比为6∶3时,材料具有较高的摩擦系数,在350 km/h制动速度下其摩擦系数高达0.472,且磨损量相对较低,具有相对较好的综合性能;C/hBN表面镀铜后,摩擦材料的致密度提高,硬度略微下降,整体摩擦系数更加稳定,与未镀铜相比其磨损量降低了28%。C/hBN颗粒表面镀铜改善了C/hBN-Cu的界面结合,制动时摩擦表面的剥落坑数量明显减少。石墨和hBN润滑组元的综合运用及表面镀铜处理可有效提高铜基摩擦材料的摩擦磨损性能,有利于制动闸片轻量化设计,为C/hBN在铜基摩擦材料中的应用提供工艺理论依据。