不同摩擦条件下铜-铁基粉末冶金材料的摩擦性能

采用粉末冶金技术制备铜-铁基复合材料,在制动压力0.5～1.2MPa范围内,通过定速摩擦试验机研究干、湿条件下,速度、压力与材料摩擦磨损性能的关系。结果表明,干摩擦系数随摩擦速度增加而降低,湿摩擦明显降低了低速摩擦系数而对高速摩擦系数影响不大。低速摩擦系数随摩擦压力增加而增加,摩擦压力对高速摩擦系数影响不明显。

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 ,磨损机理主要为粘着磨损 ;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。

铜氧化对粉末冶金材料摩擦性能的影响

将增强基体组元铜粉氧化与未氧化的两种铁基粉末冶金材料在ＭＭ－１０００型摩擦材料试验机上进行对比制动试验，测定了摩擦系数与转速、压力的关系曲线及磨损量。结果表明，若添加的铜粉发生氧化而真空烧结时不能被还原，则ＣｕＯ可成为磨粒磨损的磨料。

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％,质量分数)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:不合铜时,材料的摩擦因数和磨损量均较大,磨损机理主要为粘着磨损;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。

梯度层对铜基复合材料摩擦学性能的影响

采用粉末冶金方法制备均质石墨−铜复合材料(10%C/Cu,质量分数)和2层梯度石墨−铜复合材料(7%C/Cu-10%C/Cu),研究梯度层对石墨−铜复合材料物理性能和摩擦学性能的影响,并对其摩擦磨损机制进行分析。研究结果表明:梯度复合材料的致密度和导电性相比于均质复合材料都得到了显著提升。在法向载荷为24、26和30 N时,梯度复合材料的磨损率相比于均质复合材料分别降低了8.24%、12.10%和11.30%;梯度材料和均质材料的平均摩擦因数和磨损率均随载荷的增加而升高;梯度复合材料的磨痕深度、宽度和材料挤出高度都比均质复合材料的小,且均随载荷的增加而增大。2种复合材料的磨损机制主要以磨粒磨损为主,氧化磨损和黏着磨损为辅。

高速列车用铜铁基摩擦材料的研究

铁路运输是我国工业化进程重要的运输方式,随着列车运行速度的提高,对制动系统材料也提出了更高要求。对现役进口高铁制动片进行测试分析,得到其各组元的具体成分及其配比,以此进口配方为基础制定工艺方案,应用热压烧结工艺使性能得到进一步优化。试验结果表明:进口材料样品基体中w_(Cu)为50%、w_(Fe)为23%;润滑组元中w_(C)(鳞片石墨和团聚型石墨)为15%、w_(MoS_(2))为2%;摩擦组元中的Fe-Cr合金比例为10%。根据以上进口样品配方,使用国产原料进行配比,并通过混料预成形、热压烧结等一系列工艺步骤,成功制备样品。将自主制备样品与进口样品的基础性能进行对比分析,自主制备样品的密度为5.29g/cm^(3),大于进口样品的4.5g/cm^(3),抗弯强度为48.77MPa,高于进口样品的38MPa,而抗压强度为88.42MPa,略低于进口样品的95MPa。综合以上分析,高铁用铜铁基摩擦材料可实现自主制备,且性能相当或优于进口指标。

粉末冶金Cu-Fe复合材料的摩擦磨损行为

研究了 Ｆｅ 含量、施加载荷和滑动速度对粉末冶金 Ｃｕ Ｆｅ 复合材料摩擦磨损性能的影响，并用电子显微镜和 Ｘ 射线能谱分析了 Ｃｕ Ｆｅ 复合材料的磨损机理．结果表明：载荷和滑动速度对摩擦系数影响不大， Ｃｕ Ｆｅ 复合材料的摩擦系数随 Ｆｅ 含量的增加略有增加；在低载荷下，随 Ｆｅ 含量的增加， Ｃｕ Ｆｅ 复合材料的耐磨性提高；当载荷大于 ２００ Ｎ 时，含 Ｆｅ 量高的复合材料的耐磨性反而降低；在低载荷高速滑动条件下，随滑动速度的增加， Ｃｕ Ｆｅ

SPS温度对含铜包覆石墨铜基粉末冶金材料性能的影响

以铜包覆石墨颗粒为润滑组元,采用放电等离子烧结(SPS)法分别在700、740、780、820、860℃的烧结温度条件下制备了5种铜基粉末冶金摩擦材料,并分别在上述5种温度下分别单独对铜包覆石墨颗粒进行烧结。通过对材料的力学性能、不同制动摩擦条件下的摩擦磨损性能和内部组织的测试分析,研究烧结温度对石墨与基体之间界面结合性和材料摩擦磨损性能的影响,并确定较佳的烧结温度。结果表明:随着烧结温度的升高,材料中铁颗粒与铜基体间界面固溶度增强,但温度过高也会造成石墨表面铜包覆层完整性下降而不利于石墨与基体间的界面结合;随着制动初速度的升高,5种烧结温度下所得材料的平均摩擦因数和磨损率均呈现出先明显下降而后又变化较小的特点;当制动初速度为100和150 km/h,在700和740℃烧结温度下所得2种材料的摩擦因数和磨损率明显高于其他3种材料;当制动初速度高于150 km/h,除860℃烧结温度下所得材料的摩擦因数明显偏低外,其他4种材料的摩擦因数相差不大,并且该条件下5种材料的磨损率间差异均较小;烧结温度为780℃时,所得材料具有较好的力学性能和摩擦磨损性能。

覆铜铁粉对铜铁基粉末冶金闸片材料性能的影响

采用添加常规还原铁粉和覆铜铁粉(Fe-25Cu)制备出铜铁基粉末冶金闸片材料,测试两种闸片材料的力学性能,并通过扫描电镜观测其微观组织形貌,在MM1000-Ⅱ摩擦磨损试验机上测试摩擦磨损性能。结果表明:在烧结过程中,覆铜铁粉主要是外层的Cu粒子与基体铜粉熔合,实现了类似单一基体原子的结合,同时,抑制了Fe与合金元素Cr形成固溶体。改善了Cr作为表面活性元素对铜和石墨界面的润湿作用,降低了孔隙率,提高了材料基体的强度以及闸片材料的力学性能,降低了闸片材料的磨损量,使材料获得更优异的摩擦磨损性能。

粉末冶金受电弓滑板材料的设计及其性能研究

根据受电弓滑板的工况条件,设计了摩擦磨损性能较佳的受电弓滑板材料。分析了烧结温度和烧结保温时间对压坯密度的影响。该材料的冲击韧度、抗拉强度、硬度、电阻率和密度等指标都能满足相关标准的要求;在室温干摩擦条件下,其抗磨损性优于其他同类产品。

粉末冶金摩擦材料在锻压机床上的应用

介绍了粉末冶金摩擦材料在锻压机床上作离合器片的应用情况，提出了铸铁衬背中空铸造和铆接方法，能较好地满足使用要求。

铁含量对铜-铁基摩擦材料性能的影响

研究了 Ｃｕ Ｆｅ 基粉末冶金摩擦材料中 Ｆｅ 和 Ｃｕ 含量变化对材料机械及摩擦磨损性能的影响．结果表明：随 Ｆｅ 含量增加（ Ｃｕ 含量相应减少），材料的抗弯强度、抗压强度及硬度逐渐增大； Ｆｅ 质量分数为 ２０％ 时材料的摩擦系数高且平稳。

铜和石墨对铁基含油自润滑复合材料机械及摩擦学性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了铁基含油自润滑复合材料 ,考察了 Cu与石墨的含量对铁基含油自润滑复合材料的机械性能、摩擦学性能及组织结构的影响 ,并利用 X射线衍射仪、扫描电子显微镜及光学显微镜等对材料的组分、显微组织形态和结构以及磨损表面形貌等进行了系统的观察和分析 .结果表明 :添加适量 Cu的 Fe- Cu二元系材料的机械性能和摩擦学性能明显优于 Fe系材料 ,这主要是因为 Cu的加入改变了材料的微观结构 .添加适量石墨的 Fe- Cu-石墨三元系材料比 Fe- Cu二元系材料具有更优异的摩擦学性能 ,但机械性能有所下降 。

一种铁-铜基干式摩擦材料的研制

介绍了用于重负荷机构作制动材料的Fe Cu基粉末冶金摩擦材料制造工艺及特点。发现这种材料的摩擦磨损性能既受组元的影响 ,也受工作状态的影响。对这些影响因素进行了探讨 ,得到了一种性能较好、价格相对低廉的制动材料。

碳/铜复合材料摩擦磨损性能的研究

将粉末冶金法制备的碳/铜复合材料进行放电等离子烧结。对烧结后的样品进行了摩擦磨损性能研究。结果表明,复合材料的摩擦系数均随含碳量的增加呈下降趋势;当含碳量为6%时,磨损率最低。

铜基粉末冶金摩擦材料激光表面改性处理

为提高铜基粉末冶金摩擦材料的综合性能指标,用宽带激光束对其进行了激光表面改性处理。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRI))仪对微观组织进行了表征,并用硬度计、摩擦磨损试验机等仪器对性能进行了测试,结果表明,宽带激光表面改性处理后,铜基粉末冶金层的微观结构和性能发生了明显变化。聚合生长状态的α-Cu产生边缘溶解,大块聚合忿α-Cu细小化。在α-Cu内部形成了大量的纳米晶。激光表面改性处理后Cu基粉末冶金摩擦材料层密度提高了6%,硬度提高12.7%。耐磨性能提高45%,摩擦系数提高1%。

铁粉类型对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

采用粉末冶金工艺分别制备含还原铁粉、泡沫纤维铁粉和铁合金粉的铜基摩擦材料,研究了铁粉种类对摩擦材料摩擦磨损性能的影响.当摩擦转速从3000 r·min-1提升至6200 r·min-1,用还原铁粉制备的样品,其摩擦因数随速度的升高出现严重衰退;含泡沫纤维铁粉的样品具有稳定的摩擦因数,试验范围内其波动值不超过0.024,但是磨损严重;采用铁镍合金粉制备的样品可有效减缓高速阶段摩擦因数的衰退,高速下摩擦因数波动低于0.027.以铁铬合金粉制备的样品,其磨耗随摩擦速度的增加几乎不发生变化,抗磨损能力最佳.

Al_2O_3颗粒镀铜对铜基粉末冶金摩擦材料Al_2O_3-Fe-Sn-C/Cu摩擦磨损性能的影响

通过对陶瓷摩擦组元的表面进行化学镀铜来改善铜基粉末冶金摩擦材料中陶瓷相与基体间的结合效果,从而提高材料摩擦磨损性能。分别采用镀铜Al2O3颗粒和未镀铜Al2O3颗粒与铜粉和铁粉等经混合、压制、加压烧结制备Al2O3-Fe-Sn-C/Cu摩擦磨损试样。测试并分析了摩擦材料的微观结构、力学性能及摩擦磨损性能。结果表明:摩擦组元镀铜可使硬质颗粒与铜基体结合紧密;摩擦材料的布氏硬度增加了12%,弹性模量提高了约7%,摩擦系数提高了5%~10%,线磨损量降低了20%~50%;表面镀铜后的Al2O3颗粒不易脱落,摩擦系数稳定性提高了13%~23%。研究结果表明,摩擦组元表面镀铜可提高材料的综合性能。

石墨烯对铜基制动材料的性能影响

目的为了提高铜基制动材料的力学性能和摩擦学性能,选用石墨烯作为增强填料添加到铜基制动材料中,研究石墨烯对铜基制动材料性能的影响。方法采用粉末冶金的方法制备了石墨烯含量(质量分数,后同)分别为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的铜基复合材料,并对不同试样的力学性能和摩擦磨损性能进行比较。结果含有石墨烯的试样硬度为46.4~54.2HB,高于未添加石墨烯试样的硬度(44.5HB)。含有石墨烯的试样抗弯强度为250~418 MPa,均高于未添加石墨烯试样的抗弯强度(218 MPa),其中石墨烯含量为0.4%的试样的硬度和抗弯强度最大,分别为54.2HB和418 MPa。随着石墨烯含量的增加,材料的密度逐渐下降。当石墨烯含量为0.2%~0.4%时,材料摩擦系数的稳定性提高且磨损率降低;当石墨烯含量为0.6%~0.8%时,材料摩擦系数的稳定性下降且磨损率变大。当石墨烯含量为0.4%时,材料的摩擦系数最稳定,摩擦系数的方差为0.3×10^(-3)(未添加石墨烯的试样为1.4×10^(-3)),磨损率最低,位于0.136×10^(-6)~0.185×10^(-6) mm^3/(N·m)之间(未添加石墨烯的试样位于0.42×10^(-6)~0.82×10^(-6)mm^3/(N·m)之间)。结论少量的石墨烯(0.2%~0.4%)可以显著提高铜基制动材料的硬度和弯曲强度,其中石墨烯含量为0.4%时,制成的制动材料的机械性能最佳,同时试样的摩擦系数稳定,磨损率较低。

铜/石墨烯复合材料的制备及性能研究

为了提高铜和石墨烯之间的界面结合强度,采用化学镀的方法使石墨烯表面均匀包裹纳米铜颗粒,然后利用粉末冶金工艺制备铜/石墨烯块体复合材料。本文研究了石墨烯含量对复合材料硬度和致密度的影响,并通过HSR-2M高速往复摩擦磨损试验机研究了铜/石墨烯块体复合材料的摩擦磨损性能。结果表明:石墨烯的加入对铜/石墨烯块体复合材料的硬度有显著的提高,但致密度随石墨烯含量的增加而降低,块体复合材料的摩擦系数和磨损率均低于未增强的纯铜。