火箭橇滑块摩擦磨损失效机理及形貌特征分析

目的为火箭橇滑块的表面磨损及其失效分析提供参考。方法选取火箭橇试验后的铜合金滑块为研究对象,采用电子显微镜、能谱仪、三维形貌仪和X射线衍射分析仪对摩擦磨损表面进行观察,并借助维氏硬度计和金相显微镜测试截面硬度及其组织结构变化。结果通过电子显微镜与能谱仪分析发现,试验后,滑块的表面存在沿摩擦方向的划痕、脱落颗粒、点蚀坑和粘着点,磨损形式有磨粒磨损和粘着磨损,对磨件上Fe等元素向滑块转移。由三维形貌分析可知,滑块表面出现很深的平行犁沟、撕裂状的表面、不规则裂纹和塑性堆积层。由X射线衍射分析可知,滑块表面形成了新的物相组织。通过维氏硬度计和金相显微镜分析滑块截面发现,由于加工硬化,沿表面至深度2.5 mm,硬度由129HV降低到95HV,降低约26%,且组织结构也随之发生变化。结论分析认为,干摩擦过程中火箭橇滑块表面聚集大量热能,导致温度沿截面呈明显梯度变化,因而引起组织结构随之变化,进而出现磨粒磨损和粘着磨损两种典型现象。加工硬化引起表面塑性降低,硬度沿截面方向呈梯度变化。

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4.6×10-5g/m和0.112,低于改性前的13.8×10-5g/m和0.114,而且电阻率为3.3μΩ.m,要小于同类复合材料电阻率(10μΩ.m)。

铜基受电弓滑板试件电阻率和磨损性能研究

为了制备具有优良电阻率和磨损性能的C/Cu复合材料 ,运用传统的粉末冶金 (PM)方法 ,首次将受电弓滑板材料中C的质量分数提高到 8% (采用大粒度石墨的粒度为 5 0目和 32目 ) ,分析了压制压力、烧结保温时间和烧结温度对其电阻率和磨损性能的影响 .研究了石墨粒度和镀铜石墨对受电弓滑板材料性能的影响 .研究结果表明 :如果增大压制压力 ,电阻率下降 ;而延长烧结保温时间和提高烧结温度 ,使材料的电阻率增加 .烧结温度过高或过低对材料的耐磨性和减摩性不利 .石墨粒度越大 ,电阻率越小 ,减摩性和耐磨性越差 .镀铜石墨能够改善铜基受电弓滑板材料的烧结过程 ,降低其孔隙度和电阻率 ,提高其耐磨性和减摩性 。

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。

铜基受电弓滑板材料抗拉强度和冲击韧性研究

为了制备具有优良力学性能的C/Cu复合材料,采用传统的粉末冶金(PM)方法,首次将受电弓滑板中C的质量分数提高到8%(石墨粒径为295μm和495μm),分析了压制压力、保温时间和烧结温度对其抗拉强度和冲击韧性的影响,研究了石墨粒径和镀铜石墨对受电弓滑板材料性能的影响.研究结果表明:增大压制压力,可提高铜基受电弓滑板材料最终烧结件的抗拉强度;延长烧结保温时间,则降低烧结件的抗拉强度;烧结温度过高或过低对烧结件抗拉强度和冲击韧性不利;石墨粒径对铜基受电弓滑板材料性能的影响很大;石墨表面镀铜,可改善铜基受电弓滑板材料的烧结过程,提高其抗拉强度和冲击韧性,但是不改变材料的断裂机制.

铜对碳纤维/酚醛树脂受电弓滑板材料的性能影响

采用热压烧结法制备了碳纤维织物/酚醛树脂(PE)受电弓滑板复合材料,研究了Cu对碳纤维织物/PE受电弓滑板复合材料的电阻率、密度和力学性能的影响。采用万能材料试验机、电阻测试仪测试了复合材料的力学性能和电学性能,用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)分析测试手段对材料的组成结构及断口微观形貌等进行了测试和表征。结果表明,铜粉经高温烧结后呈连续三维网状结构,这种结构与碳纤维织物协调作用,阻止裂纹扩展,提高了复合材料的力学性能;当铜含量为40%时,复合滑板材料的综合性能最优:电阻率降至22.1μΩ.m;弯曲强度和压缩强度分别提高至61.8MPa和29.6MPa;冲击韧性达到12.7 J/cm3。

镍与石墨含量对新型铜基粉末冶金受电弓滑板材料性能的影响

采用粉末冶金法,在N2和H2混合气氛保护下烧结,制备以石墨和镍等为主要合金元素的新型铜基受电弓滑板材料,研究石墨含量对该材料电阻率、冲击韧性、硬度、摩擦因数和磨损性能的影响,以及镍含量对其硬度和冲击韧性的影响,并分析烧结过程中形成的弥散相和固溶体对材料的增强增韧效果。结果表明:石墨对材料密度影响较明显,石墨含量越高,材料的电阻率越大,冲击韧性越小,并且摩擦因数越小,减磨和耐磨性越好,但石墨含量超过5%时材料性能下降;随镍含量增加,受电弓滑板材料的硬度和冲击韧性都提高,但电阻率增大。石墨和镍的含量(质量分数)均为3%时,材料的电阻率为0.22μΩ·m,硬度为HB60,冲击韧性为7.1J/cm2,摩擦因数为0.19,能满足铜基受电弓滑板的使用要求。

铜拉链拉头整形模设计

铜拉链的拉头加工工艺,在冲裁、弯形和对折弯形后整形。使处于2.7±0.05mm空间中的倒U字形条,整形成2.60-0.15×4.3mm×63°10'的V字形条。整形后V字形条要与拉头外形的中心线对称,由于拉链的产量大,价格便宜,故铜拉头冲压整形是关键性的工序。而要从两边仅为0.05㎜的单边间隙中,将倒U字形条整形成V字形条。可采用支承块支撑拉头,压板是依靠橡皮弹力轻压拉头,并需要进行完全定位。然后,在左右斜块作用下,使安装在左右滑块上左右挤板产生挤压,将U字形条整形成V字形条。这种整形成形效果不仅使成形的效率高,而且是整形成形的对称性好,整形的质量高、价格便宜。

气电横焊工艺技术改进

为了解决船舶横位置对接焊缝中存在的焊接效率低、质量可靠性差等问题,开展了针对船舶对接焊缝的气电横焊技术研究。通过对水冷铜滑块、陶瓷衬垫等关键条件的设计优化,将气电焊技术扩展至船舶建造横位置对接焊缝的焊接。随后对坡口形式、焊枪位置、摆动幅度等关键焊接工艺参数进行了合理的设计,结合船舶结构特点及工艺覆盖的要求,进行了3组不同板厚的横位置对接焊试验,测量了不同板厚的抗拉强度、硬度及冲击吸收能量,以验证工艺的可行性。结果表明,由于焊缝表面采用水冷铜滑块强制成形及焊缝根部采用陶瓷衬垫成形的影响,得到的焊缝成形美观,避免了焊后打磨处理,大大减轻了劳动强度;各个板厚的抗拉强度、硬度及冲击吸收能量等试验数据均满足船级社规范要求,并具有较大的工艺裕量;热输入最高可达93 kJ/cm,焊接效率相较于常规FCAW横焊提高了8倍左右。

冷轧热镀锌产线开卷机失效分析与改进

开卷机是冷轧热镀锌产线的关键设备之一。某钢厂开卷机频繁发生铜滑条断裂及变形事故,使热镀锌机组不能够正常运行,降低产线的生产效率。经全面分析,发现铜滑条断裂变形的主要原因是:(1)铜滑条所选材料的抗拉强度远远低于设计标准所要求的强度;(2)铜滑条端部钩头险截面抗拉横截面积设计过小;(3)液压控制系统工作压力不能精准控制。针对存在的这些问题,采取合理的解决方案,很好地解决了开卷机失效问题。

时效处理对城市轨道交通铜基受电弓滑板组织与性能的影响

采用粉末冶金法制备铜基受电弓滑板材料,在830℃下固溶2 h后水淬,然后在450~600℃下进行1~4 h时效处理。通过对不同时效温度和时间下材料的硬度、电阻率、冲击韧性和抗拉强度等性能的测试,以及微观组织与物相组成的观察与分析,研究铜基受电弓滑板材料的时效处理行为。结果表明:随时效时间延长,铜基滑板材料的硬度、冲击韧性和抗拉强度都先升高后降低,电阻率先下降然后略有升高;随时效温度升高,材料的各项性能均先提高后下降。时效处理前后材料断裂均以塑性断裂的方式进行,时效处理后拉伸断口韧窝更深,材料的冲击韧性更大。在500℃下时效3 h后,主要物相仍是铜和石墨,并产生纳米级的六方Cu_(10)Sn_3析出相,对基体产生强化作用,从而提高材料的各项性能,电阻率为0.147μ?·m,硬度HB为89,抗拉强度为355.68 MPa,冲击韧性为47.1 J/cm^2,可满足我国铜基受电弓滑板的使用要求。

关于电机集电环压塑模结构的研究

传统的模具结构是采用模压成型后机外利用专用液压机装备拉开模套,取出集电环制件。费工费时,浪费资源且模具结构非常笨重和复杂。在模具设计中对在该种模具结构进行了改进,实现了制件成型过程中的自动化操作,节约了人力、设备、缩短了生产周期,经过250、280继电环试验后效果比较理想,降低了产品成本,大幅提升了生产效率,经济效益比较显著。

2500轧机万向接轴铜滑块快速更换

通过万向轴铜滑块的拆卸和安装吊装方法的介绍,阐述了合理运用吊装方法可以优化吊装过程,节约了检修时间,降低了检修成本,为生产赢得了宝贵时间,提高了经济效益。

新型铜基受电弓滑板材料的制备与性能

以弥散强化铜为基体,镀铜石墨为润滑组元,采用真空加压烧结方法成功制备了新型石墨/铜受电弓滑板材料。研究了烧结温度对材料致密度的影响;对比分析了不同类型铜基体对石墨/铜复合材料性能的影响;考察了石墨质量分数为6%、8%、10%和12%时,石墨/弥散强化铜复合材料(Graphite/ODS-Cu)的导电性、冲击韧性及摩擦系数。结果表明:烧结温度对材料致密度影响较大,石墨/弥散强化铜复合材料在加压烧结温度达到950℃后全致密;采用弥散强化铜为基体,提高了滑板的力学性能,当石墨含量为10%时,其导电性能下降不明显,但是冲击韧性远远高于采用普通铜粉为基体的样品;石墨含量对滑板的性能影响较大,样品的导电性和冲击韧性随着石墨含量的增加而急剧下降,在石墨含量增加到10%时,其电阻率和冲击韧性分别为0.65μΩ.m和6.8J.cm-2;摩擦系数随着石墨含量的增加而降低,在石墨含量为10%时,其摩擦系数为0.231。