CR 200J用树脂基摩擦材料的正交试验及多指标加权优选

为制备CR 200J用高耐磨树脂基摩擦材料,采用正交试验法设计不同含量的减摩组分(鳞片石墨、石油焦)与增摩组分(NFJ高温黏结剂、腰果壳油摩擦粉)的树脂基摩擦材料配方。通过热压成型法制备出样品,在制动压力0.8 MPa和转速3300、4200、5400 r/min下测试试样的平均摩擦因数,并计算试样的体积磨损率、热衰退性能及对偶质量磨损。对试样的平均摩擦因数、体积磨损率、热衰退性能及对偶质量磨损进行极差分析及均一化处理,使用多指标权重优选了综合性能优异的配方。结果表明:鳞片石墨在高转速下对材料的平均摩擦因数起稳定作用及降低材料的热衰退性能,而石油焦在低速制动过程中可稳定材料的平均摩擦因数;NFJ高温黏结剂对材料的各项性能影响不显著,而腰果壳油摩擦粉在高转速下表现出优异的黏弹性,有利于提高材料的平均摩擦因数,降低材料的体积磨损率及对偶质量磨损。使用多指标权重优选得到较好的配方,其中鳞片石墨、石油焦、NFJ高温黏结剂、腰果壳油摩擦粉的质量分数分别为1%、4%、3%、6%。

船舶艉轴机械密封材料摩擦磨损性能研究

为探究船舶艉轴机械密封用高分子材料在实际工作环境下的摩擦磨损性能,选用浇注型聚氨酯弹性体(CPU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、玻璃纤维改性聚己二酰丁二胺复合材料(GF/PA46)与玻璃纤维改性聚四氟乙烯复合材料(GF/PTFE)5种材料,在载荷为0.5 MPa,线速度为7 m/s的工况下开展摩擦磨损性能测试。结果表明:重载、高速的工况使得CPU、PET、PBT、GF/PA46材料出现了不同程度的剥落与犁沟,摩擦因数与磨损量较大;GF/PTFE材料仅出现一些相对轻微的撕裂和磨痕,相较于CPU、PET、PBT、GF/PA46材料,GF/PTFE的平均摩擦因数分别下降了66.6%、80.4%、86.1%、87.8%,单位时间磨损量分别下降了91.7%、92.7%、88.6%、97.0%,摩擦磨损性能最优。

油气混相回流泵送密封结构启动过程摩擦磨损性能试验

针对航空发动机轴承腔油气混相回流泵送密封(OG-RPS)结构启动过程中转速低于开启转速时密封端面易发生摩擦磨损问题,采用Plint摩擦磨损试验机进行了摩擦学性能试验。选择浸锑石墨和浸树脂石墨2种典型软环,18Cr2Ni4WA钢、表面喷涂Al2O3陶瓷和表面喷涂Cr2O3陶瓷3种典型硬环,改变转速和载荷模拟密封启动过程的速度和端面比压变化,监测密封端面摩擦系数和温度,并与机械密封结构试验数据进行对比。结果表明:螺旋槽能有效提升摩擦副润滑特性,减少表面磨损,大幅降低摩擦系数和温升,最高可分别降低73.02%和63.41%;表面喷涂陶瓷能有效提高密封面抗磨损性能,其摩擦面更平滑;对摩擦副组对浸树脂石墨和表面喷涂陶瓷更容易获得超低摩擦系数(COF<0.01)。研究结果可为航空发动机轴承腔OG-RPS密封环设计选材和性能优化提供数据支撑。

制动盘特性对摩擦性能与蠕动噪声的影响

为了研究不同汽车制动盘特性对摩擦与噪声性能的影响,分别采用车削制动盘和磨削制动盘,匹配相同配方的摩擦片,在制动性能台架上研究了摩擦性能和蠕动噪声性能,并采用实车测试了蠕动噪声性能。结果表明:当制动盘表面特性为杂乱无章的磨削条纹时,摩擦副表现出较高的摩擦因数,摩擦片前期磨损较大,蠕动噪声相对较差;当制动盘表面特性为同心圆形式的车削条纹时,摩擦副的初始摩擦因数相对略低,摩擦片前期磨损较小,蠕动噪声较好;随着摩擦副的制动次数增加,两者的差异逐渐减小。通过微观分析进一步研究了摩擦磨损机制:磨削盘对应的摩擦片,切削磨损占主导地位,摩擦片表面无法形成均匀的摩擦面,而车削盘与摩擦片贴合性好,可以快速形成稳定而连续的摩擦面。

酚醛树脂基复合材料摩擦性能试验研究

为掌握酚醛树脂基复合材料的综合性能,为其在航天领域内的推广应用提供帮助,开展复合材料摩擦性能试验的研究。准备酚醛树脂、合成材料、桐油、万能试验机、磨损试验机等材料与仪器,按照规范制备酚醛树脂基复合材料。选择弯曲强度、质量磨损率作为试验指标,经过测试后表明,在排除外界环境干扰的条件下,Cu粉末与酚醛树脂两者之间的相容性最好,即掺入Cu粉末的材料具有更高强度;掺入浓度为9%石墨粉末的复合材料的质量磨损率最小,摩擦性能最优。

汽车摩擦材料现状与发展趋势

随着汽车的日益增加,摩擦材料的需求量也逐年增大,汽车的发展对摩擦材料的性能要求也越来越高。概述了摩擦材料的发展历史、种类及优缺点、制备工艺、摩擦磨损性能的影响因子,另外,阐述了摩擦材料的发展趋势。

孔隙率对碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

碳纤维增强纸基摩擦材料是应用于汽车自动变速器中的一种新型湿式摩擦材料.在固定原材料配比和含量的基础上,通过改变摩擦材料厚度,制备出几种孔隙率不同的碳纤维增强纸基摩擦材料.采用液体渗透法测试摩擦材料的孔隙率.利用扫描电镜观察试样形貌.通过惯量试验机研究孔隙率对碳纤维增强纸基摩擦材料湿态摩擦磨损性能的影响.试验结果表明:短切碳纤维在树脂基体中均匀分散,相互桥接,形成了大小不一的贯穿性孔隙;随着孔隙率的增大,摩擦力矩曲线趋于平稳;动摩擦系数升高,静摩擦系数降低,磨损率增大.

硼改性酚醛树脂与丁腈橡胶比例对摩擦材料性能的影响

为探究硼改性酚醛树脂与丁腈橡胶的质量比(BPF/NBR)对复合摩擦材料力学性能、耐热性能和摩擦磨损性能的影响,采用不同比例的丁腈橡胶和硼改性酚醛树脂作为复合摩擦材料基体,添加碳纤维、钢纤维、石墨、氧化铝粉和沉淀硫酸钡制成复合摩擦材料。对复合摩擦材料的密度、硬度、压缩强度和摩擦磨损性能进行了测试,用变焦距体视显微镜观察磨损表面,并分析其磨损机理。用差分扫描量热仪对摩擦材料进行耐热性分析。结果表明:BPF/NBR质量比对复合摩擦材料的力学性能、耐磨及耐热性影响较大;当硼改性酚醛树脂与丁腈橡胶质量比为6∶1时,复合摩擦材料有最高的密度、硬度和压缩强度,分别为1.933 g/cm^3、105 HRL和134 MPa;当硼改性酚醛树脂与丁腈橡胶质量比为5∶1时,摩擦材料的磨损量最小;随着BPF/NBR比例增大,复合摩擦材料表面抗犁削作用增强,黏着转移减弱。利用丁腈橡胶二次改性硼改性酚醛树脂能显著提高硼改性酚醛树脂的耐热性能,且硼改性酚醛树脂与丁腈橡胶的最佳比例介于4∶1和5∶1之间。

石墨粒度对纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用湿法工艺制备了4种不同石墨粒度的纸基摩擦材料,利用惯量摩擦试验机研究了石墨粒度对摩擦力矩曲线和动、静摩擦系数及磨损率的影响;并对不同压力和转速条件下动摩擦系数的变化趋势进行了研究.利用扫描电子显微镜观察了磨损后纸基摩擦材料的表面形貌.研究结果表明:随着石墨粒度的减小,制动时间增加,摩擦力矩曲线中间部分趋于平直;动、静摩擦系数减小,磨损率降低.同时,动摩擦系数随着制动压力和转速的增加而减小.循环制动过程中,石墨粒度较小的试样制动稳定性较好.随着石墨粒度的减小,摩擦表面形成了润滑性能良好的固体润滑膜,有利于提高材料的耐磨性能.

汽车摩擦材料摩擦磨损性能试验的现状与发展

汽车摩擦材料的摩擦磨损性能直接影响车辆行驶的安全性、舒适性和耐久性。工况条件是影响摩擦磨损性能的重要因素。摩擦磨损性能的试验结果将为摩擦材料的配方设计、制造工艺的调整提供依据。因此试验工况的模拟性及测试评价方法的选择显得至关重要。介绍了汽车摩擦材料摩擦磨损性能试验的类型、方法、使用范围及应用现状,对现有不同的试验进行了比较,并对其发展趋势加以总结。

Al_2O_3含量对碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用造纸工艺制备出4种不同Al2O3含量的碳纤维增强纸基摩擦材料。通过液体渗透法测试了摩擦材料的孔隙率。利用扫描电镜和金相显微镜观察试样形貌。通过惯量试验机研究了Al2O3含量对碳纤维增强纸基摩擦材料湿态摩擦磨损性能的影响。结果表明:碳纤维在树脂基体中均匀分散,形成了大小不一的贯穿性孔隙;Al2O3含量对摩擦材料的孔隙率影响较小;随着Al2O3含量的增大,摩擦力矩曲线趋于平稳,摩擦因数升高,磨损率增大。

CrN基复合薄膜的结构及摩擦磨损性能研究

采用反应磁控溅射法制备了CrN、CrSiN与CrAlN复合薄膜,分析了复合薄膜的微观结构,并考察了3类薄膜的摩擦磨损性能.结果表明:所制备的薄膜晶体结构没有随着Si或Al的加入发生转变,仍然为面心立方结构.CrAlN复合薄膜为合金复合薄膜,其中Al以置换方式固溶于CrN中,取代了一部分Cr原子,形成固溶体;CrSiN复合薄膜为晶态CrN与非晶态Si3N4组成纳米复合结构.复合薄膜结构致密且硬度较CrN大幅提高,在摩擦磨损过程中具有较强的抗形变能力,能够有效阻止裂纹,抗摩擦磨损性能较CrN薄膜均有不同程度的提高.

制动摩擦材料的研究与发展现状

摩擦材料的性能是影响机械设备工作可靠性的重要因素,研究摩擦材料对改善制动系统的制动效能具有重要意义。从制动摩擦材料的分类与制备、摩擦磨损性能与机理以及性能预测三个方面,对制动摩擦材料的研究与发展现状进行了调研。首先,介绍了制动摩擦材料包括金属基、半金属基、非金属基三种类型,阐述了各种摩擦材料常用的制备方法及应用领域;其次,分析了制动压力、制动速度等工况对摩擦磨损性能的影响规律及其作用原理,简述了常见的磨损形式,并结合无石棉闸瓦的SEM微观形貌,重点探讨了粘着磨损、磨粒磨损、切削磨损、疲劳磨损与热磨损各自的产生机理及其主要影响因素。此外,归纳了摩擦材料性能的预测与分析方法,并以BP神经网络为例介绍了人工智能技术在摩擦学性能预测中的应用。最后,指出了陶瓷摩擦材料与功能性摩擦材料是未来摩擦材料的发展方向。

连续制动条件下碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能研究

采用湿法工艺制备出一种碳纤维增强纸基摩擦材料,通过惯量试验机研究了长时间连续制动条件下碳纤维增强纸基摩擦材料的摩擦磨损性能变化规律.利用扫描电子显微镜和三维轮廓仪观察磨损表面形貌并分析其磨损机理.结果表明:随着制动次数的增加,摩擦力矩曲线波动现象严重,摩擦系数减小,摩擦表面由于形成了光滑的摩擦膜使磨损率大幅度降低.

复合改性酚醛树脂对制动摩擦材料性能的影响

为了提高酚醛树脂（PF）的耐热性能,采用硼酸、桐油、有机化蛭石对其进行了纳米改性、有机物改性和无机物改性相结合的复合改性。对改性树脂进行FTIR和热重分析。结果表明：采用硼酸、桐油改性PF后硼元素及桐油己经插入PF分子链中,使树脂的耐热性能得到提高,而添加适量的有机蛭石,明显提高PF的耐热性能和耐高温性能,其起始热分解温度比未改性树脂提高了40～50℃;复合改性的酚醛树脂能提高摩擦材料在高温下摩擦因数的稳定性,降低磨损率,能有效避免摩擦磨损性能的热衰退。

新型低树脂基摩擦材料的优化设计及性能研究

为获得制动性能良好、低噪声的摩擦材料配方,采用低树脂设计摩擦材料,并通过正交试验法,对摩擦材料配方进行优化设计。利用定速试验机和压缩试验机等测量摩擦材料的摩擦磨损性能和机械性能,研究配方中各组分对摩擦磨损性能的影响,并利用扫描电镜观察摩擦材料磨损后的表面形貌,以研究其磨损机制。结果表明,鳞片石墨对摩擦因数影响最大,焦炭对磨损率影响最大;树脂含量的变化能改变摩擦材料的磨损机制,树脂含量增加使摩擦材料的磨损机制由疲劳磨损和磨粒磨损转变为单一的磨粒磨损,过量的树脂使得磨损形式转变为黏着磨损和磨粒磨损。树脂含量较高会在摩擦表面形成致密碳化层,摩擦界面形成气垫膜,导致热衰退,而低树脂摩擦材料气孔率较高,摩擦表面光洁,摩擦因数平稳。

编织密度对碳布增强树脂基摩擦材料湿式摩擦学性能影响

采用湿法工艺制备3种不同编织密度的碳布增强树脂基摩擦材料。利用湿式惯量摩擦试验机研究碳布编织密度对材料摩擦磨损性能的影响。同时利用扫描电子显微镜观察磨损后材料的表面微观形貌。结果表明:随着碳布编织密度的增大,摩擦制动时间延长,摩擦力矩值变小,摩擦制动过程更加平稳;动摩擦因数和静摩擦因数减小,磨损率增大。动摩擦因数随着制动压力和转速的增加而减小,静摩擦因数随着制动压力的增大而减小。编织密度较大的试样,磨损后表面发生较为严重的纤维断裂、拔出及树脂脱黏现象。制备的碳布增强树脂基摩擦材料比纸基摩擦材料具有更加优异的耐热性能。

基于BP神经网络的汽车摩擦材料性能预测与配方优化

采用钢纤维、玻璃纤维、铜纤维、矿物纤维等增强纤维,石油焦碳、人造石墨、天然石墨等摩擦调节组元,以及树脂、丁腈橡胶、丁苯橡胶等粘接剂制备汽车摩擦材料。选用BP神经网络建模,以原材料配方为输入变量、摩擦磨损试验数据为输出变量,采用L-M算法对网络进行训练,并进行摩擦磨损性能预测和配方优化。结果表明,隐层神经元为4的单隐层神经网络结构模拟效果较好,性能曲面预测图能表现出原材料的组合性能,采用该网络优化试样的性能测试结果与预测值的相对误差小于20%。

多纤维增强汽车制动器摩擦材料的摩擦磨损特性研究

制备一种多纤维增强汽车制动器摩擦材料。为了解多纤维增强摩擦材料各组分在制动摩擦过程中所起的作用,采用XD-MS定速式摩擦试验机测定所制备的摩擦材料的摩擦磨损性能,通过扫描电镜观测在不同温度下磨损后的表面形貌。结果表明:摩擦材料的摩擦因数比较稳定且在高温时摩擦因数没有显著下降,磨损率也在规定范围内;摩擦材料在低温下主要是磨粒磨损,高温下树脂分解产生热磨损,同时伴随着磨粒磨损和疲劳磨损。

蛭石改性纸基摩擦材料的摩擦磨损性能研究

采用湿法工艺制备了5种不同含量蛭石表面改性纸基摩擦材料,研究了蛭石含量对摩擦力矩曲线,动、静摩擦系数及磨损率的影响;同时对循环制动过程中动摩擦系数的变化趋势进行研究。利用扫描电子显微镜观察了纸基摩擦材料磨损前后的表面形貌。研究结果表明:随着蛭石含量的增加,摩擦力矩曲线中μi和μd值先降低随后有所增加,μo变化不大;动摩擦系数先减小而后有所增大,而静摩擦系数先增大再减小,磨损率增加;动摩擦系数随着制动压力和转速的增加而减小;循环制动过程中,蛭石含量为6%时试样具有较好的制动稳定性。