纳米TiO_2填充酚醛树脂基摩擦材料摩擦磨损机制

考察纳米TiO2填充酚醛树脂基摩擦材料在不同载荷和温度下的摩擦磨损性能,采用电子显微镜分析摩擦表面的微观形貌,采用粗糙度仪考察摩擦表面的粗糙度。结果表明:与添加微米TiO2的摩擦材料相比,添加纳米TiO2后,摩擦材料的韧性提高了22%,摩擦因数更加平稳;在300和350℃高温下磨损率分别降低了32%和22%,且摩擦材料磨损表面更致密平整。

从专利角度看刹车片摩擦材料的发展

刹车片为汽车制动系统的关键部件,其配方材料的研究历来被科研人员所重视。通过对刹车片摩擦材料专利进行检索和分析,发现日本(代表企业阿基波罗)和欧美(代表企业辉门)等国家在刹车片摩擦材料研究方面不仅起步早,而且一直引领着行业发展。中国起步晚,但是最近几年专利发表有了突飞猛进的进展。也发现刹车片摩擦材料经历三阶段,目前进入了一个新材料时期。未来的发展方向为寻求更具环保性、高性能新材料和复配料新工艺。

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。

偶联剂改性人造石墨对摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-550、KH-560和钛酸酯偶联剂NDZ-401对人造石墨进行改性,并采用XD-MSM定速式摩擦试验机和MPX-2000磨损试验机分别考察3种不同偶联剂改性人造石墨对酚醛树脂基摩擦材料摩擦磨损性和速度/压力敏感性的影响,利用扫描电镜分析摩擦表面的形貌。结果表明:与未改性人造石墨相比,偶联剂改性人造石墨可提高摩擦材料的摩擦磨损性能和抗速度/压力敏感性。其中钛酸酯偶联剂NDZ-401改性人造石墨利于提高摩擦材料的摩擦因数稳定性和抗速度/压力敏感性;而硅烷偶联剂KH-560改性人造石墨可以提高摩擦材料抗磨损性能。

传统摩擦材料引入导热层对接触面温度的影响

在传统摩擦材料中引入导热层,在保证制动效果的前提下,既降低了材料的摩擦热,又提高了材料的性能。采用MPX-2000型磨损试验机和有限元模拟考察双层摩擦材料不同导热层厚度(1.5、3.0、4.5、6.0和7.5 mm)与不同导热系数(2、4、6、8和10 W/(m·K))对表面最高温度的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)对摩擦材料的磨损表面形貌进行分析。结果表明:引入导热层后,摩擦表面最高温度(18℃)和磨损率(29.6%)均降低。同时研究发现,增加导热层厚度摩擦材料的接触面温度降低,导热层厚度越大,导热系数影响的效果越明显。

热压工艺对刹车片摩擦磨损性能的影响

本文通过对刹车片摩擦材料热压成型过程中的工艺参数进行正交设计试验并进行工艺优化研究,采用定速摩擦试验、材料力学强度测定和扫描电子显微镜(SEM)等对样品进行表征。结果表明:刹车片摩擦材料热压成型工艺中保压时间、压制温度和后处理时间对摩擦系数大小的影响较大,其中保压时间对摩擦系数的稳定性影响最明显;保压时间、压制温度对质量磨损影响较大;压制温度对材料硬度影响较大,而材料的冲击强度和压缩性能都与硬度有着很大关联。生产工艺参数优化为:保压6 min、压制温度170℃、压制压力20 MPa、后处理时间8 h。优化后样品的摩擦系数更加稳定,冷态摩擦系数由033提高至036,质量磨损下降了10%左右。

对流系数及制动方式对制动盘表面温度的影响

运用ANSYS建立盘式制动器热传导的有限元模型,分析对流系数以及制动方式对制动盘表面温度的影响。结果表明:对流系数对制动过程中制动盘表面的最高温度的影响很小,对流换热主要在制动结束后的冷却过程中起作用;不同的制动方式将会产生不同的温度分布,在制动接触时间相同的情况下,点刹制动利于表面温度的降低,尤其是制动接触时间较短时温度降低效果显著。