铬第三体对铜基摩擦材料摩擦性能的影响

发布时间：2020-10-29 12:44

　　铜基粉末冶金材料以其优异的制动性能,被广泛应用到高速列车闸片中。随着高速列车速度不断提升,对材料的抗消耗性、制动的有效性和可靠性提出了更高的要求,性能的改进成为了摩擦材料研究领域面临的重要问题之一。针对多组元构成的铜基摩擦材料,发挥各组元的优点是提高材料性能的关键,因此,有必要明确各组分的作用。然而,组元间交互作用及其第三体形成,不利于甄别特定组元对摩擦性能的影响。本文针对双组元和多组元的铜基摩擦材料,研究了石墨、二氧化硅、铬在形成第三体过程中的基本演变和破坏方式。探究了多组元之间相互作用与第三体的关系。明晰了不同摩擦条件下第三体形态与摩擦系数的关联;通过外撒铬粉作为的第三体去干扰摩擦界面来探究第三体状态与摩擦系数的之间的关系。得到主要结论如下:1.对于铜-石墨试样,低速摩擦下,撒入外源第三体铬后,试样表面石墨颗粒破碎加快,石墨第三体膜很难形成,降低了材料摩擦系数的稳定性。高速时,外源第三体铬与基体结合较强,不易剥落,同时被拉长的外源第三体铬起到钉扎石墨作用,提高摩擦系数的稳定性。2.对于铜-二氧化硅材料,低速状态下,撒入的外源第三体铬粉作为增摩点,钉扎在材料表面,提升摩擦系数。高速摩擦状态下,表面的二氧化硅容易破碎,流动性很强的外源第三体铬起到了降低和稳定摩擦系数的作用。3.对于多组元铜基摩擦材料,摩擦材料中的铬对磨屑有钉扎和阻碍作用,同时铬在摩擦中沿摩擦方向被拉长,使得基体对铬粒子的夹持能力下降,导致铬粒子剥离。当撒入外源第三体铬,在低速300rpm时,外源铬粉作为增摩组元钉扎在试样表面造成表面粗糙度的增加、摩擦系数提高;500rpm时,撒入铬粉后使摩擦系数降低,原因在于,被挤压剪切为片状的铬粒子增强石墨的附着性,使得石墨的润滑作用增强;高速1500rpm时,撒入铬粉后摩擦层中铬含量增多,黏附作用增强,引起摩擦系数提高。4.多组元铜基摩擦材料中,摩擦条件为0.51MPa、摩擦速度200rpm,摩擦系数0.369左右时,铬粒子的直径表现出直线型的增加具体为从最初Os的71μm增加到100s时刻的120μm,从而得出前100s铬粒子直径伸长率0.2μm/s。同样摩擦条件下,摩擦系数0.3725左右时,石墨及其碎屑对试样表面的覆盖面积百分比在前90s从64%增加到96%呈现出直线增涨的规律,从而得出此条件下石墨及其碎屑对试样表面覆盖面积的百分比增涨率0.356%。
【学位单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TF125.9
【部分图文】：

循环机,流量

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速度协调

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