制动初速对铜基粉末冶金制动闸片摩擦性能的影响

制动器摩擦片的磨损计算

1.制动器摩擦片的磨损计算 为了选择合理的摩擦片面积, 通常采用下列几种度量摩擦片磨损指标. 单位摩擦片面积车重T g 2/厘米公斤∑=F G g a T 式中 ?G ——汽车总重； ∑F ——总摩擦面积。 对于轻型汽车，T g 可取为0.5～2.0公斤/2厘米，中型汽车为2.0～2.9公斤/2 厘米，对于重型汽车为2.9～4.2公斤/2厘米。 2.摩擦片与制动鼓间的单位压力片P ，由下式计算出平均单位压力。 如02b R M βμ鼓蹄片=P 式中 蹄M —一个制动蹄的制动力矩； 单位压力片P 对摩擦片的磨损影响很大，当片P 增大时，磨损亦加速。 简单非平衡式制动器的片P 值如下： 紧蹄 0.1001=P ～14.0公斤/2 厘米 松蹄 02P =3.0～5.0公斤/2厘米 紧急制动时 最大P =25～30公斤/2厘米 3.单位摩擦功L 当汽车制动时，其全部动能转化为摩擦功。制动器摩擦片单位面积上所分到的摩擦功，是随着汽车制动时的速度大小而变化的。因此，单位摩擦功用下式计算： 22 /254厘米米公斤?=∑??F V G L 式中 ?V —汽车开始制动是速度，以公里/小时计。 ?V 可按汽车一般行驶速度30公里/小时和最大速度max ?V （或紧急制动时）来分别计算。 当以 ?V =30公里/小时制动时；

本车L=7～20公斤·米/2 厘米 当以最大车速max ?V 制动时； 本车L=30～70公斤·米/2厘米 从制动器的机构合理行来看，应使前后制动器的单位摩擦功接近相等。 六 制动器的升温计算 制动时制动器将汽车的动能转变为热能, 一部分的热传到空气中, 一部分则被制动部件 （主要是制动鼓）所吸收, 使其温度升高, 摩损加剧。 当汽车在水平道路上行驶，紧急制动时热量几乎全部被制动鼓所吸收。于是从速度?V 到完全停车，制动鼓的温升计算公式 C 10850012鼓 g c z V G ????=??τ 式中 ?V —汽车开始制动时速度 鼓g —每个制动鼓的重量， C-制动鼓的热容量， Z-制动鼓数量 在从速度?V =30公里/小时制动到完全停车的情况下, 制动鼓温度的升高不应超过15 ℃ 。 为了防止在长时间下坡时制动摩擦衬片发热过度, 建议采用辅助制动器。 我们曾在有关汽车制造和使用部门配合下, 在云南山区进行山区汽车制动试验。 试验表明, 山区制动器使用十分频繁, 平均每公里制动3 ～5 次, 每分钟制动4 ～6 次。 在下坡行驶时, 制动时间占整个一下坡行驶时间的61 χ 以上。在下云南568 坡时, 最高鼓温竞达582～600度和500℃ 左右.在这样高的温度下, 摩擦片的摩擦系数降低很多, 如不采用必要措施。制动就将失效。

Fe在铜基粉末冶金摩擦材料中的作用

收稿日期:2006-02-20 基金项目:湖南省科技重大项目产业化研究资助(01-96-10)作者简介:陈　洁(1978-),女(汉),湖南长沙人,在读博士,主要从事复合材料的研究。 Fe 在铜基粉末冶金摩擦材料中的作用 陈　洁,熊　翔,姚萍屏,李世鹏 (中南大学粉末冶金研究院国家重点实验室,湖南　长沙　410083) 摘　要:研究了Fe 在铜基粉末冶金航空摩擦材料中的摩擦磨损作用及机理。研究表明:Fe 在 铜基摩擦材料中起到了摩擦组分的作用,对材料的机械性能和摩擦磨损性能起到了重要的作用。Fe 能提高铜基摩擦材料的强度、硬度;当Fe 含量超过4%后,随Fe 含量的增加,材料的摩擦系数及稳定性增加;高速摩擦条件下,Fe 能促进摩擦面氧化膜的形成,减小材料的摩擦系数和磨损量。 关键词:粉末冶金摩擦材料;摩擦磨损;摩擦组分;摩擦机理中图分类号:TF12512 文献标识码:A 文章编号:1006-6543(2006)04-0016-05 THE WOR KIN G OF Fe IN COPPER -BASED P/M FRICTION MA TERIAL CHEN Jie ,XIONG Xiang ,YAO Ping -ping ,L I Shi -peng (Stare K ey Laboratoty of Powder Metallurgy ,Central S outh University ,Changsha 410083,China ) Abstract :The working mechanism of Fe in a new type of copper -based P/M friction material was studied 1The results show that Fe works as frictional component in copper -based friction ma 2terials ,influening the mechanical and frictional property of materials 1Fe can increase the strength and hardness of friction material ;when Fe is more than 4%,with the increase of Fe ,the friction coefficient and stability of the material are enhanced 1At the same time ,at high speed friction ,Fe takes part in formation of oxide film on friction surface ,so the wear loss of friction material is de 2creased 1 K ey w ords :P/M friction material ;friction and wear ;friction component ;friction mechanism 铜基粉末冶金摩擦材料由于其良好的导热性、耐磨性而被广泛应用于各种离合器和刹车装置中[1]。粉末冶金摩擦材料是以金属及其合金为基体,添加硬质颗粒摩擦组元和固体润滑组元,用粉末冶金的方法制造而成的金属基颗粒复合材料[2]。因此,可以通过调节和控制复合材料中各组元的含量及存在形式来改善材料的物理机械性能,进而提高材料的摩擦磨损性能,最终得到综合性能优异的粉末冶金摩擦材料。 粉末冶金摩擦材料中大都加有Fe 作为摩擦组元,以提高材料的摩擦系数[3,4],其含量一般在5%～25%的范围内。有资料显示[5],Fe 含量在5%以下时,摩擦系数才有所提高,随后Fe 含量增加,材料的摩擦系数变化不大,且Fe 含量增加,材料磨损量增加,对偶磨损量则减少[6]。本文即针对Fe 在新型铜基粉末冶金摩擦材料中的作用机理进行了系统的分析,明确了Fe 对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响。 第16卷　第4期 2006年8月 粉末冶金工业POWDER METALL URG Y IN DUSTR Y Vol.16No.4Aug.2006

高速列车粉末冶金制动材料的研究进展

高速列车粉末冶金制动材料的研究进展 发表时间：2019-08-12T17:02:13.783Z 来源：《防护工程》2019年9期作者：孙鑫 [导读] 介绍了闸片/制动盘匹配性的研究;最后，归纳了摩擦磨损性能的评价与预测方法，总结了摩擦磨损机理的最新研究进展。 承德天大钒业有限责任公司河北承德 067000 摘要：目前，我国的综合国力在快速的发展，社会在不断的进步，为适应高速列车更快速、更安全、更舒适、更环保的发展需求，高速列车制动材料应具备合适且稳定的摩擦因数、优良的耐磨性、高的耐热性与抗热疲劳性、足够的机械强度、与制动盘匹配良好、良好的环境适应性及环境友好性等特性。由于在制动方面具有不可替代的优越性，目前300km/h及以上的高速列车均采用粉末冶金制动材料。从材料设计、制备技术、摩擦磨损性能与机理及性能评价等方面，对近年来高速列车粉末冶金制动材料的研究进展进行了综述。首先，阐述了材料中基体组元、润滑组元及摩擦组元的基础研究，以及材料的环保化、组元简易化发展趋势;其次，探讨了制备工艺参数对摩擦磨损性能的影响，简述了制备技术的发展;再次，分析了服役条件对摩擦磨损性能的影响规律，介绍了闸片/制动盘匹配性的研究;最后，归纳了摩擦磨损性能的评价与预测方法，总结了摩擦磨损机理的最新研究进展目前，我国的综合国力在快速的发展，社会在不断的进步，为适应高速列车更快速、更安全、更舒适、更环保的发展需求，高速列车制动材料应具备合适且稳定的摩擦因数、优良的耐磨性、高的耐热性与抗热疲劳性、足够的机械强度、与制动盘匹配良好、良好的环境适应性及环境友好性等特性。由于在制动方面具有不可替代的优越性，目前300km/h及以上的高速列车均采用粉末冶金制动材料。从材料设计、制备技术、摩擦磨损性能与机理及性能评价等方面，对近年来高速列车粉末冶金制动材料的研究进展进行了综述。首先，阐述了材料中基体组元、润滑组元及摩擦组元的基础研究，以及材料的环保化、组元简易化发展趋势;其次，探讨了制备工艺参数对摩擦磨损性能的影响，简述了制备技术的发展;再次，分析了服役条件对摩擦磨损性能的影响规律，介绍了闸片/制动盘匹配性的研究;最后，归纳了摩擦磨损性能的评价与预测方法，总结了摩擦磨损机理的最新研究进展。 关键词：高速列车;制动材料;粉末冶金;研究进展;摩擦磨损 引言 长期以来,我国列车一直在低速状态下运行。从1997年开始,经过全国范围内的几次大提速,目前已达到了160～200km/h。早在90年代初,日、法、德等国就已开通了最高速度达300km/h的高速列车,相比而言,我国现在的列车时速只能算是“中速”,离高速还有一段距离。 1材料设计及制备技术的研究现状 1.1基体组元 铜基体将摩擦组元和润滑组元保持其中而结为一体，为载荷和制动能量的主要载体，其结构和性能较大程度上决定了铜基制动材料的物理机械性能和摩擦磨损性能。通过研究铜粉特性、合金元素固溶强化及第二相强化等，可改善铜基体性能。采用粒度为106μm的铜粉，制备的铜基制动材料表现出良好的综合性能，摩擦因数稳定、磨损率低。研究表明，以氧化铝弥散强化铜粉为基体的材料展现出良好的摩擦因数稳定性，但磨损量较大;采用铁钴铜预合金化铜粉可避免单质粉末混合时的成分偏析，所制备的材料能形成稳定的氧化膜，磨耗量低而稳定。通常可以通过添加Sn，Ni，Al，Cr，W等合金元素来强化铜基体。Ni的添加不仅可以有效提高材料的硬度及强度，还可增加摩擦因数稳定性，减小磨损。W的添加可以提高材料的热容量、显著改善材料的摩擦磨损性能，添加含量小于3%(质量分数，下同)的W可小幅提高材料的硬度。近年来，又采用新型合金元素强化铜基体。Ti的添加引起铜基体晶格畸变，材料硬度及强度提高，减轻了材料的犁削，有利于提高材料的耐磨性。稀土元素La可细化铜基体晶粒，产生固溶强化及弥散强化，改善材料的微观结构，提高了材料的摩擦学性能和力学性能。Fe来源广泛，常作为关键组元添入铜基体，一方面起强化作用，同时又可调节摩擦因数及摩擦稳定性，大多数高速列车粉末冶金制动材料中添加了Fe。证实Fe可显著提高铜基制动材料的硬度、抗弯强度和抗压强度，Fe含量为15%的铜基制动材料具有高摩擦因数、制动稳定性及较低的磨损量。发现小粒度铁粉可显著提高材料的强度和硬度，但材料表现出低而不稳定的摩擦因数;含大粒度铁粉的材料剪切强度和硬度较低，但摩擦因数稳定。 1.2粉末冶金闸瓦和闸片 粉末冶金闸瓦和闸片的生产工艺相似,均是先把混合好的金属和非金属粉末压制成形,然后在分解氨气氛中进行加压烧结。粉末冶金闸瓦既具有铸铁闸瓦的摩擦系数不受天气气候影响的优点,又具有有机合成闸瓦的摩擦系数不随列车速度变化的优点,并且耐磨性和导热性都好。瑞典、加拿大等国的高速列车,大功率机车和法国TGV高速列车等均曾使用这种闸瓦,且都取得了一定的制动效果。但粉末冶金闸瓦对车轮的磨损较为严重,成本比铸铁及有机合成闸瓦高,因此使其难以大量使用。 1.3制备技术 由于制备工艺成熟、简单，又可保证材料具备高的强度，大多数高速列车粉末冶金制动材料的制备采用钟罩炉加压烧结技术，其基本工序为:原料混合→混合料压制成型→压坯与镀铜钢背板加压烧结成一体→烧结产品机加工。目前，该制备技术的研究主要集中于工艺参数和方法的优化。为避免混合料成分偏析，采用粘结化工艺制备铜基制动材料，显著改善粉末混合的均匀性，有利于材料的成分与密度均匀分布。作为加压烧结技术的重要环节之一，粉末压制影响着压坯的密度及其分布，压坯密度的增加有助于提高铜基制动材料的各项性能。在压制过程，影响压坯密度的因素有压制压力、加压速度、模具表面粗糙度等。 2摩擦磨损机理 制动材料的磨损伴随摩擦存在，有摩擦就有磨损，有磨损并不意味磨损失效，从磨损到磨损失效是一个由量变到质变及存在着磨损机制转变的过程。高速列车粉末冶金制动材料的磨损失效分析是研究和解决磨损问题的前提和关键，首先必须揭示造成材料磨损的原因，即研究摩擦磨损机理。探讨了制动速度对铜基制动材料摩擦磨损机理的影响，制动速度较低时，材料表面温度低，表面组织基本没有变化，摩擦作用主要以克服啮合为主，摩擦因数较高;当制动速度提高，表面材料因温度升高而塑性变形及磨料的压入，摩擦接触面积增大，磨损机理以磨粒为主，摩擦因数降低;进一步提高制动速度，摩擦表面温度升高，材料产生氧化，氧化膜破裂而新生表面又产生氧化，材料的硬质相脱离并参与摩擦，磨损机理转为氧化磨损、材料剥落及磨粒磨损。 结语 随着高速列车行驶速度和人们对安全、舒适、环保要求的不断提高，只有强化粉末冶金制动材料基础理论的研究，发展新材料、新工

汽车制动系统摩擦片材料基本知识

汽车制动系统摩擦片材料基本知识 摩擦材料 一、概论 摩擦材料就是一种应用在动力机械上,依靠摩擦作用来执行制动与传动功能的部件材料。它主要包括制动器衬片(刹车片)与离合器面片(离合器片)。刹车片用于制动,离合器片用于传动。 任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料就是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能就是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力,制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。所以说摩擦材料就是一种应用广泛又甚关键地材料。 摩擦材料就是一种高分子三元复合材料,就是物理与化学复合体。它就是由高分子粘结剂(树脂与橡胶)、增强纤维与摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成,经一系列生产加工而制成的制品。摩擦材料的特点就是具有良好的摩擦系数与耐磨损性能,同时具有一定的耐热性与机械强度,能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上。民用品如自行车、洗衣机等作为动力的传递或制动减速用不可缺少的材料。 二、摩擦材料发展简史 自世界上出现动力机械与机动车辆后,在其传动与制动机构中就使用摩擦片。初期的摩擦片系用棉花、棉布、皮革等作为基材,如:将棉花纤维或其织品浸渍橡胶浆液后,进行加工成型制成刹车片或刹车带。其缺点:耐热性较差,当摩擦面温度超过120℃后,棉花与棉布会逐渐焦化甚至燃烧。随着车辆速度与载重的增加,其制动温度也相应提高,这类摩擦材料已经不能满足使用要求。人们开始寻求耐热性好的、新的摩擦材料类型,石棉摩擦材料由此诞生。石棉就是一种天然的矿物纤维,它具有较高的耐热性与机械强度,还具有较长的纤维长度、很好的散热性,柔软性与浸渍性也很好,可以进行纺织加工制成石棉布或石棉带并浸渍粘结剂。石棉短纤维与其布、带织品都可以作为摩擦材料的基材。更由于其具有较低的价格(性价比),所以很快就取代了棉花与棉布而成为摩擦材料中的主要基材料。1905年石棉刹车带开始被应用,其制品的摩擦性能与使用寿命、耐热性与机械强度均有较大的提高。1918年开始,人们用石棉短纤维与沥青混合制成模压刹车片。20世纪20年代初酚醛树脂开始工业化应用,由于其耐热性明显高于橡胶,所以很快就取代了橡胶,而成为摩擦材料中主要的粘结剂材料。由于酚醛树脂与其她的各种耐热型的合成树脂相比价格较低,故从那时起,石棉－酚醛型摩擦材料被世界各国广泛使用至今。 20世纪60年代,人们逐渐认识到石棉对人体健康有一定的危险性。在开采或生产过程中,微细的石棉纤维易飞扬在空气中被人吸入肺部,长期间处于这种环境下的人们比较容易患上石棉肺一类的疾病。因此人们开始寻求能取代石棉的其它纤维材料来制造摩擦材料,即无石棉摩擦材料或非石棉摩擦材料。20世纪70年代,以钢纤维为主要代替材料的半金属材料在国外被首先采用。80年代－90年代初,半金属摩擦材料已占据了整个汽车用盘式片领域。20世纪90年代后期以来,NAO(少金属)摩擦材料在欧洲的出现就是一个发展的趋势。无石棉,

制动器摩擦片材料有哪些种类

制动器摩擦片材料有哪些种类 前言随着汽车的高速化和大型化,对制动器性能的要求越来越高。制动器性能与它本身的结构以及这一摩擦副的材料有关,而在很大程度上依靠摩擦片的材料。所以,研制了多种摩擦片,但绝大多数是以石棉为主要成分,加入各种提高摩擦性能的添加剂,与树脂一起制成。在摩擦片的使用范围内,要求摩擦力稳定而且大、耐磨性好、并且质量稳定。但是,含有这类有机物的材料具有难以解决的特性——那就是通常当温度升高时,摩擦力要发生复杂的变。 在大多数情况下，摩擦材料都是同各种金属对偶起摩擦的。一般公认，在干摩擦条件下，同对偶摩擦系数大于0.2的材料，称为摩擦材料。材料按其摩擦特性分为低摩擦系数材料和高摩擦系数材料。低摩擦系数材料又称减摩材料或润滑材料，其作用是减少机械运动中的动力损耗，降低机械部件磨损，延长使用寿命。高摩擦系数材料又称摩阻材料（称为摩擦材料）。 1.按工作功能分可分为传动与制动两大类摩擦材料。如传动作用的离合器片，系通过离合器总成中离合器摩擦面片的贴合与分离将发动机产生的动力传递到驱动轮上，使车辆开始行走。制动作用的刹车片（分为盘式与鼓式刹车片），系通过车辆制动机构将刹车片紧贴在制动盘（鼓）上，使行走中的车辆减速或停下来。 2.按产品形状分可分为刹车片（盘式片、鼓式片）、刹车带、闸瓦、离合器片、异性摩擦片。盘式片呈平面状，鼓式片呈弧形。闸瓦（火

车闸瓦、石油钻机）为弧形产品，但比普通弧形刹车片要厚的多，25～30mm范围。刹车带常用于农机和工程机械上，属软质摩擦材料。离合器片一般为圆环形状制品。异性摩擦片多用于各种工程机械方面，如摩擦压力机，电葫芦等。 3.按产品材质分可分为石棉摩擦材料、无石棉摩擦材料两大类。A、石棉摩擦材料分为以下几类：a、石棉纤维摩擦材料，又称为石棉绒质摩擦材料。生产：各种刹车片、离合器片、火车合成闸瓦、石棉绒质橡胶带等。b、石棉线质摩擦材料。生产：缠绕型离合器片、短切石棉线段摩擦材料等。c、石棉布质摩擦材料。生产：制造层压类钻机闸瓦、刹车带、离合器面片等。d、石棉编织摩擦材料。生产：制造油浸或树脂浸刹车带。石油钻机闸瓦等。B、无石棉摩擦材料分为以下几类：a、半金属摩擦材料。应用于轿车和重型汽车的盘式刹车片。其材质配方组成中通常含有30％～50％左右的铁质金属物（如钢纤维、还原铁粉、泡沫铁粉）。半金属摩擦材料因此而得名。是最早取代石棉而发展起来的一种无石棉材料。其特点：耐热性好，单位面积吸收功率高，导热系数大，能适用于汽车在高速、重负荷运行时的制动工况要求。但其存在制动噪音大、边角脆裂等缺点。b、NAO摩擦材料。从广义上是指非石棉－非钢纤维型摩擦材料，但现盘式片也含有少量的钢纤维。NAO摩擦材料中的基材料在大多数情况下为两种或两种以上纤维（以无机纤维，并有少量有机纤维）混合物。因此NAO摩擦材料是非石棉混合纤维摩擦材料。通常刹车片为短切纤维型摩擦块，离合器片为连续纤维型摩擦片。c、

FeSO4对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

FeS04对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响／龙波等445 FeS04对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响 龙波，白同庆，李东生 (北京百慕航材高科技股份有限公司，北京100095) 摘要研究了FeS04对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响。结果表明，摩擦材料中添加FeS04产生了较好的润滑效果。在烧结过程中FeSO。发生分解生成S02和如03，s02与基体材料中的金属反应生成FeS、M nS等金属硫化物。随着F eS04含量增加，材料的密度与硬度逐渐降低；在M M-1000摩擦试验机上进行摩擦性能测试，结果表明随着Fes04含量的增加，摩擦副摩擦系数降低；当材料中FeS04含量为4％时，金属陶瓷摩擦材料具有最佳的摩擦磨损性能。 关键词FeSO‘金属陶瓷摩擦系数磨损 E f f ect of FeS04A ddi t i on on Pr oper t i es of C oppe r-ba sed Pow der M e t al l ur gy Fr i ct i on M at er i al L O N G B o，B A I Tongqi ng，L I D ongs heng (B A I M T E C M at er i al C o．，Lt d，B ei j i ng100095) A bs t ract T he ef fect of FeS04o n t he copper-ba se d pow der m e t al l ur gy f ri ct i o n m at er i aI i s i nves t i gat ed i n t h i s pa per．T he r es u l t s ho w s t hat t he addi t i on of FeS04m ak es pr ef e r abl e l ubr i cat i ve act i on t O t he f r ict ion m at eri al．D uri ng t he s i nt er i n g per i od，FeS04i s decom pos ed i n t O S02and如03．The SQ r eact s w i t h t he m e t a l i n t he m a t r i x and FeS，M nS e t c m e t a l s ul t ides ar e ge nera t ed．W i t h t he i ncr ease of FeS04addi t i on i n t he f ri ct i o n m at er i al t he den si t y a nd har d—nes s of t he m at er i al de bas e gr a dual l y．The f ri ct i o n w ear t e st i s eval ua t ed o n t he M M-1000f ri ct i o n w e ar t est er．W i t h t he r i sing of FeS04addi t i o n。t he f ri ct i o n coe“i ci ent re duc es w h i l e t he s t abi l it y coef f ici ent i ncr e ases．As t he FeS04addi t i on i n t he f ri ct i o n m a t er i al i s a bout4％，t he coppe r-base d f ri et i o n m at er i al posses ses t he best f r ict ion and w ea r per f or m ance．K ey w or ds FeS04，cer m e t，f r i ct i on coef f i ci ent，w ear 粉末冶金摩擦材料又称烧结金属摩擦材料，是以金属及合金为基体，添加摩擦组元和润滑组元，用粉末冶金技术制成的复合材料，是摩擦式离合器与制动器的关键组件[1’2]。 随着科学技术日新月异的发展，飞机、坦克、火车、汽车、船舶及工程机械等的运转速度及负荷迅速增长，对制动材料提出了越来越高的要求，粉末冶金摩擦材料因其具有足够的强度、合适而稳定的摩擦因数、工作平稳可靠、耐磨及污染少等优点而得到广泛应用。粉末冶金摩擦材料主要有铁基和铜基摩擦材料，为充分利用二者性能优势又发展了铁铜基摩擦材料[3~5]。 摩擦材料中加入润滑组元的作用是改善其抗卡滞性能、提高其耐磨性。金属陶瓷摩擦材料中常用的固体润滑剂有石墨、二硫化钼、氮化硼以及一些低熔点金属等[6~8]。FeS04作为固体润滑剂已在铁基粉末冶金摩擦材料中得到应用[9]，而未见关于FeS04用于铜基摩擦材料的报导，本文选择铜基粉末冶金摩擦材料作为研究对象，考察了FeS04含量对航空制动用金属陶瓷摩擦材料性能的影响。 1试验 1．1实验材料及制备方法 为了排除其他组元对实验结果的影响，本实验仅改变C u 和FeS04的配比，其他组元固定不变，具体配方如表1所示。． 表1材料配方(％(质量分数)) Tabl e1M a t er i a l com pos i t i on(w t％) 按比例称取各种粉末，在V型混料筒内混合4～6h；混合料在400M Pa压力下压制成压坯；装入钟罩炉中，于900930℃和H z的保护气氛下加压烧结，烧结压力为2．o～3．0M P a，保温3h，降温随炉冷，小于100℃出炉。 1．2测试方法 采用H B3000型布氏硬度计测量试样的硬度。在盼1450扫描电镜下观察组织形貌并进行微区元素分析。将摩擦材料加工成量75m m×①53m m的试环，对偶材料为30Cr Si M oV A钢，在M M-1000摩擦试验机上进行摩擦磨损实验，按照H B5434．7-1989《航空机轮刹车材料摩擦试验法》进 龙波：男，1980年生，硕士，工程师，主要从事摩擦材料的研制、开发与生产E-m a i l：l b904221@ya hoo．com．c a

烧结气氛论文：烧结工艺对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

烧结气氛论文：烧结工艺对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响 【中文摘要】随着我国铁路运输业的飞速发展,列车运行速度一提再提,这就对制动摩擦材料提出了更为苛刻的要求。铜基粉末冶金摩擦材料因其具有高的机械强度、高导热性和优良的摩擦磨损性能而成为高速列车制动闸片的首选材料,如何通过制备工艺和原料体系的改进提高材料的耐温性能和摩擦稳定性一直是人们研究的重点。本文通过采用不同的烧结工艺制备了铜基粉末冶金摩擦材料,研究不同烧结温度和烧结气氛对材料显微组织、物理机械性能和摩擦磨损性能的影响,并探讨了材料在不同制动条件下的摩擦磨损行为及机理,结果 表明：(1)铜基粉末冶金摩擦材料中各组元分布均匀,组元间接触紧密,鳞片状石墨垂直于压制方向呈层状分布,SiO2以黑色大颗粒状镶嵌于铜基体内。随的烧结温度提高,材料中各组元间的孔隙减少,当达到一定程度后,孔隙不再减少；烧结气氛对材料的形貌无明显影响。(2) 烧结工艺对材料的物理-机械性能影响较大。随烧结温度的提高,采用N2和N2+H2混合气制备材料的密度先升后降,抗压强度较大,且随之呈上升趋势；H2气氛制备材料的密度呈下降趋势,抗压强度与其他两种气氛下制备的相比显著降低,且呈下降趋势。(3)相同制动压力下,材料的摩擦系数随的转速的提高先升高后降低,磨损量随着转速的提高逐渐增加；在较低转速时,磨损以粘着磨损为主,随着转速提高,磨损逐渐表现为氧化磨损和疲劳磨损。N2+H2混合气氛烧结材料在较低

转速下具有较好的摩擦性能,磨损量很低,且随烧结温度提高呈下降 趋势；N2气氛烧结材料在较高转速下摩擦性能较好,摩擦稳定性好,而且磨损量也较低。(4)在一定转速下,随着制动压力的提高,材料的摩擦系数呈下降趋势,摩擦稳定性系数先升高后下降,磨损量显著增加；较低压力时,磨损主要由粘着机理控制,较高压力时,磨损主要表现为疲劳磨损和剥层脱落。N2+H2混合气氛烧结材料在高制动压力下具有较好的摩擦性能,摩擦稳定性最高,磨损量最小,且随烧结温度升高先减少后增加,在1000℃时最低。 【英文摘要】With the development of train transport, the requirements are stiffer and stiffer in the properties of the braking materials by the speed improvement. Because of the high mechanical strength, high conductibility and excellent friction and wear properties, Cu-based P/M friction materials have been the leading material for friction brake of high-speed train.Cu-based P/M friction material has been made by different sintering process. The effect of sintering temperature and atmosphere on the micro-structure, physical and mechanical properties and friction and wear properties of material have been investigated, and the friction and wear behavior and mechanism in the different braking conditions have been discussed. The results show:(1) Scaly graphite and SiO2 are well-distributed in Cu-based P/M materials. With the

铜基摩擦片制动抗磨性能的研究

铜基摩擦片制动抗磨性能的研究 摘要 摩擦片是确保汽车运行安全的关键制动部件。目前我国高速摩擦片基本依赖进口，从国外引进不但会加大成本，并且受制于人，当下摩擦片急需自主研发以替代国外产品。本文从增强组元、纤维组元和润滑组元方面进行分析，在不同的载荷和转速下，分别研究增强组元、纤维组元和润滑组元对铜基摩擦片制动抗磨性能的作用，对试样磨损表面微观形貌进行观察，分析其摩擦磨损机理。 铜基体中添加Fe、Al可以起到明显的强化作用，并且很大程度的改善了试样的摩擦磨损性能，纯铜基体摩擦片的摩擦系数最不稳定，磨损率最大。添加了Fe、Al的铜基体试样都有较为稳定的摩擦系数，较低的磨损率。添加Al的铜基摩擦材料中，Al元素和基体中的Cu元素反应可以形成Cu-Al合金相，使得摩擦材料硬度增加。但Al元素过多会导致因为转为液态聚集而呈块状分布。Fe元素除了在基体中起到增强作用外，散布在基体中的Fe元素在摩擦过程中形成弥散分布的微凸体，使铜基体强度得到进一步强化，微凸体镶嵌在磨损表面形成不易磨损的支撑面，隔离了试样和对偶表面的直接接触，起到了抑制磨损的作用。因此，添加Fe+Al 试样的摩擦系数曲线更加平稳，磨损率变化幅度较小，表现出良好的摩擦学性能。 I

碳纤维和铜纤维的含量对于试样硬度的影响不大，铜纤维的集铁作用能在试样摩擦表面上形成富铁贫铜表面工作层，减小磨损。高载荷条件下，碳纤维的润滑效果最为显著。本实验中，6%碳纤维和4%铜纤维配合，能够稳定铜基摩擦片的摩擦系数，同时一定程度上能够改善铜基摩擦片的制动抗磨性能。 含5%石墨与2% h-BN的试样磨损表面形成的润滑薄膜要相对紧密，这些润滑薄膜有降低摩擦系数、减小磨损的作用，有助于提高铜基摩擦片的制动抗磨性能。在常温下石墨具有优良的润滑性能，在高温下h-BN能够稳定试样的摩擦系数，提高试样的抗磨性。h-BN形成的小块润滑层能够填充大块状石墨润滑层的间隙，与石墨结合使用比两者单独使用具有更好的润滑作用，配合石墨润滑层发挥作用，可以有效的改善铜基粉末冶金摩擦材料的摩擦磨损性能。 选用ABAQUS对摩擦片进行三维建模，模拟盘式制动器的单纯机械应力场（压应力和摩擦切应力）和热应力场分别作用下的应力分布，热应力远大于其他应力的作用，在盘式制动器失效时起着主导作用。 关键词：铜基摩擦片，制动，抗磨，固体润滑剂 II

粉末冶金摩擦材料原料作用分析

高铁粉末冶金刹车片用原材料作用分析粉末冶金摩擦材料的问世距今已有近百年的历史，尤其在近几年发展尤为迅猛。粉末冶金工艺可以将金属和非金属组分的不同性能很好地配合于一种材料中，已有逐渐代替有机物粘结高分子材料的趋势。 粉末冶金摩擦材料一般由三部分组成：构成基体金属骨架的组元、润滑组元和摩擦组元。是一种含有金属和非金属多种组分的假合金。 1构成基体金属骨架的组元 简称基体组元。常用铜、铁、二硫化钼、镍、钛、铬、钼、钨、磷、锡、铝、锌等。 基体组元由基本组元和辅助组元两部分组成，基本组元在成分中占的比重最大。在铁基中，基本组元是铁。在铜基中，基本组元是铜。辅助组元与基本组元形成合金，从而改善基本组元的性能，或者是赋予基本组元以某种所需要的性能。辅助组元在铁基材料中有二硫化钼、镍、铬、钼、铜及磷等。在铜基中主要是锡、铝、锌及磷等。 粉末冶金摩擦材料的性能、工艺特点在很大程度上取决于基体组元的化学成分、结构和物理机械性能。基体组元保证了材料的承载能力、热稳定性、耐磨性，以及在高温工作时保持住摩擦剂和润滑剂颗粒的能力。一般在粉末冶金摩擦材料中，基体组元占铁基材料的50%~70%，占铜基材料的60%~90%。 1.1铁 近年来铁基粉末冶金摩擦材料的发展很快，主要是由于它节省有色金属，在高温高负荷下显示出更加优良的摩擦性能，机械强度高，能够承受比较大的压力，因而它应用在很多领域。但是，由于铁与对偶具有很强的亲和性，有利于粘结过程的发展，因此需加入大量的其他元素使铁合金化以降低铁的塑性，提高其强度、屈服极限和硬度，以克服次缺点，但同时也提高了成本和加工工艺复杂度。 铁基材料的基体组元中，加入镍、铬、钼，主要目的在于提高材料机械-物理性能和耐热耐腐性能。加入磷，能提高材料的强度，提高耐磨性。加入二硫

制动摩擦片检测教案

汽车制动盘和制动摩擦片检测 【课题】汽车制动盘和制动摩擦片检测《汽车维护教程》第一级下册（高等教育出版社）【课时】2课时 【教材内容分析】 《汽车维护操作》主要介绍汽车维护操作的基本知识，主要内容包括丰田概况、丰田技术员、基本的维修操作、工作安全、5S、定期维护的目的、定期维护的的基本知识、定期维护等。本工位主要让学生了解和掌握汽车前轮制动器摩擦片和制动盘的检测方法以及能正确判断制动盘和制动摩擦片的磨损情况。 【学生情况分析】 本课所面临的教学对象为中职学校汽修专业的学生，其实中职的学生不比普高的学生差，只是我们老师没有激发学生的学习兴趣，并且没有养成一种良好的学习习惯而已。面对这样的情况，首先我们应该要激发其学习兴趣。对于那些报汽车专业学生相信应该对汽车还是有一定兴趣，但这需要我们教育好、引导好。此外，由于中职学生学习难度不能太大，要让学生容易接受。因此我们需将各个操作项目进行分步骤细化讲解，来降低学习的学习难度。 制动盘和制动摩擦片的结构、原理在之前的项目循环中已经讲解过，本堂课为实训课，在学生知道结构原理的基础上加强学生动手操作能力，让我们学生的技能学习更加符合企业的现实需要。 【教学目标】 认知目标： 1、指导各检查项目的原因和依据。 2、知道制动盘和制动摩擦片检查的作业流程。 能力目标： 1、能借助举升设备和常用工具，在15分钟内独立拆卸和安装制动摩擦片，且作 业流程规范，安装后能正常使用。 2、能借助测量工具，在规定时间内进行掌制动摩擦片、制动盘的检查。 3、让学生能独立的按照整个项目内容的作业流程进行操作。 情感目标： 1、操作步骤规范，动作标准。 2、工具、场地整理清洁，有安全环保意识。 【教学难点重点】 重点：汽车制动摩擦片的的拆卸方法。（通过操作强化记忆。） 难点：千分尺使用 （通过将该操作进行一步一步的分解，一个动作、一个动作的进行细化讲解来突破难点。）【教学方法】 分组教学与演示教学法 【教学平台和资源】 多媒体、自制ppt幻灯片、工作任务书若干、评分表若干、千分尺4套、各类拆装工具4套、整车两辆等 【教学策略与思路】 我校开展汽修任务驱动和项目教学的工作已有四年的时间，本人参加汽修项目教学的工作也有四年，我校汽修项目教学的框架基本形成，包括从学生的整队、7s的管理、教学模

各种材料摩擦系数表

各种材料摩擦系数表 摩擦系数是指两表面间的摩擦力和作用在其一表面上的垂直力之比值。它是和表面的粗糙度有关，而和接触面积的大小无关。依运动的性质，它可分为动摩擦系数和静摩擦系数。现综合具体各种材料摩擦系数表格如下。

注:表中摩擦系数是试验值,只能作近似参考

固体润滑材料 固体润滑材料是利用固体粉末、薄膜或某些整体材料来减少两承载表面间的摩擦磨损作用的材料。在固体润滑过程中，固体润滑材料和周围介质要与摩擦表面发生物理、化学反应生成固体润滑膜，降低摩擦磨损。 中文名 固体润滑材料 采用材料 固体粉末、薄膜等 作用 减少摩擦磨损 使用物件 齿轮、轴承等 目录 1.1基本性能 2.2使用方法 3.3常用材料 基本性能 1)与摩擦表面能牢固地附着，有保护表面功能固体润滑剂应具有良好的 成膜能力，能与摩擦表面形成牢固的化学吸附膜或物理吸附膜，在表面附着，防止相对运动表面之间产生严重的熔焊或金属的相互转移。 2)抗剪强度较低固体润滑剂具有较低的抗剪强度，这样才能使摩擦副的 摩擦系数小，功率损耗低，温度上升小。而且其抗剪强度应在宽温度范围内不发生变化，使其应用领域较广。 3)稳定性好，包括物理热稳定，化学热稳定和时效稳定，不产生腐蚀及 其他有害的作用物理热稳定是指在没有活性物质参与下，温度改变不会引起相变或晶格的各种变化，因此不致于引起抗剪强度的变化，导致固体的摩擦性能改变。 化学热稳定是指在各种活性介质中温度的变化不会引起强烈的化学反应。要求固体润滑剂物理和化学热稳定，是考虑到高温、超低温以及在化学介质中使用时性能不会发生太大变化，而时效稳定是指要求固体润滑剂长期放置不变质，以便长期使用。此外还要求它对轴承和有关部件无腐蚀性、对人畜无毒害，不污染环境等。 4)要求固体润滑剂有较高的承载能力因为固体润滑剂往往应用于严酷 工况与环境条件如低速高负荷下使用，所以要求它具有较高的承载能力，又要容易剪切。 使用方法 1)作成整体零件使用某些工程塑料如聚四氟乙烯、聚缩醛、聚甲醛、聚 碳酸脂、聚酰胺、聚砜、聚酰亚胺、氯化聚醚、聚苯硫醚和聚对苯二甲酸酯等的摩擦系数较低，成形加工性和化学稳定性好，电绝缘性优良，抗冲击能力强，可以制成整体零部件，若采用环璃纤维、金属纤维、石墨纤维、硼纤维等对这些塑料增强，综合性能更好，使用得较多的有齿轮、轴承、导轨、凸轮、滚动轴承保持架等。

汽车用摩擦片标准

轻卡系列刹车片技术规范（草稿） 本规范规定了气压和液压轻型卡车系列刹车片总成的必要需求和功能，用于满足制动应用和顾客期望，所有的测试结果应在被认可的测试设备或有资质的检测机构获得。 1、环境健康与安全 为满足各国及国际政府法律以及内部标准所需要求，规定了有关特定物质的限制。根据GB 12676-1999中4.1.3条明确规定：制动衬片应不含石棉。 2、外观检查 衬片外观满足ISO/PAS 22574要求。 3、尺寸 下列尺寸为重要尺寸，在新产品的PPAP阶段提供尺寸报告供客户批准，并且保留1套产品用作标准样件留存，后批量供货时，每批次需提供尺寸报告。3.1 总成半径：符合图纸要求，与鼓比对，0.20mm塞尺不通过。 3.2 垂直度：符合图纸要求。 3.3 焊接对称度：符合图纸要求。 3.4 定位尺寸精修面：≥75%，符合图纸要求 3.5 总成平行度：符合图纸要求。 4、物理/机械性能 测试项目测试程序标准要求备注 焊接强度撕裂实验每焊点≥4900N 硬度HRM GB/T 5766-2007 ≤90 内剪切强度ISO 6311 ≥8MPa 膨胀率(200℃)200℃≤1.5% 密度排水法X ±0.10 g/cm3 冲击强度GB 5763-2008 ≥0.3 J/cm2 防腐性能24小时盐雾实验金属锈蚀面≤5%

5、摩擦系数 5.1 GB5763:2008 中5.3条3类衬片（定速实验） 5.1.1 指定摩擦系数：0.40+0.05－0.02，具体数值根据车型匹配确认。 5.1.2 磨损率：10-7cm3/N·m 温度100℃150℃200℃250℃300℃∑ 要求≤0.20 ≤0.20≤0.25≤0.30 ≤0.35 ≤1.20 5.2 SAE J661（蔡司/CHASE实验） 5.2.1 摩擦系数：FF/GG 5.2.2 磨损率：体积比≤8% 6、台架测试 根据QC/T 479进行测试，评估效能力矩，速度稳定性和衰退率。 试验项目性能要求备注 序 号 1效能试验V=30km/h 额定力矩≤M B≤1.3倍额定力矩V=50km/h V=65km/h 2速度稳定性|Vst(50-30)|≤10% |Vst(65-30)|≤20% 3衰退试验衰退率|Fa1|≤40% 恢复差率|Re|≤20% 7、整车路试 7.1 制动距离：按照GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》进行。 7.2 稳定性：未超出2.5m通道宽，排除摩擦片引起的跑偏。 7.3 制动噪音：无显著制动噪音，主观评价。 7.4 对偶磨损：无显著伤鼓现象和MPU（金属转移）问题，使用1个月后目测。 7.5 使用寿命：正常使用至少1个月后进行间隙调整，调试记录。 END

电机车制动类型及摩擦制动材料_程安宁

电机车制动类型及摩擦制动材料* 西安科技大学机械工程学院 程安宁 尚爱琴 摘 要:我国煤炭资源丰富,目前铁路运输仍是我国煤炭运输的主要方式,而电机车的制动方式已经成了限制铁路运输能力进一步提高的急待解决的问题。本文介绍了电机车的制动类型,对摩擦制动机理及摩擦材料进行了较为详细的介绍和比较。 关键词:电机车;制动系统;摩擦机理 Abstract:Our country is abundant in coal resource.At present,i t is still a major way to transport coal by rail way in our country.However,transportation ability has been restricted by the current braking way of the locomotives,and it badly needs to be solved.This paper introduces the braking types of locomotives,friction braking mechanism and friction materials,and compares them in detail. Keywords:locomotive;braking system;friction mechanism 1 电机车制动 电机车的制动装置有机械制动和电气制动2种。电气制动用控制器改变电气线路,属于能耗制动。机械制动利用制动器进行制动。制动方式可分为粘着制动和非粘着制动。其中粘着制动包括闸瓦制动、盘形制动、旋转涡流制动、电阻制动、再生制动、液力制动、逆气制动;非粘着制动包括磁轨制动、轨道涡流制动。 1 1 闸瓦制动 闸瓦制动,又称踏面制动。它用铸铁或其他材料制成的瓦状制动块(又称闸瓦)紧压滚动着的车轮踏面,通过闸瓦与车轮踏面的机械摩擦将列车的动能转变为热能,产生制动力。 1 2 盘形制动 盘形制动是在车轴上或在车轮辐板侧面装上制动盘,用制动夹钳使2个闸片紧压制动盘侧面,通过摩擦产生制动力。盘形制动可以大大减轻车轮踏面的热负荷和机械磨耗,制动平稳,更适合于高速列车。 1 3 旋转涡流制动 旋转涡流制动是在牵引电动机轴上装上金属盘,制动时金属盘在电磁铁形成的磁场中旋转,盘的表面感应出涡流,产生电磁吸力,从而产生制动作用。 1 4 电阻制动 电阻制动是在制动时将原来驱动轮对自励的牵引电动机改变为他励发电机,由轮对带动发电,并将电流通往专门设置的电阻,采用强迫通风,使电阻产生的热量消散于大气,从而产生制动作用。 1 5 再生制动 再生制动也是将牵引电动机变为发电机。不同的是,它将电能反馈回电网。显然,再生制动比电阻制动更加经济,但是技术上比较复杂,而且只能用于由电网供电的电力机车和电动车组,反馈的再生电能必须马上由别的耗能单位接收和利用。 1 6 液力制动 液力制动是在液力传动装置内安装液力制动器,车轮旋转时在液体和液体之间、液体和耦合器之间产生摩擦,从而产生制动作用。 1 7 逆气制动 逆气制动是蒸汽机车特有的,俗称 倒打气 。它是在机车前进运行中突然把遮断手柄从 前进位 拉到 逆行位 ,将蒸汽发动机变为蒸汽压缩机,从而产生制动作用。 1 8 磁轨制动 磁轨制动是在转向架的2个侧架下面,在同侧的2个车轮之间,各安装1个制动用电磁铁,制动时将它放下并利用电磁吸力紧压磁轨,通过电磁铁上的磨耗板与钢轨之间的滑动摩擦产生制动。 *本研究课题为陕西省教育厅科研基金资助项目