SiC颗粒增强铝基复合材料制动盘的研究
颗粒增强铝基复合材料的研究与进展
颗粒 利用 率低
ｌ １
轧 制件
工 艺复 杂 润 湿 性 好 燃 气涡轮 机 ；热 交换机 ；耐 热
增 强体 分布 均匀 元 件；切 削工具
即得 到所需 的复合材料 。用该方法制备 的颗粒与铝基体之 于形状和尺寸都不相同的各种颗粒 ， 对 于颗粒增强铝基 复合材 料的 浇注 ， 间的润湿性好 ， 粒 子分布均匀 ， 且制备设备 简单 ， 成本低 廉 ， 能够大 可设计性有 了很大的提高。 同时 ， 粉末冶金法存在不少独特 的优点 ， 规模生产 。 现在 ， 成熟 的半 固态搅拌铸造法 主要应用于微米级颗粒 ， 制备 的复合材料颗粒分布均匀 、 组织细密 ， 不易出现偏析和偏聚 ； 烧 对 于亚微米级和纳米级颗粒 ， 搅拌铸造法还 比较难控制其在铝液 中 结 温度 比金属 的熔点 低 ， 减 轻了界面之 间的反 应 ， 减少 了化合物 的 此方法金属液处于半 固态 ， 粘度 比较大 ， 易形 生成 ， 提高了产 品的精度 。 在航天领域 ， 英 国航天金属基复合材料公 的均匀分布㈣。同时 ， 成 团聚现象 ， 导致复合材料的相关性能降低 。齐海波等采用半 固态 司（ Ａ ＭＣ ） 采用高能球磨 粉末冶金法成功研 制出碳化硅 颗粒增强 铝 搅拌挤压铸造方法制备出 Ｓ ｉ Ｃ复合材料制动盘 ， 与传统 Ｈ Ｔ ２ ５ ０铸铁 基（ ２ ０ ０ ９ ／ Ｓ ｉ Ｃ ／ １ ５ ｐ ） 复合材 料 ， 用此材料 制造 的直 升机旋翼 系统连 接 该新 型制动盘热膨胀系数更小 、 导热性能更好 、 质量也 用模锻件 已成功应用于欧直公司生产 的新 型直升机旋翼上 。 该材料 制 动盘相 比， 不仅延长 了制动盘 的使用周期 ， 也节约了成本㈣。 与铝合金相 比， 弹性模量提高约 ４ ０ ％， 构建刚度提高约 ３ ０ ％， 寿命提 更轻 ，
短碳纤维增强铝基复合材料的制备及其性能研究
短碳纤维增强铝基复合材料的制备及其性能研究一、内容描述短碳纤维增强铝基复合材料（Short Carbon Fiber Reforced Aluminum Matrix Composite, SCFRA）作为一种先进的复合材料，凭借其轻质、高强、高刚度、良好的耐腐蚀性等优异性能，成为了现代材料科学领域的研究热点。
本文将围绕SCFRA的制备及其性能展开深入探讨。
在制备方面，本文首先介绍了短碳纤维（Short Carbon Fiber, SCF）的基本特性和常用的制备方法。
SCF具有高强度、低密度、良好的热导性和电导性等特性，因此在众多工业领域如航空航天、汽车制造、建筑工程等得到了广泛应用。
文章详细阐述了铝基复合材料（Aluminum Matrix Composite, AMC）的组成、分类及制备工艺。
铝基复合材料以铝合金为基体，通过填充其他材料如陶瓷颗粒、碳纤维、塑料等，可以显著提高其力学性能、耐磨性、耐高温性等。
结合SCF和AMC的特点，本文提出了一种新型的短碳纤维增强铝基复合材料，旨在充分发挥两者优势，实现高性能化。
通过优化SCF 与AMC的配比、制备工艺和微观结构调控，有望获得具有更高比强度、更高比刚度、良好耐磨性和耐腐蚀性的复合材料。
在性能研究方面，本文首先分析了SCFRA的基本力学性能，如拉伸强度、弯曲强度、压缩强度等。
实验结果表明，SCFRA的力学性能明显优于相同成分的铝合金，显示出短碳纤维对铝基体的增强作用。
本文还探讨了SCFRA的热稳定性、耐磨损性、耐蚀性等性能，并与铝合金和碳纤维增强铝基复合材料进行了对比分析。
研究结果显示，SCFRA在高温下仍能保持较高的力学性能和热稳定性，同时具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
针对SCFRA在实际应用中可能遇到的问题，如界面结合强度低、复合材料易氧化等，本文也提出了相应的解决方案。
通过优化表面处理工艺、控制SCF与AMC的界面相容性等手段，可以提高SCFRA的整体性能。
颗粒增强铝基复合材料研究与应用发展
3、结构性能
通过观察复合材料的显微组织，分析碳化硅颗粒的分布情况和界面结合情况。 实验结果显示，随着碳化硅颗粒含量的增加，颗粒分布逐渐均匀，界面结合强度 也逐渐提高。Fra bibliotek结果分析
实验结果表明，碳化硅颗粒增强铝基复合材料的物理性能、化学性能和结构 性能均得到显著改善。随着碳化硅颗粒含量的增加，复合材料的密度、硬度和界 面结合强度逐渐提高，而热导率呈现先增加后减小的趋势。这些现象和结果与碳 化硅颗粒含量、分布情况以及界面结合情况密切相关。
材料选择
碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法主要包括搅拌铸造法、挤压铸造法、 粉末冶金法和喷射沉积法等。本次演示选取搅拌铸造法进行研究，具体实验过程 如下：
1、按照一定比例将铝材和碳化硅颗粒混合均匀； 2、将混合物放入坩埚中，加热至熔化；
3、搅拌熔融的混合物，确保碳化硅颗粒均匀分布； 4、浇注至预定的模具中，冷却凝固后得到碳化硅颗粒增强铝基复合材料。
然而，尽管颗粒增强铝基复合材料具有诸多优点，但在其研究与应用方面仍 存在一些问题和不足之处。首先，制备工艺复杂且成本较高，限制了其广泛应用。 其次，材料的各向异性较为明显，影响了其性能的进一步提升。此外，关于颗粒 增强铝基复合材料在复杂服役条件下的长期性能和可靠性方面仍需进一步研究和 验证。
未来，随着科学技术的不断进步和研究的深入，颗粒增强铝基复合材料将会 在更多领域得到应用和发展。为进一步提高其性能和降低成本，可以研究新的制 备工艺和优化现有工艺参数，探索新型增强颗粒和基体合金。针对其各向异性和 长期性能问题，可以开展深入的理论和实验研究，建立完善的性能评价体系，为 实际应用提供更加可靠的依据。
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3、结构设计难度大：由于碳化硅颗粒增强铝基复合材料的力学性能与传统 的金属材料存在较大差异，因此在进行结构设计时需要考虑更多的影响因素，增 加了设计的难度。
SiCP_Al基复合材料的研究与进展
SiCP/Al基复合材料的研究与进展罗洪峰 林 茂 陈致水 廖宇兰（海南大学机电工程学院 海南 570228）摘 要： 综述了SiCP/Al基复合材料的国内外研究现状，从材料的选择、制备技术和性能等方面，分析了该材料发展过程中存在的一些问题，并且展望了该材料今后的发展。
关键词：铝基复合材料 碳化硅颗粒 研究进展1、前言SiC P/Al基复合材料具有较高的比强度、比刚度、弹性模量、耐磨性和低的热膨胀系数等优良的物理性能，且制造成本低，可用传统的金属加工工艺进行加工，引起了材料研究者们的极大兴趣，在航空航天、军事领域及汽车、电子仪表等行业中显示出巨大的应用潜力。
从80年代初开始，国外投入了大量财力致力于颗粒增强铝基复合材料的研究，并已在航空航天、体育、电子等领域取得应用。
如DWA公司生产的25V ol%SiC P/6061Al基复合材料仪表支架已用于Lockheed飞机的电子设备。
美国海军飞行动力试验室研制成SiC P/Al基复合材料薄板并应用于新型舰载战斗机。
俄罗斯航空、航天部门将SiC P/Al基复合材料应用于卫星的惯导平台和支承构件。
国内从80年代中期开始在863计划的支持下，经过十几年的努力，SiC P/Al基复合材料的研究方面有了很大提高，在材料组织性能、复合材料界面等方面的研究工作己接近国际先进水平。
2、SiC P/Al基复合材料的制备工艺目前用于生产颗粒增强铝基复合材料的工艺方法大体可分为四类：液态工艺（搅拌铸造、液态金属浸渗、挤压铸造等）、固态法（粉末冶金等）、双相（固液）法（喷射共沉积、半固态加工等）、原位复合法。
2.1、搅拌铸造法搅拌铸造法是通过机械搅拌装置使增强体颗粒与固态或半固态的合金相互混合，然后浇注成锭子的技术。
与其它制备技术相比，该方法工艺设备简单、制造成本低廉，可以进行大批量工业生产，而且可制造各种形状复杂的零件，因此是目前最受重视、用得最多的制备铝基复合材料的实用方法。
颗粒增强铝基复合材料的研究现状
颗粒增强铝基复合材料的研究现状杨佳;曹风江;谭建波【摘要】复合材料是一种重要的工程材料,具有优异的力学性能.颗粒增强铝基复合材料是众所周知的复合材料之一,具有优异的性能,如高强度、硬度、刚度、耐磨性和耐疲劳性,因此成为了20世纪最具有发展前途的材料之一.本文综述了颗粒增强铝基复合材料的研究现状,从基体、增强颗粒的选择,复合材料的制备方法、影响复合材料制备的因素及解决方法等方面进行了详细阐述,并且针对目前面对的问题,提出了以后的发展方向.【期刊名称】《铸造设备与工艺》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】5页(P69-72,78)【关键词】铝基复合材料;基体;增强颗粒;制备方法;润湿性【作者】杨佳;曹风江;谭建波【作者单位】河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄050018;沧州职业技术学院,河北沧州061000;河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄050018【正文语种】中文【中图分类】TB333复合材料是将两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法在宏观或微观上复合而成的具有优良性能的新材料，新材料具有组成材料的互补性能[l]。
根据复合材料的基体不同，复合材料可以分为：陶瓷基复合材料、金属基复合材料和树脂基复合材料[l]。
根据复合材料的增强相不同可分为：颗粒增强复合材料和纤维增强复合材料[l]。
其中颗粒增强铝基复合材料是2l世纪最具有发展前途的先进材料之一。
该种复合材料具有高比强度、高比刚度、高比模量、低密度以及良好的高温性能，并且颗粒增强铝基复合材料耐磨、耐疲劳、热膨胀系数低、导热性能良好[2～4]。
与纤维增强铝基复合材料相比，颗粒增强铝基复合材料价格低，并且各向同性、克服了纤维损伤、微观组织不均匀和纤维与纤维接触反应带大等问题[5]。
目前常用的颗粒增强铝基复合材料的基体有纯铝和铝合金[l]，常用的增强颗粒有 SiC、Al2O3、TiC、Si3N4、B4C、石墨等[6，7]。
颗粒增强铝基通讯复合材料研究进展
刚度高 、热稳定性好 、耐磨性 好 、抗 腐蚀 、抗 疲 劳、密度
小 、不吸潮 、不老 化等 优 点＿ ，是一 种 优 良的 结构 材 料。 １ ］ 它不仅满足 了航 空航天 、能 源、高精 度机床 、尖 端武 器及 汽车等高端领域对材 料高性 能的要求 ，而且材料 的各 向同 性还使得材料可 以使用 传统 的金属加 工工艺 进行加 工 。所 有这些优点都使 Ｐ ＡＭＣ 在高 、精 、尖领域 以及通讯 设施 Ｒ ｓ
高温合成 法、原位热压放热反应合成 法、放热 弥散技术 、反应 自发浸渗技术等工艺 。对各工艺做 了详细的介 绍 ，指 出了未
来 的发 展 方 向 。
关 键 词 ：颗 粒 增 强 ；制 备 工 艺 ；强 制 加 入 ；原 位 反 应
中 图分 类 号 ：ＴＢ ３ ３
文 献 标 识 码 ：Ａ
越 大 。根 据 文献 ＿ 可 知 颗 粒 的 直 径 、 间 距 以 及 体 积 分 数 之 ２ ］
２ １ ２铸 造 法 ．．
铸 造 法 是 液 态 法 （ 融 金 属 加 工 法 ） 的 主 要 方 法 ，其 熔
关键是把 固相增强 颗粒均匀 地散布 于液态铝 中 ，并使 其最 终弥散地 分布在所 形成 的固态基体 中。铸造法 按增强 材料 与金属液体的混合 方式 不同 ，可分 为搅拌铸造 、正 压铸造 、 负压铸造等方法 。 ２１２１ ． ． ． 搅拌铸造法 目前 所采用的有液态机械搅 拌法及半 固态机械搅 拌法 。 液态机械搅拌法是通过搅拌 器 的旋 转运动使 增强材料 均匀 分布在液体中 ，然后浇注 成型 。此 法所用设 备 简单 ，操作 方便 ，但增强颗粒不易与 基体材料 混合 均匀 ，且材 料的 吸 气较严重 。半固态搅拌法是 利用合 金在 同液 温度 区间经搅 拌后得到的流变性质 ，将 增强颗粒 搅人 半 固态 熔液 中 ，依 靠半固态金属的粘性阻止 增强颗粒 因密度 差而浮沉 来制备 复合材料 。此法能获得增 强颗粒均 匀分 布的复 合材料 ，但
颗粒增强铝基复合材料的研究
颗粒增强铝基复合材料的研究专业:金属材料工程班级:09-1姓名:孟XX学号:09XXXXXX颗粒增强铝基复合材料的研究摘要：综述了颗粒增强铝基复合材料的研究现状，从基体、增强体的选择，铝基复合材料的制备方法，影响复合材料性能的因素和改善措施等方面进行阐述，并指出了该复合材料的研究方向和发展前景。
关键词：颗粒；铝基复合材料；制备方法；润湿性；分布铝基复合材料,就是在铝或铝合金中加人其他材料而形成的一种具有金属特性的材料,其中前者是复合材料中的基本材料称为基体材料,后者为添加材料称为增强材料或增强体。
颗粒增强铝基复合材料是21世纪最有发展前途的先进材料之一，以其高比强度、高比刚度、高比模量、低密度及良好的高温性能、更耐疲劳和更耐磨，阻尼性能好，热膨胀系数低、导电性能良好等优良的综合力学性能和使用性能。
其中弥散增强的铝基复合材料，不仅各向同性特征突出，而且可加工性强、价格低廉以及无高分子复合材料常见的老化、高温蠕变现象和在高真空条件下不释放小分子的特点，这克服了树脂基复合材料在航空领域中使用时存在的缺陷，更是受到复合材料工作者的广泛关注。
在航空航天、先进武器系统、汽车、电子封装及体育器材等领域都显示出广阔的应用前景，因此，颗粒增强铝基复合材料已成为铝基复合材料研究领域中最重要、最常用的材料之一。
从理论上分析，颗粒越小，复合材料的弥散强化作用越好，复合材料的性能越佳。
如果粒径太小，将导致材料在制备时由于铝合金溶液的粘度大，使得颗粒在液态铝合金中不易分散开来，造成复合材料整体不均与，而且界面反应也不易控制；颗粒太大，将会由于颗粒自重产生沉降或上浮，造成严重的铸造偏析，影响铝基复合材料的力学性能。
所以，应选择大小合适、密度相当的颗粒，才能使其发挥良好的弥散增强效果，颗粒尺寸通常选取5～20μm。
在制备复合材料过程中，颗粒数量太少，则起不到良好的增强作用；太多又容易聚集成团，使铝基复合材料变得疏松，颗粒与颗粒之间的结合不牢固，也可能引起基体的连接受阻，导致作用力不强，使得铝基复合材料的致密度不高。
SiC颗粒增强Al基复合材料及其性能研究
SiC颗粒增强Al基复合材料及其性能研究杨雅静;李付国;袁战伟【摘要】SiC颗粒的加入使SiC增强铝基复合材料拥有了优异的综合性能,从而成为具有广泛使用价值的先进复合材料.本文综述了SiC颗粒增强铝基复合材料的第二相特征及其对使用性能的影响规律.特别是对近年来倍受关注的SiC颗粒形状、尺寸、体积分数、颗粒分布和界面特征等对复合材料宏、微观性能的影响进行了详细论述.%The second phase characteristics of Silicon carbide particles reinforced Al matrix composites and its influence law on the performance have been overviewed in the text. The influence of silicon carbide particle factors, including particle shape, particle size, volume fraction, particles distribution and interface characteristics between particjle and matrix, on macro and micro performance of matrix composites have been expounded in detail.【期刊名称】《锻压装备与制造技术》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】7页(P82-88)【关键词】复合材料;SiCp/Al;性能;综述【作者】杨雅静;李付国;袁战伟【作者单位】西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安 710072;西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安 710072;西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安 710072【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+11 前言SiCp/Al基复合材料由于具有高比强度、高刚度、耐疲劳、耐磨损、热膨胀系数低、优良的尺寸稳定性、较强的可设计性等优异的综合性能，已成为具有广泛使用价值的先进复合材料。
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文章编号:1000-3851(2001)01-0062-05收稿日期:1999-05-30;收修改稿日期:1999-10-30基金项目:河北省博士基金资助项目(96Z1107)作者介绍:齐海波(1972),男,硕士,讲师,研究方向:金属基复合材料及纤维增强混凝土复合材料。
SiC 颗粒增强铝基复合材料制动盘的研究齐海波,丁占来,樊云昌,姜稚清(石家庄铁道学院材料科学与工程研究所,石家庄050043)摘 要: 采用半固态搅拌熔炼-液态模锻工艺制备了与Santana 轿车前制动器相匹配的SiC 颗粒增强铝基复合材料制动盘,对该制动盘进行了材料拉伸性能和微观结构分析,并在SCHENCK 制动试验台上进行了制动性能和制动磨损试验。
结果表明,复合材料的拉伸性能优于传统制动盘材料HT 250铸铁;在各种制动工况条件下,复合材料制动盘对制动衬片的摩擦系数均在大众公司企业标准规定的范围之内,且较稳定;此外,复合材料制动盘质轻、耐磨,制动噪音小、温升低,运转平稳;因此,可望以其替代传统的铸铁制动盘,提高制动器的安全可靠性和服役寿命,减轻轿车悬挂系统的重量,降低油耗。
关键词: SiC P /Al 复合材料;制动盘;台架试验;摩擦系数中图分类号: TB 331;U 467 文献标识码:ARES EARCH ON AUTOMOTIVE BRAKE DIS CS OF S iC P /Al COMPOSITEQI Ha i -bo ,DING Zhan -la i ,FAN Y un -chang ,JIANG Zhi -qing(Institute of Materia ls Science and Engineering,Shijia zhuang Railway Institute,Shijia zhuang 050043,China)Abstract : The SiC P /A l composite bra ke disc designed for the front bra ke of SANTANA ca rs was prepa red by semi-solid stirring melting and liquid forging.The tensile properties and microstructures of the disc ma terials were examined ,a nd the tribologica l -wear performa nces of the disc were tested on the SCHENCK brake testing system ma de in Germany.The results show that the tensile properties of the composites a re superior to those of the conventional disc ma teria l ,grey cast iron ;and tha t under different bra king conditions,the friction coefficients of the composite disc against the conventional brake pad a re within the ra nge specified by the sta ndard of VOLKSWAGEN compa ny and with sma ll fluctua tions.It is also found that the bra ke disc made of the composite ha s such adva ntages a s light weight ,high wear resistance ,low braking noise and low braking temperature rises ,smooth operat-ing,etc.Hence,it is hopeful to substitute the composite disc for the traditional cast iron disc to in-crease reliability and to prolong the survice life of the car brake ,to lighten the weight of the ha nging system,and thus,to decrease gas expenditure of cars.Key words : SiC P /Al composite ;brake discs ;dynamometer tests ;friction coefficients 目前,随着能源的日益紧缺和车辆速度的不断提高,车辆的减重已成为必然的趋势。
与传统钢铁材料相比,SiC 颗粒增强铝基复合材料具有高的比强度、比刚度,良好的耐磨性和热稳定性等特点,较适合于制作汽车和火车盘形制动器的制动盘,从而使悬挂系统的重量减轻50%以上。
国外,日、德等国相继开发出了适于高速列车的SiC 颗粒增强铝基复合材料制动盘[1],美国Ford 公司进行了轿车制动盘的研制和开发[2];国内,虽有上海交通大学王文龙等人研制铝基复合材料摩托车制动轮毂的报道[3],但在轿车和火车复合材料制动盘的研究方面,尚未见诸报道。
本研究中采用非真空条件下的搅拌熔炼-液态模锻工艺,制备了SiC 颗粒增强铝基复合材料,将制备的材料用于Santa na 轿车前制动盘的研制,并对复合材料制动盘进行了一系列的性能测试和台架试验,以期开发出高性能的新型轿车制动盘,达到减轻复合材料学报ACT A MATERIAE COMPOSIT AE SINICA第18卷 第1期 2月 2001年Vol.18 No.1 February2001轿车悬挂系统重量并降低油耗的目的。
1 制动盘的制备本研究制备的复合材料基体组分是与ZL 109相类似的铸造铝合金(wt%:11.0～13.0Si-0.5～1.5Cu -1.8～2.3Mg -0.8～1.5Ni );增强体组分选用粒度代号为W40的绿色T -SiC 颗粒,其在复合材料中的体积分数为20%。
块状铝合金经清洗烘干后放入带有石墨搅拌器的GWJ -0.05-100-1型中频感应炉内[4](坩埚内壁直径为200mm)熔化,加热至720℃后进行精炼、捞渣。
然后,按特殊工艺预处理后的SiC 颗粒,由Ar 气流携带被均匀地喷吹到熔液表面,借助重力和旋涡力量进入到熔液中去。
待全部SiC 颗粒加入后,将熔液降温至565℃(基体铝合金的半固态温度),以690rpm 的转速对其进行搅拌;同时,在熔液上方通入Ar 气,保护液面免被氧化;30min 后停止搅拌,再迅速将熔液升温到720℃,加入适量的A l -9%Sr 中间合金变质剂,对熔液进行变质处理;而后,往熔液内通入高纯Ar 气,对熔液再次进行精炼;扒渣、过滤后,将复合材料熔液浇入安装在6300kN 四柱式压力机上的制动盘模具中进行液态模锻成形,挤压比压为100MPa ,保压时间为40s,模具预热温度为250℃。
液态模锻所用模具如图1所示。
图1 液态模锻用模具图Fig .1 Scheme of squeeze -casting mould2 试验结果及讨论2.1 力学性能及组织分析从热处理后的SiC 颗粒增强铝基复合材料制动盘本体取样,并将其加工成标准拉伸试样。
试样直径为5mm ,标距段长度为25mm 。
材料的室温拉伸性变速率为6×10-4s -1。
同时,在HB 3000型布氏硬度计上测定了复合材料的硬度。
测试结果如表1所示。
表1 S iC P /Al 复合材料及铸铁HT 250的力学性能Table 1 Mechanical properties of the S iC P /Alcomposite and HT250Materia ls T ensile strength /M PaB rinell HardnessW40SiC P 20vol%/Al320152HT 250*250170～241*:数据摘自GB/T 9439-88,铸件壁厚在10～20mm 之间。
从表1可以看出,复合材料的抗拉强度比铸铁HT 250的抗拉强度提高了约28%,完全可以满足制动盘的强度要求。
由于本研究中采用的非真空熔炼条件下的复合材料制备工艺解决了搅拌铸造法的几个关键问题。
例如,采用特殊颗粒预处理工艺解决了SiC 颗粒与铝合金熔液浸润性差的问题;在基体铝合金处于半固态温度时,通过合理的强制搅拌工艺使SiC 颗粒在基体合金中达到了基本均匀的分布状态;选择高硅铝合金作为基体组分并采用低热胀系数陶瓷套管热电偶全过程监控铝液温度,使SiC 颗粒与基体铝合金的界面处无脆性反应物生成;采用高纯Ar 气保护液面、对合金熔液进行两次精炼,并采用液态模锻工艺成形,有效地避免了气孔、夹杂等铸造缺陷的发生。
因此,复合材料的内在质量得到了保障。
图2、图3分别为W 40SiC P 20vol %/A l 复合材料的微观结构和SiC 颗粒分布状况的光学显微照片。
从图中可以看出,复合材料中的T -相枝晶破碎、间距较小,共晶硅为球状颗粒且其尺寸细小、分布均匀;SiC 颗粒也基本处于均匀分布状态。
图 2 W 40SiC P 20vol %/A l 复合材料的微观结构Fig.2 Microstructure of W40SiC P 20vol%/Al composite・36・齐海波,等:SiC 颗粒增强铝基复合材料制动盘的研究图 3 SiC颗粒在基体铝合金中的分布Fig.3 Distribution of SiC P in Al-alloy matrix2.2 制动盘的摩擦磨损台架性能试验制动盘的摩擦磨损台架性能试验在德国SCHENCK LBA0049型惯性试验式双制动试验台上进行。
测试结果参照大众公司企业标准进行评定。
在试验过程中,测定了制动速度、制动压力与摩擦系数的关系,连续制动情况下制动盘表面温升与摩擦系数的关系,以及制动盘的制动磨损性能。
2.2.1 制动压力和制动速度对摩擦系数的影响研究中,采用W40SiC P20vol%/A l复合材料制备的制动盘和无石棉半金属制动衬片组成摩擦副(以下简称复合材料摩擦副)进行制动性能试验,并与HT250铸铁制动盘和同种制动衬片组成的摩擦副(以下简称铸铁摩擦副)的制动性能试验结果进行比较。
图4(a)为制动初速度一定时(v=80km/h),不同摩擦副的摩擦系数与制动压力的关系曲线,图4(b)为制动压力一定时(P=6MPa),不同摩擦副的摩擦系数与制动速度的关系曲线。