鐵在銅基粉末冶金摩擦材料中的作用.pdf

1、銅基粉末冶金材料被用于制造列車制動(dòng)閘片，由多種成分構(gòu)成，材料的性能可以通過調(diào)節(jié)和控制材料中各組元的含量及存在形式來調(diào)整。因此，研究鐵在銅基粉末冶金中的作用機(jī)理以及對(duì)材料摩擦磨損性能的影響，對(duì)研制高性能的制動(dòng)閘片材料是有意義的。此外，我國的地域遼闊、氣候多變，鐵路運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，在這些惡劣條件下，材料所表現(xiàn)出的性能往往是決定產(chǎn)品性能的關(guān)鍵。因此，分析各種條件對(duì)粉末冶金材料摩擦磨損性能的影響對(duì)改善閘片的性能具有指導(dǎo)意義。 本文對(duì)鐵在銅

2、基粉末冶金摩擦材料中的作用進(jìn)行了分析。采用粉末冶金技術(shù)制備銅鐵基粉術(shù)冶金閘片材料，在定速摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行性能測試，摩擦速度為200～3000r/min，摩擦壓力變化范圍為0．5-1．1MPa，濕環(huán)境條件為淋水量4．7ml/min。結(jié)果表明：隨著鐵含量升高，磨損率增大，摩擦系數(shù)在低速時(shí)增大，高速時(shí)減小。這是因?yàn)殡S著鐵含量的升高，鐵對(duì)基體的分割作用增強(qiáng)，磨損率增大。低速時(shí)高鐵含量的使表面有更多的硬質(zhì)粒子與摩擦盤接觸，增大了摩擦系數(shù)；高速摩擦

3、時(shí)，致密第三體對(duì)表面的良好覆蓋和潤滑作用降低了摩擦系數(shù)。鐵含量為5％左右時(shí)，摩擦材料具有較低的磨損率和較高的摩擦系數(shù)，且摩擦系數(shù)穩(wěn)定性好。干濕摩擦相比，濕摩擦的磨損率大于干摩擦。這是因?yàn)?，濕摩擦?xí)r，水對(duì)材料的沖刷作用，加速了第三體的流失，使得摩擦面上微凸體間的直接嚙合作用增加，磨損率增大。低速時(shí)，干摩擦的摩擦系數(shù)大于濕摩擦；高速時(shí)，干濕摩擦的摩擦系數(shù)相差不大，原因在于低速時(shí)干摩擦摩擦表面的顆粒狀第三體增大了微凸體間的嚙合程度，摩擦系數(shù)較

4、大。濕摩擦?xí)r，水膜的潤滑作用降低了摩擦系數(shù)，而高速摩擦的溫升和離心作用降低了水對(duì)摩擦表面的影響，導(dǎo)致干濕摩擦的摩擦系數(shù)相差不大。隨著制動(dòng)壓力的增大，低速時(shí)的摩擦系數(shù)增大，高速時(shí)的摩擦系數(shù)變化不明顯。這歸因于在摩擦速度較低時(shí)，隨著制動(dòng)壓力的增加，磨損表面和亞表層受到正壓力增加，亞表層塑性變形加大，磨面上的凸凹峰相互作用增大，SiO2和Fe與摩擦盤實(shí)際接觸面積增加，切削程度增加，剝落坑增多，摩擦系數(shù)變大。在高摩擦速度條件下，高制動(dòng)壓力加劇了