风电用铜基粉末冶金摩擦材料制备工艺参数及其摩擦磨损性能

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1、分类号:密级：UDC：学号：405906012038南昌大学硕士研究生学位论文风电用铜基粉末冶金摩擦材料制备工艺参数及其摩擦磨损性能PreparationParametersandFrictionandWearPropertiesofCu-basedPowderMetallurgyFrictionMaterialforWindTurbine毕勇强培养单位（院、系）：机电工程学院指导教师姓名、职称：刘莹教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：机械电子工程论文答辩日期：2015年5月23日答辩委员2015年月日、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的

2、研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我y同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写）：签字F1期：年J：月1円二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制

3、手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京力方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章程”规定享受相关权益。学位论文作者签名（手写）：鱗外导师签名（手写）：ffT7签字闩期：年>月I闩签字曰期:知冬年i月>"闩论文题目姓名论文级别

4、博士口硕士■院/系/所专业s"公开□保密（向校学位办中请获批准为“保密”，______^—服公开)摘要摘要目前，全球正面临着能源短缺、环境污染等日益严重的问题，新能源的开发利用已成为各国解决能源危机的迫切需

5、要。而风能作为一种清洁、无污染、可再生的新能源，已成为各国研究和利用的重点之一。风电制动器是风力发电机组中制动系统的关键组成部分，制动过程中摩擦材料性能的好坏决定着风力发电的制动安全性和发电效率。因此，研究开发适用于风电主轴制动器用高性能的铜基粉末冶金摩擦材料，对于风电产业发展和制动技术的提高具有重要的实际意义。本文采用液氨分解气保护热压烧结法，在不同烧结温度下制备了风电主轴用铜基粉末冶金摩擦材料，从摩擦材料的烧结温度出发，结合试验研究和理论分析，系统地研究了铜基摩擦材料的物理-机械性能和摩擦磨损性能，探讨了其磨损机理，此外，还通过1:1风电主轴制动器惯性试验，验证了定速摩擦

6、磨损试验机的实验结果。本文主要研究工作和结果如下：（1）根据摩擦材料的配方，进行混料、压制，在高温烧结炉中进行加压烧结，在不同烧结温度下制备得到几种摩擦材料。对几种摩擦材料进行了物理机械性能测定，认识到了烧结温度对材料的物理机械性能影响很大，随着烧结温度的升高，密度、硬度、剪切强度和抗压强度等物理机械性能呈上升趋势，当烧结温度升高至945℃以上时，温度对材料的密度和硬度值影响不大。（2）采用定速摩擦试验机测定了摩擦材料的摩擦磨损性能，在相同压力和速度情况下，几种摩擦材料的摩擦系数随着温度的升高而出现先增大后减小的趋势，且烧结温度对材料摩擦系数影响较大，随着烧结温度的升高，材料

7、的抗热衰退性和恢复性能并不是单调递增的，而是呈现先增后减的变化趋势。尤其是945℃烧结温度制备的铜基摩擦材料具有良好的抗热衰退性和恢复性能；当烧结温度为980℃时，抗热衰退性能和恢复性能变差。（3）几种烧结温度制备的铜基摩擦材料的磨损率出现先增加后减小的趋势，而且随着烧结温度的提高，摩擦材料的磨损率整体上呈现减小的趋势。在较低温度时，磨损主要以磨粒磨损为主；在较高温度下，磨损主要以氧化磨损和疲劳磨损为主。945℃烧结温度制备的摩擦材料的磨损率最小，耐磨性能较好；烧结温度为880℃的摩擦材料的磨损率最大，耐磨性能较差。I摘要（4）采用风电主轴制动器惯性台架试验，验证了定速摩擦磨

8、损试验机的实验结果，结果表明，在相同制动压力下，几种烧结温度制备的摩擦材料的摩擦系数随着速度的增大而呈逐渐减小的趋势，磨损率随着速度的增大均逐渐增大。在低速下，磨损主要以磨粒磨损为主；在高速下，主要以氧化磨损和疲劳磨损为主。945℃制备的摩擦材料的摩擦系数的稳定性较好，磨损率最低，摩擦磨损性能最好。而烧结温度为980℃时，材料的摩擦磨损性能变差。台架试验结果与定速摩擦磨损试验机测得的摩擦磨损性能结果基本一致。关键词：风电主轴制动器；铜基粉末冶金摩擦材料；烧结温度；摩擦磨损性能；惯性试验；IIAbstra