不锈钢纤维铜基减摩复合材料的研究

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1、河北工业大学硕士学位论文不锈钢纤维/铜基减摩复合材料的研究摘要随着我国磁悬浮列车的发展，对制动材料的要求也越来越高。从国内外的摩擦制动材料的制备情况来看，用粉末冶金法制备的复合材料是最有希望的新型摩擦制动材料。本文采用粉末冶金的方法，成功地制备了不锈钢纤维/铜基减摩复合材料。在Cu-Fe-Ni基体中，加入Sn的含量为6wt%时基体的硬度达到最大值，为82.8HRF；当复合材料中SiO2的含量为6wt%、BB4C含量为4wt%时，硬度达到最大值89.5HRF，材料的摩擦系数大于0.4，硬度和摩擦系数均符合刹车片的技术要求；当MoS2含量达到4wt%，复合材料硬度达到最大值

2、，最大值为96HRF，摩擦系数大于0.47。通过研究不锈钢纤维的不同直径对Cu基胎体的抗弯强度、硬度、摩擦系数、磨损失重等性能的影响，表明在SiO2-B4C/Cu-Fe-Ni-Sn复合材料中不锈钢纤维直径为40μm时，试样综合性能最佳。在SiO2-B4C-MoS2/Cu-Fe-Ni-Sn复合材料中不锈钢纤维直径为28μm时，试样综合性能最佳。通过扫描电镜、能谱分析以及X射线衍射对试样的摩擦表面形貌、断口形貌、元素分布及基体合金的物相组成进行了分析，进一步研究了不锈钢纤维在不锈钢纤维/铜基复合材料中的作用机理。不锈钢纤维/Cu复合材料的磨损属于磨粒磨损、氧化磨损，并伴有粘

3、着磨损。不锈钢纤维/Cu复合材料的性能完全符合磁悬浮列车制动材料的性能要求，可望作为磁悬浮列车制动材料。关键词：不锈钢纤维，铜基，摩擦材料，粉末冶金i不锈钢纤维/铜基减摩复合材料的研究RESEARCHOFSTAINLESSSTEELFIBER/CUANTIFRICTIONCOMPOSITESABSTRACTAlongwiththedevelopmentofourcountrymagneticsuspensiontrain,thecapabilityrequirementtothebrakematerialisalsogottenhigherandhigher.Looki

4、ngfromthedomesticandforeignfrictionbrakematerial'spreparationsituation,thenewfrictionbrakematerialofpreparationbypowdermetallurgyisthemosthopeful.Inthispaper,thestainlesssteelfiber/Cumatrixcompositehavebeentriumphantlyfabricatedbypowdermetallurgy.Whenadding6wt%SnintoCu-Fe-Nimatrix,thehar

5、dnessofsamplegetthemaximumvalue,82.8HRF.WhenthecontentofSiO2inthecompositeis6wt%andB4Cis4wt%,thehardnessofsamplegetthemaximumvalue,89.5HRF,andthematerialfrictioncoefficientisbiggerthan0.4.Thehardnessandthefrictioncoefficientofsamplesaccordwithspecificationofbrakeblock.WhentheMoS2contenti

6、s4wt%,thehardnessofsamplegetsthemaximumvalue,96HRF,andthefrictioncoefficientishigherthan0.47.Theeffectofthestainlesssteelfiberofdifferentdiameteronthebendingstrength,hardness,frictioncoefficient,frictionweightlessnessofCumatrixcompositesisinvestigated,whichshowsthatadding40μmstainlessste

7、elfiberintotheSiO2-B4C/Cu-Fe-Ni-Sncomposite,thesamplescangetthebestcapability.Thecapabilityofstainlesssteelfiber-SiO2-B4C-MoS2/Cu-Fe-Ni-Sncompositeisthebestadding28μmstainlesssteeltextilefiberintoSiO2-B4C-MoS2/Cu-Fe-Ni-Sncomposite.Thefrictionsurfaceappearance,fracturesurf