铁在铜基粉末冶金摩擦材料中的作用

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1、摘要摘要铜基粉末冶金材料被用于制造列车制动闸片，由多种成分构成，材料的性能可以通过调节和控制材料中各组元的含量及存在形式来调整。因此，研究铁在铜基粉末冶金中的作用机理以及对材料摩擦磨损性能的影响，对研制高性能的制动闸片材料是有意义的。此外，我国的地域辽阔、气候多变，铁路运行环境复杂，在这些恶劣条件下，材料所表现出的性能往往是决定产品性能的关键。因此，分析各种条件对粉术冶金材料摩擦磨损性能的影响对改善闸片的性能具有指导意义。采用粉末冶金技术制备铜铁基粉末冶金闸片材料，在定速摩擦实验机上进行性能测试，摩擦速度为200～3000r／min，摩擦压力变化范围为O．5—1

2、．1MPa，湿环境条件为淋水量4．7ml／min。实验研究结果表明：随着铁含量升高，磨损率增大，摩擦系数在低速时增大，高速时减小。这是因为随着铁含量的升高，铁对基体的分割作用增强，磨损率增大。低速时高铁含量的使表面有更多的硬质粒子与摩擦盘接触，增大了摩擦系数；高速摩擦时，致密第三体对表面的良好覆盖和润滑作用降低了摩擦系数。铁含量为5％左右时，摩擦材料具有较低的磨损率和较高的摩擦系数，且摩擦系数稳定性好。干湿摩擦相比，湿摩擦的磨损率大于干摩擦。这是因为，湿摩擦时，水对材料的冲刷作用，加速了第三体的流失，使得摩擦面上微凸体间的直接啮合作用增加，磨损率增大。低速时，干

3、摩擦的摩擦系数大于湿摩擦；高速时，干湿摩擦的摩擦系数相差不大，原因在于低速时干摩擦摩擦表面的颗粒状第三体增大了微凸体间的啮合程度，摩擦系数较大。湿摩擦时，水膜的润滑作用降低了摩擦系数，而高速摩擦的温升和离心作用降低了水对摩擦表面的影响，导致干湿摩擦的摩擦系数相差不大。随着制动压力的增大，低速时的摩擦系数增大，高速时的摩擦系数变化不明显。这归因于在摩擦速度较低时，随着制动压力的增加，磨损表面和亚表层受到正压力增加，亚表层塑性变形加大，磨面上的凸凹峰相互作用增大，SiO。和Fe与摩擦盘实际接触面积增加，切削程度增加，剥落坑增多，摩擦系数变大。在高摩擦速度条件下，高制

4、动压力加剧了表面温度的作用，高温使表面第三体的流动润滑作用增加，导致摩擦系数变化不明显。关键词：铜基摩擦材料；干摩擦；湿摩擦；第三体；摩擦磨损人连交通人学l：学硕十学位论文AbstractCopper-basedpowdermetallurgymaterials，whichareusedinthemanufactureofbrakingpad，areconstitutedbyavarietyofingredients，theperformanceofmaterialsareimprovedthroughtheregulationandcontrollingthe

5、contentsandformsofthematerialelements．Therefore，studiesoftheFepowderintheroleofcopper-basedmechanism，andclearFepowder’SfrictionandwearPropertiesforcopper·basedfrictionmaterialsaremeaningfulfordevelopinghigh-performancebrakematerials．Inaddition，China’Sterritoryvast，climatevariability，

6、thecomplexityoftherailway—operatingenvironment，thefrictionintheseharshconditions，thematerialspropertiesshownbythedecisionisoftenthekeytoproductperformance．Therefore，theanalysisoftheharshconditionsforpowdermetallurgymaterialsfrictionandwearperformanceisguidingsignificancetoimprovethep

7、erformanceofbrakepad．Thecopper-basedpowdermetallurgybrakingmaterialwasfabricatedbypowdermetallurgy，measuredbytheconstant—speedtester，underthespeedof200-3000r／min，thepressureof0．5-1．1MPaandtheadditivewaterrateof4．7ml／min．Theresultsshowthat：WiththeincreasedcontentofFe，thewearrateincrea

8、ses，thefrict