【摘要】：摩擦片是確保汽車運(yùn)行安全的關(guān)鍵制動(dòng)部件。目前我國高速摩擦片基本依賴進(jìn)口,從國外引進(jìn)不但會(huì)加大成本,并且受制于人,當(dāng)下摩擦片急需自主研發(fā)以替代國外產(chǎn)品。本文從增強(qiáng)組元、纖維組元和潤滑組元方面進(jìn)行分析,在不同的載荷和轉(zhuǎn)速下,分別研究增強(qiáng)組元、纖維組元和潤滑組元對銅基摩擦片制動(dòng)抗磨性能的作用,對試樣磨損表面微觀形貌進(jìn)行觀察,分析其摩擦磨損機(jī)理。銅基體中添加Fe、Al可以起到明顯的強(qiáng)化作用,并且很大程度的改善了試樣的摩擦磨損性能,純銅基體摩擦片的摩擦系數(shù)最不穩(wěn)定,磨損率最大。添加了Fe、Al的銅基體試樣都有較為穩(wěn)定的摩擦系數(shù),較低的磨損率。添加Al的銅基摩擦材料中,Al元素和基體中的Cu元素反應(yīng)可以形成Cu-Al合金相,使得摩擦材料硬度增加。但Al元素過多會(huì)導(dǎo)致因?yàn)檗D(zhuǎn)為液態(tài)聚集而呈塊狀分布。Fe元素除了在基體中起到增強(qiáng)作用外,散布在基體中的Fe元素在摩擦過程中形成彌散分布的微凸體,使銅基體強(qiáng)度得到進(jìn)一步強(qiáng)化,微凸體鑲嵌在磨損表面形成不易磨損的支撐面,隔離了試樣和對偶表面的直接接觸,起到了抑制磨損的作用。因此,添加Fe+Al試樣的摩擦系數(shù)曲線更加平穩(wěn),磨損率變化幅度較小,表現(xiàn)出良好的摩擦學(xué)性能。碳纖維和銅纖維的含量對于試樣硬度的影響不大,銅纖維的集鐵作用能在試樣摩擦表面上形成富鐵貧銅表面工作層,減小磨損。高載荷條件下,碳纖維的潤滑效果最為顯著。本實(shí)驗(yàn)中,6%碳纖維和4%銅纖維配合,能夠穩(wěn)定銅基摩擦片的摩擦系數(shù),同時(shí)一定程度上能夠改善銅基摩擦片的制動(dòng)抗磨性能。含5%石墨與2%h-BN的試樣磨損表面形成的潤滑薄膜要相對緊密,這些潤滑薄膜有降低摩擦系數(shù)、減小磨損的作用,有助于提高銅基摩擦片的制動(dòng)抗磨性能。在常溫下石墨具有優(yōu)良的潤滑性能,在高溫下h-BN能夠穩(wěn)定試樣的摩擦系數(shù),提高試樣的抗磨性。h-BN形成的小塊潤滑層能夠填充大塊狀石墨潤滑層的間隙,與石墨結(jié)合使用比兩者單獨(dú)使用具有更好的潤滑作用,配合石墨潤滑層發(fā)揮作用,可以有效的改善銅基粉末冶金摩擦材料的摩擦磨損性能。選用ABAQUS對摩擦片進(jìn)行三維建模,模擬盤式制動(dòng)器的單純機(jī)械應(yīng)力場(壓應(yīng)力和摩擦切應(yīng)力)和熱應(yīng)力場分別作用下的應(yīng)力分布,熱應(yīng)力遠(yuǎn)大于其他應(yīng)力的作用,在盤式制動(dòng)器失效時(shí)起著主導(dǎo)作用。
【圖文】：

14圖 2-1 試樣制備工藝路線Fig.2-1 Preparation process of samples獻(xiàn)方案[57-58]及經(jīng)過試驗(yàn)后，決定選用熱壓燒結(jié)技術(shù)為本課題的末冶金（P/M）技術(shù)，在 800±5℃下熱壓燒結(jié)，保持壓力 3.5×鐘，在燒結(jié)中保持真空度為 0.1Pa。 種銅基摩擦片試樣：A1、A2、A3、A4，其制備過程如下：1、 2-1 所示，將各種原料按表所示配方的比例混合，在燒結(jié)之前入 XQM 型球磨機(jī)在球磨罐（運(yùn)行速度設(shè)定為 300rpm，正反轉(zhuǎn)2、燒結(jié)：將混合均勻的粉末狀材料裝填到石墨模具中，采用 Z爐通過粉末冶金（P/M）技術(shù)，以 10℃/min 的幅度加熱，將混下進(jìn)行燒結(jié)，同時(shí)使壓力維持在 30MPa，持續(xù) 30 分鐘。3、制切割成 20mm×12mm×10mm 大小的試樣，試驗(yàn)面尺寸為 20mm

圖 2-2 掃描電鏡（JSM-IT300）Fig.2-2 Scanning Electron Microscopy (JSM-IT300)試進(jìn)行三次，以保證在相同實(shí)驗(yàn)情況下實(shí)驗(yàn)示掃描電鏡（JSM-IT300）與 X-MaxN50 電貌。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.55

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本文編號(hào)：2604818