铜基粉末冶金/铬青铜摩擦副载流摩擦磨损的电弧侵蚀特性研究

在销/盘式载流摩擦磨损试验机上,对铜基粉末冶金/铬青铜摩擦副载流摩擦磨损的电弧侵蚀特性进行了研究,探讨了电弧对铜基粉末冶金材料的载流摩擦学特性的影响.利用方差分析表,采用F检验法对电流、载荷、速度3种因素进行了显著性检验.结果显示电流对电弧能量的大小有影响,载荷、速度对电弧能量有显著影响;随着速度的增加,电弧的强度和发生频率均增大;低速下,主要是磨粒磨损和粘着磨损,高速下,主要是电弧侵蚀和粘着磨损.     

电弧能量对铜基粉末冶金/铬青铜摩擦副载流效率及载流稳定性的影响

以铜基粉末冶金/铬青铜为摩擦副,在销-盘式摩擦磨损试验机上进行载流摩擦学特性研究,探讨电弧能量对铜基粉末冶金/铬青铜摩擦副载流效率、载流稳定性的影响。结果表明:载流效率、载流稳定性与电弧能量的大小是密切相关的,电弧能量越大,载流效率、载流稳定性越差;频率相对均匀和瞬间电弧能量密度小的电弧可以维持电流的连续性,有较好的载流稳定性及较高的载流效率,而瞬间较高的电弧能量使载流效率急剧降低,载流稳定性变差;电弧发生及能量大小的随机性与不确定性及电弧对试样表面的侵蚀都导致了销试样间电压与电阻的波动,是载流效率和载流稳定性变差的主要原因。     

表面粗糙度对铜基粉末冶金/铬青铜摩擦副载流摩擦磨损性能影响的研究

以铜基粉末冶金/铬青铜摩擦副为对象,应用销盘式摩擦磨损模拟试验,研究载流条件下摩擦副的表面粗糙度对摩擦学特性的影响规律.结果表明:表面越粗糙,越易起弧,形成更高的电弧能量,磨损形式主要是磨粒磨损、电弧侵蚀;表面越光滑,燃弧时间越长,电弧能量越高,摩擦因数越低,磨损形式主要是黏着磨损、电弧侵蚀;表面粗糙度有一个最佳值,在这个表面粗糙度下电弧能量最小、质量磨损率也最小.     

铜基粉末冶金/Q235B摩擦副载流摩擦磨损性能

磁浮列车中部分制动闸片在服役时一直处于受流状态,导致材料磨损加剧,影响闸片的服役寿命。为研究中低速磁悬浮列车制动闸片在受流工况下的摩擦磨损性能,以制动闸片使用的铜基粉末冶金材料和刹车盘使用的Q235B材料为摩擦副,研究不同制动速度下铜基粉末冶金/Q235B摩擦副的载流摩擦磨损行为。结果表明：无电流时随着滑动速度的增大,摩擦因数及磨损率整体呈现下降的趋势,载流时随着滑动速度的增大,摩擦因数整体呈现下降的趋势,而磨损率则整体呈现上升的趋势;无电流时磨损后的铜基粉末冶金材料表面覆盖着一层靛色的第三体层,该第三体层低速时主要以颗粒状为主,随着速度的增加逐渐被压实成连续致密状,高速时因黏着磨损加剧使得连续致密状第三体被破环,导致材料的摩擦因数和磨损率呈现反向增长的趋势;载流下磨损后的铜基粉末冶金材料表面出现了以机械磨损为主和以电弧烧蚀为主的2个区域,其中以机械磨损为主的区域依然是由靛色的第三体层组成,而以电弧烧蚀为主的区域表面则覆盖了一层金色熔融状物质,并且随着速度的增大,烧蚀区面积也逐渐增大。     

铬对铜基粉末冶金材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金工艺制备铜铬基粉末冶金摩擦材料,在制动压力0.5～0.76 MPa、制动速度1000～3000 r/min范围内,探讨干、湿2种状态下铬对材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,随铬含量增加,材料的摩擦因数和磨损量降低,且随制动压力增加,摩擦因数降低;在低摩擦速度时,湿摩擦因数低于干摩擦,高速时则相反。铬降低了材料的摩擦因数和磨损量的原因在于铬增加了材料的硬度而起到了降低摩擦面的损伤程度和表面粗糙度的作用。在较低的摩擦速度条件下,由于水分的润滑作用充分,导致摩擦因数降低,在高速摩擦条件下,水分冷却作用明显,导致表面微凸体间的啮合强度增加而使摩擦因数高于干摩擦。     

铜基粉末冶金载流摩擦磨损微观形貌分析

对铜基粉末冶金材料进行载流摩擦磨损实验,对磨损后的微观组织进行了观察与分析.结果表明,铜基粉末冶金材料在载流条件下,销试样表面不断发生氧化,电流为40和60 A时,摩擦表面覆盖着一层Fe的氧化物;电流为80和100 A时试样由于表面温度更高,形成Cu的氧化物.产生氧化物的不同,电弧产生烧损的严重程度不同,是导致不同电流下磨损机制不同、磨损率相差大的原因.电流较大时电烧蚀严重,加快了磨损进程.     

载流摩擦磨损中电弧侵蚀的研究现状及趋势

综述载流摩擦磨损中电弧侵蚀的研究现状,分析电弧的产生及电弧侵蚀的表面特征和形成依据,并提出今后研究的方向。目前关于电弧侵蚀的定量研究不多,没有一个完善的电弧侵蚀物理模型用于计算材料的被侵蚀程度,有必要先对电弧的起弧速度、电流、载荷及燃弧时间进行定量研究,结合表面磨损机制,分析材料的摩擦磨损性能。     

铜/铬青铜摩擦副磨损表面形貌与电弧的相互作用关系

为探究载流摩擦磨损过程中摩擦副磨损表面形貌与电弧的相互作用关系,在HST-100高速载流摩擦磨损试验机上以铜/铬青铜为摩擦副进行载流摩擦磨损试验。用三维形貌仪测量磨损表面粗糙度,并通过扫描电子显微镜分析试验后销试样表面形貌。结果表明:起始表面粗糙度在磨损初期对电弧能量、摩擦因数有影响,在磨损中后期其影响并不显著;表面粗糙度与燃弧率有一定的正相关性,表面粗糙度较大时,燃弧率与电弧能量较大,表面粗糙度降低,燃弧率与电弧能量也随之降低;质量磨损率呈现"U"形变化,摩擦因数则先降低后升高;磨损初期,磨损机制主要是黏着磨损,没有明显的电弧侵蚀作用,磨损中后期,电弧侵蚀越发严重,出现电弧烧蚀坑,并造成熔融堆积。     

烧结工艺对铜基粉末冶金摩擦材料的影响

采用粉末冶金的方法烧结铜基摩擦材料,研究烧结温度、烧结压力、保温时间和成型压力对摩擦材料性能的影响。结果表明：随着烧结温度的升高,材料的密度、强度和硬度都降低,孔隙度增大;随着烧结压力的增大,硬度先增大后减小,压力达到20 MPa 时,硬度最大;随着保温时间的延长,抗压强度增大;随着成型压力的增大,抗压强度先增大后较小,成型压力为42 MPa 时,抗压强度最大。当材料的物理力学性能处于最佳范围时,材料的摩擦因数才达到最大,物理力学性能过高或过低都不利于摩擦因数的提高;对偶磨损量主要取决于摩擦材料的摩擦因数,随着摩擦因数的增大而增大。     

铜基粉末冶金摩擦材料高温摩擦疲劳性能测试

在高温摩擦疲劳试验机上对铜基粉末冶金材料进行了性能测试。发现：(1)在100℃～350℃区间,随温度的升高,摩擦因数在降低;(2)在500℃时,摩擦因数最高,且发生了粘着磨损;(3)在450N,300℃时,磨痕表面出现了球状的石墨颗粒层,这起到了极好的润滑作用,使得300℃时,磨损较低。     

含碳量及硫化处理对铁基粉末冶金材料摩擦磨损性能的影响

在HDM-10型端面摩擦磨损试验机上分别进行恒定载荷与变动载荷摩擦磨损试验，考察了含碳量及硫化处理对铁基粉末冶金材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：铁基粉末冶金材料中碳的质量分数选择0．6％～0．8％为宜，其组织为珠光体加少量铁素体。综合摩擦学性能最佳；硫化处理后，材料摩擦学性能获得改善，承载能力明显提高。     

电弧冶金反应生成TiC-VC的机理研究

碳化钛的形成依赖于钛、钒等强碳化物形成元素，高温电弧冶金反应时钛、钒能够直接与碳化合生成TiC和VC。用扫描电镜(SEM)、电子探针(EMPA)对TiC-VC形态及分布进行了研究，探讨了TiC-VC形成的机理。结果表明：TiGVC主要在熔滴反应阶段生成并形核，熔池反应阶段聚集长大并在熔渣和熔敷金属界面发生扩散。TiC-VC的形成固定了大量碳元素，避免了结晶和相变过程中二次碳化物沿晶界网状析出。     

微机械电子系统中的摩擦磨损及研究方向

介绍了微机械电子系统的概念,分析了微机电系统的摩擦磨损机理。结合近年来研究成果,根据微机电与传统机械摩擦磨损的不同,总结出了微机械电子系统摩擦磨损设计中的研究方向。     

Al2O3增强粉末冶金铜基摩擦材料摩擦磨损性能研究

为提高铜基粉末冶金摩擦材料的耐磨性及制动效果,使用粉末冶金法（PM）制备氧化铝增强铜基摩擦材料,采用布氏硬度计、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散光谱仪（EDS）等测试手段以及摩擦磨损实验,研究氧化铝的掺杂对摩擦材料微观组织和摩擦行为的影响。结果表明：在制备的铜基摩擦材料中,氧化铝硬质颗粒在铜基体中分布均匀,由于硬质相的存在所形成位错钉扎效应对复合材料的硬度有大幅的提升,而对材料的密度有一定的消极作用。摩擦实验结果显示,氧化铝可以提高材料的摩擦因数并增强其耐磨性;且随着载荷的增大Al2O3-Cu复合材料的摩擦因数较高且稳定性较好,磨损率有明显的降低,表明氧化铝的掺杂对铜基材料有显著的增强效果。通过光学显微镜以及EDS分析得出,Cu基材料的主要磨损机制为氧化磨损和黏着磨损,而Al2O3-Cu材料的磨损机制为氧化磨损和磨粒磨损组成的混合磨损。     

氧化铝颗粒增强铜基复合材料的摩擦磨损性能

利用粉末冶金法制备了Al_2O_3颗粒增强铜基复合材料,分析了Al_2O_3含量和转速对复合材料耐磨性能以及摩擦因数的影响。结果表明:复合材料的磨损量随Al_2O_3含量的增加先减小后增大,Al_2O_3体积分数为15%时耐磨性能最好;磨损量以及摩擦因数随着转速的增大先增大后减小,在400 r·min~(-1)时的磨损最严重,摩擦因数最大;磨损主要机制是粘着磨损和磨粒磨损。     

二氧化碳气氛下钢铜摩擦副摩擦磨损特性研究

应用MMS-1G销盘式高温高速摩擦磨损试验机,研究了二氧化碳气氛条件下CrNiMo钢/H96黄铜配副的干滑动摩擦磨损特性。结果表明:摩擦因数随着载荷和速度的增加而减小;磨损率随着载荷和速度的增加而增加,在逐步增加速度与载荷的过程中,存在着摩擦磨损机制的转变,CrNiMo钢的磨损机制主要表现为粘着磨损和磨粒磨损。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损机制研究

SiC颗粒增强铝基复合材料是一种性能优异的高速摩擦材料,作为刹车材料必将在陆上运输领域得到广泛应用。但SiC颗粒增强铝基复合材料的摩擦磨损性能强烈地依赖于实验条件和制备工艺。综述了各种因素对SiC颗粒增强铝基复合材料摩擦磨损性能的影响,总结了SiC颗粒增强铝基复合材料摩擦磨损机制,并指出了SiC颗粒增强铝基复合材料需进一步深入研究的问题及新的研究方向。     

铸铁气蚀破坏机制

从铸铁基体组织，石墨形态，合金元素等方面探讨铸铁气蚀性能的影响因素，分析空化的力学冲击作用与气蚀时的材料受力情况，研究铸铁气蚀裂纹核的形成与扩展乃至导致铸铁气蚀破坏的过程，剖析球墨铸铁的气蚀特点。