高性能湿式纸基摩擦材料的研制

湿式纸基摩擦材料是湿式离合器非常重要的零部件之一,其主要功能是保证发动机扭矩的顺利传输以及在传输过程中湿式摩擦片和对偶摩擦副的接合平顺、摩擦噪声小,主要应用于各类车辆及工程机械的湿式离合器和制动器中,特别是作为汽车自动变速器中湿式离合器的摩擦片材料,更具有广阔的应用前景。但现有的国产湿式纸基摩擦材料在动静摩擦系数、磨损率、热稳定性等性能方面与国外产品相比还有很大的差距。为此,本文提出通过摩擦材料配方和制备工艺的创新设计,研制一种高性能的湿式纸基摩擦材料。     

成型工艺对树脂基摩擦材料及其摩擦学性能的影响

以碳纤维2.5D浅交弯联结构为预制体,分别采用树脂传递成型工艺(RTM)和热压成型工艺(HPM)制备了碳纤维增强酚醛树脂基摩擦材料.通过MS-T3001摩擦磨损试验机考核了材料的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜、激光三维形貌扫描仪观测了材料的磨损形貌,对比分析了两种成型工艺对材料摩擦学性能的影响.结果表明:随着滑动速度和工作载荷的增大,材料的摩擦系数均减小.热压成型工艺成型摩擦材料的主要磨损形式为磨粒磨损,摩擦系数0.085~0.130,磨损率1.5×10-8 g·N-1·m-1.树脂传递成型工艺成型摩擦材料的主要磨损形式为黏着磨损和疲劳磨损,摩擦系数0.075~0.120,磨损率7.5×10-8 g·N-1·m-1.     

二氧化硅颗粒形状对刹车材料摩擦性能的影响

本文研究了摩擦组元SiO_2颗粒形状对刹车材料摩擦性能的影响.试验证明类球形SiO_2颗粒对摩擦性能的影响最好.根据分子-机械摩擦理论原理,材料的摩擦系数与实际接触面积有关,而类球形SiO_2颗粒完整地镶嵌在基体内,起着耐磨、增加实际接触面积的作用,使材料具有优良的摩擦性能.     

基于乳化液的ZCuPb20Sn5和ZL108摩擦磨损特性研究

为了考察ZCuPb20Sn5和ZL108在乳化液润滑条件下的摩擦磨损性能,在MMW -1摩擦磨损试验机上对两种材料进行了销盘摩擦副和止推圈摩擦副的试验研究,得出了在不同载荷和转速下,两种材料的磨损量、磨损率、摩擦力及摩擦系数等实验结果,采用MATLAB三次样条拟合工具分别得出了摩擦系数和磨损率与载荷和速度之间的关系曲线...     

新型摩擦材料的冷压成型工艺研究

为了改进摩擦材料的摩擦学性能和制造工艺,对摩擦制动材料的冷压工艺进行了研究.在改变传统粘结剂的基础上,选取了适宜冷压工艺的配方,制定了冷压工艺路线,并确定了具体的工艺参数.分析了对比试验和定速摩擦试验的结果,对工艺参数进行了优化.实验结果表明：冷压摩擦材料具有良好的成型效果、稳定的摩擦系数、良好的耐磨性质和满意的冲击强度.     

醛树脂基减摩复合材料的研究

通过实验研究了树脂基减摩复合材料中树脂、纤维对减摩材料的机械性能、摩擦性能的影响.在此基础上,以实验室自制的改性酚醛树脂为基体,以混杂纤维及复合润滑组份为增强材料,研制出一种高强度、低摩擦系数小磨损量的酚醛树脂基纤维增强减摩复合材料.这种新型材料已通过技术成果鉴定,可望应用于电车滑块、机车受电弓等多种用途.     

铝碳陶瓷材料的摩擦磨损性能

以铝碳陶瓷材料作为研究对象,利用摩擦磨损实验机研究了铝碳陶瓷材料在干摩擦和固体润滑两种状态下的摩擦磨损性能,并采用有限元方法分析了两种摩擦状态下的应力分布情况.实验结果表明,干摩擦及润滑状态下试样的滑动摩擦系数随载荷的增加而减少;并且润滑状态下滑动摩擦系数仅是干摩擦状态下滑动摩擦系数的1/2左右; 有限元分析结果表明,铝碳陶瓷材料干摩擦状态下最大剪切应力大于最大正应力,试样表面容易发生由微断裂引起的磨粒磨损.固体润滑状态下的接触应力很小,这是因为固体润滑状态下主要发生的是固体润滑涂层材料之间的内摩擦.     

碳布叠层增强树脂基湿式摩擦材料的制备及其性能

采用碳布叠层增强,环氧树脂和酚醛树脂作为黏结剂,通过热压成形和固化热处理技术,制备一种叠层碳布/树脂基湿式摩擦材料.探索了摩擦副的摩擦表面状态对摩擦磨损性能的影响,并研究不同比例双树脂下的摩擦材料性能.结果表明:随着转速的升高,摩擦材料的摩擦系数减小.酚醛树脂和环氧树脂比例的不同也会对摩擦性能产生影响.由于黏结性能好,环氧树脂的加入使得摩擦材料的稳定性较高.腰果壳油改性酚醛树脂和环氧树脂的比例为1∶2时的摩擦性能最好,摩擦系数为0.14,摩擦系数稳定性在0.85以上.     

天然海水润滑下不锈钢316L与PEEK450CA30的摩擦磨损性能

为了寻找适合于低速大扭矩水液压马达配对副的材料,采用MMU-5G屏显式高温材料端面摩擦磨损试验机考察不同转速、不同载荷下,摩擦副316L-PEEK450CA30在海水中的摩擦磨损性能,并借助OLYMPUS-SZX体式显微镜对试样的磨损表面进行形貌观察。结果表明:在转速和载荷比较低的情况下,摩擦副316L-PEEK450CA30的摩擦系数较小,磨损性能较好;当转速或载荷增大时,摩擦副的摩擦系数和接触面的磨损情况会急剧增大。在转速300r/min、载荷100N和转速100r/min、载荷300N的情况下,摩擦副316L-PEEK450CA30还会发生轻微的黏着磨损。最后得出,当转速为100r/mim、载荷为100N时,对偶副间的摩擦系数最小,耐磨损程度最好,适合作为低速大扭矩水液压马达的对偶副材料。     

湿式纸基摩擦材料的压缩回弹性能

通过对原料特性和配方进行调节,探究了棉纤维打浆度、碳纤维形态、摩擦粉含量和树脂弹性模量对湿式纸基摩擦材料压缩回弹性的影响,同时设计了4种具有不同压缩回弹性的纸基摩擦材料,分析了压缩回弹性对湿式纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响。研究结果表明:棉纤维打浆度在20 ~oSR以上时,材料具有良好的尺寸稳定性;长3 mm的短切碳纤维、乙醇溶剂型高弹性模量粘结树脂可提高样品的尺寸稳定性;摩擦粉的加入可提高材料的稳定压缩率;压缩回弹性对摩擦磨损性能有重要的影响,当湿式纸基摩擦材料的永久形变率在4.0%以下、稳定压缩率在7.0%以上时,材料的摩擦磨损性能较为优异。     

自凝与热凝树脂义齿材料摩擦磨损行为对比

在自制的往复摩擦磨损实验台上,以球面接触方式,在干摩擦、法向压力为20N、往复频率为0.5Hz、摆幅85mm条件下,研究了牙科用的自凝和热凝树脂球分别对自凝树脂板的摩擦磨损行为.实验过程中利用动态应变仪测量摩擦过程中应变片的应变,进而计算出摩擦系数.结合电镜观察比较得出了自凝与热凝2种义齿材料的耐磨性能:自凝树脂义齿材料磨损过程中会出现材料塑性流动和表面致密的光滑层,磨损轻微,后者材料致密性差有气孔,磨损过程中出现层状磨损,气孔周围材料易脱落,结果自凝材料的摩擦系数低于热凝材料,且耐磨性高于热凝材料.     

摩擦时间对CaSO4晶须增强树脂基复合材料摩擦学性能的影响

采用模压成型工艺制备CaSO_4晶须增强树脂基复合材料,并选用一种市售材料作对比,研究摩擦时间对两种材料摩擦学性能的影响,利用SEM及EDAX观测磨损表面形貌及成分变化,分析其磨损机理.结果表明:随着摩擦时间的变化,自制材料摩擦系数维持在0.45左右,制动平稳性较好,磨损机理以磨粒磨损为主;市售材料摩擦系数在0.32~0.36范围内波动,制动过程易产生颤动和噪声,磨损机理以粘着磨损和热疲劳磨损为主;两种材料摩擦表面平均温度及其磨损率均随着摩擦时间的延长而逐渐升高,且与对偶件存在明显的粘着效应.     

Cu-Fe基摩擦片摩擦磨损性能的研究

为探究带式运输机铜基摩擦片的摩擦学行为,采用粉末冶金工艺制备Cu-Fe基摩擦材料。在干式制动条件下用环-块摩擦磨损试验机研究摩擦片的摩擦学行为。探索铁元素对铜基复合材料摩擦片摩擦行为和磨损机理的作用。结果表明,与铜-石墨复合材料相比添加了铁元素的铜-石墨复合材料在高载荷下表现出更好的摩擦学性能,其在摩擦表面上形成的富含石墨的机械混合层(MML)更加稳定。     

C/SiC复合材料摩擦性能及储油性能分析

复合材料因性能独特而备受关注,但其自身结构复杂且受到诸多因素的影响,因而对其摩擦学性能的研究仍有待进一步加强。为了对比不同摩擦配副对C/SiC复合材料摩擦性能及储油性能的影响,以C/SiC复合材料为研究对象,运用销盘摩擦学试验方法,研究了C/SiC复合材料与45#钢以及C/SiC复合材料与ZrO₂材料摩擦配副的摩擦学性能,采用三维形貌仪等仪器对C/SiC复合材料摩擦后的表面进行表征分析,研究其摩擦后的表面质量及其储油性能。结果表明,C/SiC复合材料与45#钢磨损剧烈,摩擦后表面储油性能严重下降;其与ZrO₂对磨则摩擦系数较低,磨损量较小,摩擦后的表面仍保持了较好的承载性能及储油性能,是一种良好的摩擦配副。研究结果为拓展C/SiC复合材料的应用及揭示其摩擦学特性提供了有力支撑。     

SiCp/Al复合材料制动盘用树脂基摩擦材料研究

为了选择适合于SiCp／Al复合材料制动盘的树脂基摩擦材料增强纤维，采用MG-2000摩擦磨损试验机研究了钢／钢纤维、Kevlar纤维／钛酸钾晶须以及碳纤维3种增强体系摩擦材料的摩擦磨损性能．结果表明，钢／铜纤维增强摩擦材料具有最高的摩擦因数和适当的磨损率，因此钢／铜纤维适合作为SiCp／Al复合材料制动盘用摩擦材料的增强纤维．摩擦表面的SEM形貌显示，钢／铜纤维摩擦材料的摩擦表面主要由铜纤维涂抹形成的大块不连续的摩擦膜组成；Kevlar纤维／钛酸钾晶须摩擦材料的摩擦膜细密而又连续；碳纤维摩擦材料表面没有形成致密的摩擦膜．     

半金属摩擦材料的摩擦磨损性能及磨屑形貌

采用D MS定速式摩擦试验机 ,测定 3种金属纤维 (钢纤维、黄铜纤维和紫铜纤维 )增强的半金属摩擦材料与灰铸铁在不同温度下滑动摩擦的摩擦磨损性能 ,并收集磨屑 ,借助SEM扫描电子显微镜 ,观察、分析磨屑的形貌 ,研究材料磨损的内在机制 .研究结果表明 :紫铜纤维增强的摩擦材料与灰铸铁间的摩擦因数最稳定 ,磨损率最低 ;低温时 ,3种材料的磨屑均比较细小 ,在少数大颗粒的表面可以观察到较深的划痕 ,有的带有明显的裂纹 ,说明该磨损主要由犁沟及微切削作用引起 ;高温时 ,磨屑多呈较大的块状或薄片状 ,这是粘结剂的高温分解和摩擦表面膜的热裂分解所致 ;对于铜纤维 (黄铜或紫铜 ) ,在摩擦过程中还会发生铜在对偶表面的涂抹现象 ,这也是影响其摩擦磨损性能的一个重要因素     

基于原位反应制备CuO/PPS复合涂层的热性能和摩擦学性能

利用原位反应方法在PPS涂料中掺杂CuO,通过浸涂制备了CuO/PPS复合涂层.利用热重分析仪测试了涂层的热性能,选用销盘式磨损实验机测试了涂层的摩擦学性能,采用SEM观察分析了磨损表面,并在此基础上探讨了磨损机理.研究结果表明,涂层表面平整光洁,复合涂层热稳定性较PPS树脂有所提高,热分解温度提高;CuO的加入使PP...     

MPTS/MPTES复合自组装薄膜的制备及摩擦磨损特性分析

采用分子自组装技术,在单晶硅表面制备3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS)、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPTES)薄膜以及MPTS/MPTES复合自组装薄膜,利用原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱仪（XPS）及接触角测定仪对MPTS/MPTES复合薄膜的结构进行分析,并采用DF PM型动/静摩擦系数精密测定仪评价其摩擦磨损性能.结果表明,与MPTS薄膜和MPTES薄膜相比,MPTS/MPTES复合薄膜具有优异的疏水性和摩擦磨损性能,其原因在于MPTS/MPTES复合薄膜的分子体积较大并具有可移动性和特殊的柔韧性,其基底附近呈现出类似于固体紧密排列的结构并具有一定的刚性和承载能力.     

气缸套表面微织构填充的摩擦学性能实验研究

为了探究气缸套表面微级织结构(简称微织构)填充的摩擦学性能,在其试样表面进行微织构并分别填充蛇纹石和二硫化钼微纳米粉。在高载和低载条件下,通过往复式摩擦磨损试验机进行实验,利用SEM、EDX观察试样表面形貌和元素成分,探索表面微织构填充气缸套试样的摩擦行为和磨损机理。结果表明:微织构填充气缸套试样的摩擦学性能在高载荷和低载荷条件下都好于单微织构及机械珩磨的气缸套试样,其减摩耐磨性能是微织构和填充物质协同作用的结果;并且较大尺寸的微坑内径对摩擦系数的影响效果更明显;二硫化钼对摩擦系数的改善效果好于蛇纹石。     

桐油改性酚醛树脂摩阻材料的研究

采用改进的工艺方法合成了桐油改性酚醛树脂,将其作为粘合剂制备了摩阻材料。试验表明:酚醛树脂经改性后,树脂及材料的性能均得到较大的改善;与其他改性方法的材料相比,摩擦系数较高而稳定。表面分析提示这种材料的热分解温度较高、热摩损较小,而低温下的粘着磨损和磨粒磨损略高。探讨了摩擦前后表面层组成和结构的变化。