zro2对列车制动材料摩擦磨损性能的影响.pdf免费

2009全国粉末冶金学术会议 Zr02对歹U车制动材料摩擦磨损性能的影响① 王秀飞1，3 王广达2韩娟2尹彩流3 (1．北京中南浦然高科技有限责任公司，北京，102211 2．北京钢铁研究总院，北京，100081 3．广西民族大学物理与电子工程学院，广西南宁，530006) 摘要采用粉末冶金方法制备了高速列车用制动材料，研究了氧化锆含量对高速列车制动材料的摩擦因数、磨 损量的影响规律。结果表明：在添加ZrO：的材料中，含5％氧化锆的材料摩擦因数较高，磨损量也较大；添加8％氧化 锆的材料在高速下的摩擦因数较高，磨损率较小且变化平稳。材料的磨损在较低的速度下以粘着磨损为主；随着速度 的上升．磨损也逐渐变成以剥层脱落和氧化磨损的混合机制为主。 1 前言 随着我国高速列车的飞速发展，对列车制动技术提出了更高的要求，特别是对摩擦材料的性能要 求越来越高，不仅要求具有高强度、高导热性，同时要求有足够高的摩擦因数，高温稳定性外，还要求 其耐磨性好、耐腐蚀、以及工作中不发生粘结和咬合等现象，以适于高速列车的制动要求。如何在使 摩擦材料具有较高和稳定摩擦因数的同时降低其磨损量，已成为摩擦材料研究的热点问题¨’21。 闸片作为与制动盘匹配的摩擦副，在发挥盘形制动系统制动性能方面起着举足轻鼋的作用。铁路 发达国家对制动闸片材料的研究经历了合成闸片、粉末冶金闸片阶段，并已向C／C纤维复合材料和陶 瓷复合材料闸片阶段发展，其中应用最为广泛的是粉末冶金闸片’4J。世界各国都在致力于研究开发 高速列车用的制动材料，日、法、德等国已形成了铁基、铜基和铁一铜基三大类的粉末冶金材料以及 C／C复合摩擦材料[5’6】。我国在列车制动材料研究方面，尚处于研究开发阶段【7J。参考国内外的专利 和我国列车运行的实际情况，研制了一种适应高速列车制动的铜基粉末冶金材料，本文考察了氧化锆 的含量对列车用制动材料摩擦性能的影响。 ‘ 2试验方法 2．1实验采用的原材料 99％，一28一+100目；天然鳞 埘(SiO，)397％，一60～+100目；人造高纯电熔白钢玉：彬(AI：03)3 片状石墨：埘(C)397％，一28～+100目。MoS2：胶体粉剂，分析纯。 本实验采用电解铜粉作为基体，添加8％～10％的还原铁粉与基体合金化，分别添加12～15％的 鳞片石墨作为润滑组元，8％～10％的SiO：作为摩擦组元，3％的MoS：作为辅助组元，制备出铁基粉末 冶金摩擦材料。 ①王秀飞，男，博士，现为北京中南浦然高科技有限责任公司总工程师，从事铁路制动材料的研发和生产工作。Tel：01052700368， E—mail：wangxiufei@puranparts．com 二、钢铁粉末及制品 14l 表1材料的组元及配比 实验材料 1。 2。 3。 4· 5’ 氧化锆含量／％ O 3 5 8 10 本研究所制备材料的基体成分主要是以铜为主，添加铁、镍、铝、锡等元素合金化。摩擦组元选 用二氧化硅和碳化硅，润滑组元主要是石墨和二硫化。通过改变材料中摩擦组元氧化锆的含量制备出 多种闸片材料，材料的组元和成分如表1所示。 ． 2．2 制备工艺 按照配比称取后先混合，然后再将粉末装入“V”型混料机内混合均匀，压制成形后，于H：保护条 件下采用加压烧结制成铜基粉末冶金摩擦材料。烧结温度为9000C，烧结压力为2．0～3．0MPa，保温 3h后，随炉冷却至室温出炉。 2．3性能测试 根据粉末冶金摩擦材料物理、力学性能测试标准，对材料的密度进行测试；按照国家的有关标准 mm×16 HB5434—1998，将烧结后的材料加工成咖外75mm(咖内53 试环组成摩