含碳纤维的湿式铜基摩擦材料性能研究.pdfVIP

三、有色金属粉末及制品 含碳纤维的湿式铜基摩擦材料性能研究① 严深浪1 张兆森2徐慧1宋招权 (1．中南大学物理科学与技术学院，长沙410083； 2．中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙410083) 摘要采用粉末冶金方法制备了添加短碳纤维的湿式铜基摩擦材料，研究了含碳纤维的湿式摩擦材料的摩擦磨 损和力学性能以及制动条件对动摩擦系数的变化规律。结果表明：随着碳纤维含量的增加，材料的孔隙率增加、硬度 及密度均降低。在碳纤维含量低于1％时，随碳纤维含量的增加，材料的硬度和密度迅速下降，孔隙率迅速增大。当碳 纤维含量大于1％时，孔隙率、硬度及密度变化趋于平缓。摩擦系数随着碳纤维含量的增加呈先增加后减小，磨损量随 碳纤维含量的增加先减小后增大。碳纤维含量为1％时材料的摩擦磨损性能最佳。并且，碳纤维的加入提高了材料的 能量许用值。 关键词湿式铜基摩擦材料；短切碳纤维；摩擦磨损 1 前言 湿式铜基摩擦材料是在润滑条件下工作的摩擦材料，因其具有良好的导热性、耐磨性、摩擦系数 稳定等优点，被广泛用于飞机、汽车和摩托车等各类机械上，用于机械传动过程中的制动、离合和变 速。但随着工程机械工作载荷和转动速度的不断增大，对湿式铜基摩擦材料的摩擦磨损性能提出更高 的要求[1]。对湿式铜基摩擦材料的研究大都是停留在传统的摩擦组元、润滑组元以及基体强化组元等 方面口。】。近期以来，探讨纤维材料对摩擦材料的影响，以进一步提高湿式铜基摩擦材料的摩擦性能 成为研究的热点。碳纤维加入到铜基复合材料中已有了大量的研究HJ，但碳纤维加入到湿式铜基摩擦 材料中研究较少。王秀飞等∞1人初步探讨了短切碳纤维加入到湿式铜基摩擦材料中对其摩擦性能的 影响，但论文中没有系统研究碳纤维的含量对湿式铜基摩擦材料摩擦性能的影响规律。因此，本文将 研究不同碳纤维含量的湿式铜基摩擦材料的摩擦磨损和力学性能，并测试其在不同载荷、转速下的摩 擦磨损性能。 2实验 2．1原材料要求及制备工艺 采用原材料为：电解铜粉；还原铁粉；羰基镍粉；电解钛粉；不规则形状的天然石英砂，粒径为150 及配比见表1： 按比例称取各种粉末，在滚筒式球磨机中将粉末混合4—6小时，混合料在300～500MPa压力下 冷压成型，将压坯与钢背贴好后，放置于钟罩式加压烧结炉中，在氢气保护气氛下进行加压烧结，烧 h。 结温度为950℃．4-30℃，压力为1．5～4．0MPa，保温3 ①国防基础研究支助项目(ZNDX2008195)． 严深浪：男，1984年生，硕十研究生；从事湿式铜基摩擦材料的研究；E—mail：yanshenlan666@163．eom． 通讯作者：张兆森，男，教授，长期从事摩擦材料的研究和应用。 电话：0731E—mail．*x—pmri@mail．CSU．edu．VII． 2009全国粉末冶金学术会议 表1材料的配比(质量分数)(％) serialnumber CarbonFiber others Copperpowder (Ni+Ti)powder A1 余量 1．5 18～25 7—9 A2 余量 1．O 18—25 7～9 A3 余量 0．5 18～25 7～9 A4 余量 18～25 7—9 2．2实验方法 根据GB／T10421—2002(烧结金属摩擦材料密度的测定》‘63测定材料的密度；按照JB／T7909—1999 《湿式烧结金属摩擦材料摩擦性能试验台试验方法》…制取试样以及检测，并在MM一1000II型摩擦试 验机上测定试样的在润滑条件下的摩擦性能。 3结果及分析