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FeAl的含量对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

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热加工工艺 2024年

作者：刘建秀王铭鑫尼炯李疑张鹏程樊江磊郑州轻工业大学机电工程学院

采用粉末冶金工艺制备铜基摩擦材料，在烧结过程中分为不加压与施加0.5 MPa压力两组实验，研究Fe3Al的含量对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：烧结过程施加0.5MPa压力可以有效提高材料的密度和硬度，材料的摩擦系数... 详细信息

采用粉末冶金工艺制备铜基摩擦材料，在烧结过程中分为不加压与施加0.5 MPa压力两组实验，研究Fe3Al的含量对铜基粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响。结果表明：烧结过程施加0.5MPa压力可以有效提高材料的密度和硬度，材料的摩擦系数在制动速度为200 km/h时最高，此时Fe3Al含量为6wt%，烧结过程中未加压的材料，Fe3Al含量为8wt%。随着Fe3Al含量的增加材料的质量磨损先升高后降低再升高，当Fe3Al的含量为10wt%时，质量磨损最高。与未添加Fe3Al的材料相比，Fe3Al的添加可以降低材料的硬度，提高材料的摩擦系数，降低材料的磨损。

关键词：铜基粉末冶金 Fe Al 摩擦材料摩擦磨损硬度

铜基粉末冶金/Q235B摩擦副载流摩擦磨损性能

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润滑与密封 2022年第10期47卷 176-184页

作者：刘中华刘政杜慧杰中车唐山机车车辆有限公司产品研发中心河北唐山064000

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... 详细信息

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。

关键词：铜基粉末冶金载流摩擦磨损性能电弧烧蚀制动闸片

石墨排列取向对铜基粉末冶金材料制动摩擦学行为的影响

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材料热处理学报 2023年第10期44卷 21-32页

作者：张鑫刘军锋单硕上官宝商宏飞杜三明河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471023 河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南洛阳471023 清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室北京100084

利用放电等离子烧结(Spark plasma sintering,简称SPS)技术并配合机械加工的方式制备了3种相对摩擦工作面石墨取向为0°、45°和90°的铜基粉末冶金摩擦材料。采用MM1000-Ⅱ型惯性制动试验台测试了3种材料的制动摩擦磨损性能,并对其试... 详细信息

利用放电等离子烧结(Spark plasma sintering,简称SPS)技术并配合机械加工的方式制备了3种相对摩擦工作面石墨取向为0°、45°和90°的铜基粉末冶金摩擦材料。采用MM1000-Ⅱ型惯性制动试验台测试了3种材料的制动摩擦磨损性能,并对其试验后的摩擦表面三维形貌特征、近摩擦面区域特征、磨屑特征和摩擦表面物相进行分析,研究了石墨排列取向对不同制动条件下铜基粉末冶金材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:与石墨取向为0°的材料相比,石墨取向为45°和90°的材料的硬度、导热系数均显著提升。随着制动初速度的升高,3种材料的平均摩擦系数均呈现先上升后下降的趋势;在相同的制动条件下,石墨取向为45°和90°的材料的平均摩擦系数与石墨取向为0°的材料相差不大,但磨损率较低,特别是0.8 MPa、250 km/h条件下石墨取向为90°的材料的磨损率仅为石墨取向为0°的材料的31.8%。提高制动初速度均能够促进3种材料摩擦表面形成氧化膜,对于石墨取向为0°的材料,表面形成以Fe_(3)O_(4)为主的氧化膜,而对于石墨取向为90°的材料,则形成以Fe_(2)O_(3)为主的氧化膜。

关键词：铜基粉末冶金制动摩擦磨损氧化膜石墨排列取向

SiO_(2)表面金属包覆处理对铜基粉末冶金材料制动摩擦磨损性能的影响

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润滑与密封 2023年第6期48卷 15-24页

作者：刘军锋张鑫上官宝商宏飞傅丽华杜三明河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南洛阳471023 河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471023 清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室北京100000

为改善摩擦组元SiO_(2)颗粒与铜基体间界面结合性能,通过表面金属包覆处理的方式制备铜包覆SiO_(2)。分别以铜包覆SiO_(2)和普通SiO_(2)颗粒作为摩擦组元之一,利用SPS烧结技术制备2种铜基粉末冶金摩擦材料。分析2种摩擦材料的微观组织... 详细信息

为改善摩擦组元SiO_(2)颗粒与铜基体间界面结合性能,通过表面金属包覆处理的方式制备铜包覆SiO_(2)。分别以铜包覆SiO_(2)和普通SiO_(2)颗粒作为摩擦组元之一,利用SPS烧结技术制备2种铜基粉末冶金摩擦材料。分析2种摩擦材料的微观组织、力学及物理性能,在MM1000-Ⅱ型惯性制动试验台上测试2种摩擦材料的制动摩擦磨损性能,并对2种摩擦材料的摩擦表面及其三维形貌特征、磨屑特征和摩擦表面物相进行微观分析,研究SiO_(2)表面金属包覆处理对制动条件下铜基粉末冶金材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:经铜包覆处理的SiO_(2)与Cu基体间的界面结合性能明显改善,提高了材料的硬度、致密度及导热系数,特别是导热系数得到了显著提升;随着制动初速度的升高,2种摩擦材料的平均摩擦因数均呈现先上升后下降的趋势;在相同的制动条件下,与含普通SiO_(2)材料相比,除了制动压力为0.8 MPa、制动初速度为100 km/h外,在其他各制动条件下含铜包覆SiO_(2)材料具有较高的平均摩擦因数和较低的磨损率,且其摩擦表面更为平整;提高制动初速度均能够促进2种摩擦材料表面形成以氧化膜为主的摩擦膜,且含铜包覆SiO_(2)材料的摩擦膜更均匀,因而保护作用更好,即磨损率低。

关键词：铜基粉末冶金 SiO_(2) 制动摩擦磨损摩擦膜

氧化镧含量对地铁集电靴用铜基粉末冶金材料性能的影响

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粉末冶金工业 2023年第5期33卷 31-35,95页

作者：许雄飞尹彩流王秀飞宋皓广西民族大学摩擦材料研究所广西南宁530006 西安热工研究院有限公司陕西西安710054 广西高校环境友好材料及碳中和新技术重点实验室广西先进结构材料与碳中和重点实验室广西南宁530105 北京优材百慕航空器材有限公司北京100095

采用粉末冶金技术制备了氧化镧含量分别为0%、0.1%、0.2%、0.3%的铜基粉末冶金摩擦材料并测定其力学性能;使用MM-1000III型摩擦磨损实验机测试其摩擦磨损性能;使用扫描电镜观察其摩擦表面及冲击断面的显微组织。结果表明:随氧化镧含量增... 详细信息

采用粉末冶金技术制备了氧化镧含量分别为0%、0.1%、0.2%、0.3%的铜基粉末冶金摩擦材料并测定其力学性能;使用MM-1000III型摩擦磨损实验机测试其摩擦磨损性能;使用扫描电镜观察其摩擦表面及冲击断面的显微组织。结果表明:随氧化镧含量增加,材料的冲击强度、抗拉强度先下降后上升,布氏硬度、电阻率上升;在相同压力和配置惯量的实验参数下,随着氧化镧含量增加材料摩擦因数上升;各组样品冲击断面均表现出韧性断裂特征。

关键词：铜基粉末冶金 La_(2)O_(3) 力学性能电阻率摩擦

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铜基粉末冶金双锥同步器同步环的加工及优化

粉末冶金技术 2018年第2期36卷 141-147页

作者：韦佳杭州峻伟机械有限公司

以-200目电解铜粉和雾化细黄铜粉为原料,利用喷撒烧结设备、拉伸成锥设备及模具,研究了铜基粉末冶金双锥同步器同步环的撒粉烧结和拉伸成锥工艺。结果表明,铜基粉末冶金摩擦材料的孔隙率保持在30%左右,且孔隙呈细微和均匀分布;摩擦材料... 详细信息

以-200目电解铜粉和雾化细黄铜粉为原料,利用喷撒烧结设备、拉伸成锥设备及模具,研究了铜基粉末冶金双锥同步器同步环的撒粉烧结和拉伸成锥工艺。结果表明,铜基粉末冶金摩擦材料的孔隙率保持在30%左右,且孔隙呈细微和均匀分布;摩擦材料层的平均动摩擦系数为0.081,静摩擦系数为0.146,磨耗率为8.70×10-9 cm3/J;该材料在随钢芯板冷拉伸成锥形时不掉渣,厚薄均匀,锥度、圆度及尺寸变化很小,其原料配方和拉伸成锥工艺可适用与大批量生产。

关键词：双锥同步器同步环铜基粉末冶金

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集电靴用铜基粉末冶金材料的制备及性能研究

集电靴用铜基粉末冶金材料的制备及性能研究

作者：许雄飞广西民族大学

学位级别：硕士

集电靴是现代电力机车第三轨系统中重要组成部分,研究集电靴用铜基粉末冶金材料的制备及性能对于提升列车系统运行效能,打破国外在高速电力机车集电靴材料的垄断地位具有重要意义。本文通过设计并制备不同成分铜基粉末冶金材料,利用万... 详细信息

集电靴是现代电力机车第三轨系统中重要组成部分,研究集电靴用铜基粉末冶金材料的制备及性能对于提升列车系统运行效能,打破国外在高速电力机车集电靴材料的垄断地位具有重要意义。本文通过设计并制备不同成分铜基粉末冶金材料,利用万能力学试验机、电导率测试仪、摩擦磨损试验机等对材料的力学性能、电学性能、摩擦磨损性能进行了测试,并通过扫描电镜观察材料微观形貌,研究结果表明:(1)采用正交试验方法设计并制备鳞片石墨、颗粒石墨双润滑组元的铜基粉末冶金材料。研究结果表明:颗粒石墨增加材料的孔隙率,降低材料的布氏硬度和电导率;添加Fe、Cr强化组元和粒径相近的鳞片石墨和颗粒石墨,材料具有更好的综合性能。(2)研究了氧化镧对铜基粉末冶金材料性能的影响,研究结果表明:氧化镧能够改善烧结质量并以弥散强化的方式强化材料的力学性能,随氧化镧含量增加,材料的冲击强度和布氏硬度上升;适量的氧化镧能够提升材料耐磨性。(3)研究了Zn、Ni、Ti、Al等合金元素对铜基粉末冶金材料性能的影响,研究结果表明:合金元素通过固溶强化、弥散强化等方式改善金属与非金属颗粒的结合强度,提高了材料的力学性能、电学性能和耐磨性。配方成分6 wt.%Zn、12 wt.%Fe、3 wt.%Sn、3 wt.%Mo S、5 wt.%鳞片石墨、0.3wt.%LaO样品的性能指标符合TBT 1842.1-2002《电力机车受电弓滑板粉末冶金滑板》标准要求。(4)通过扫描电子显微镜观察摩擦面、亚表面的微观形貌,探究了铜基粉末冶金材料表面摩擦膜的演变机制。研究发现,材料的摩擦磨损性能主要受摩擦膜覆盖率影响。制动初速度较低时摩擦膜覆盖率主要受其成形速度影响,制动初速度较高时则主要受其成形质量影响,成形过程受材料成分影响较小。制动初速度较高时,基体强化组元可以显著提高摩擦膜强度,但会减小近表面塑性变形层的厚度,影响近表面塑性变形层的成形。

关键词：集电靴铜基粉末冶金 La2O3 摩擦膜粉末冶金滑板

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铜基粉末冶金载流摩擦磨损微观形貌分析

润滑与密封 2009年第7期34卷 14-17页

作者：刘敬超王旭赵培峰国秀花张永振宋克兴孙乐民河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471003

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60A时,摩擦表面覆盖着一层Fe的氧化物;电流为80和100A时试样由于表面温度更高... 详细信息

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60A时,摩擦表面覆盖着一层Fe的氧化物;电流为80和100A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。

关键词：铜基粉末冶金摩擦磨损载流电烧蚀

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

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润滑与密封 2009年第2期34卷 5-7页

作者：冀盛亚孙乐民上官宝张永振河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471003

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。... 详细信息

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。

关键词：铜基粉末冶金摩擦副载流摩擦磨损电弧能量磨损机制