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半金属摩擦材料摩擦性能评价和摩擦机理研究

凡艳丽  
【摘要】: 半金属摩擦材料因为具有摩擦系数平稳、热衰退小和高温磨损小等优点而成为当前应用最多的摩擦材料。本论文的主要目的是研制开发具有优异摩擦性能且成本低廉的汽车用半金属摩擦材料,同时解决了摩擦材料性能如何比较的难题并对摩擦机理进行分析,建立了磨屑运动轨迹模型。 应用组合方法并依据以下四个原则进行原材料选择:①优先选用耐磨性能优异的原材料;②选用与其它原材料具有协同效应的原材料;③选用能够改善摩擦材料某些性能的原材料;④在不降低摩擦材料性能的前提下,能够降低成本的原材料。筛选出的半金属摩擦材料所用的多种原材料有氧化PAN纤维、硅灰石、石墨、氧化铝、硫酸钡、钢棉、氧化镁、碳酸钙、氢氧化钙、炭黑、三硫化二锑、碳化硅、丁腈橡胶、酚醛树脂。 本文所做主要工作如下: 1、根据上述方法选出的原材料,利用黄金分割原则和拉丁方实验设计方法设计出半金属摩擦材料配方,通过模压制得半金属摩擦材料,对其样片进行摩擦性能测试,利用SEM和EDX等分析手段对其摩擦表面进行分析。 2、通过摩擦性能测试,比较了不同体积含量的氧化铝或碳化硅对半金属摩擦材料摩擦性能的影响。利用模糊综合评价方法定量评价了多个配方的摩擦稳定性、综合磨损率和综合摩擦性能,同时引入三个参数:摩擦稳定性、综合磨损率和综合摩擦性能。通过比较得到性能优异半金属摩擦材料的配方,为其工业化生产提供了一定的理论指导。另外,开发了模糊综合评价计算方法程序。 3、利用物理学和数学方面的知识,建立磨屑理想运动轨迹模型并对其运动规律进行研究。 4、通过试验确定出最佳配方。当碳化硅(SiC,vol%)=3.4时,半金属摩擦材料具有最佳的综合摩擦性能;当氧化铝(Al_2O_3,vol%)=5.6时,半金属摩擦材料具有最佳的综合摩擦性能,证明了V机理的正确性。


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