收藏本站
《河南科技大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

接触导线用Al_2O_3/Cu复合材料电滑动磨损性能研究

刘瑞华  
【摘要】: 随着高速电气化铁路的不断发展,要求铜合金接触导线不仅具有较高的导电性和机械性能,而且还应具有优良的耐磨性能和较高的抗软化性能。Al_2O_3/Cu复合材料因具有优良的高强度高导电性能以及抗高温软化性能而成为备受瞩目的一种工程材料。本文以内氧化法制备Al_2O_3/Cu复合材料为研究对象,采用内氧化工艺制备了不同Al_2O_3含量的Al_2O_3/Cu复合材料。并根据高速铁路对接触导线材料提出的性能要求和Al_2O_3/Cu复合材料的强化机理,设计了三种Al_2O_3/Cu复合材料(Al_2O_3含量分别为0.24wt%、0.40wt%和0.60wt%)。对不同Al_2O_3含量的Al_2O_3/Cu复合材料的导电率、硬度及抗拉强度进行测试,并将制备的Al_2O_3/Cu复合材料及Cu-0.36Cr-0.06Zr合金在自制的磨损试验机上进行电滑动摩擦磨损试验,研究了有无载流条件下电流、速度和接触压力对接触导线磨损率的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对接触导线磨损表面及纵剖面进行微观组织分析并探讨其磨损机理,为Al_2O_3/Cu复合材料在电滑动领域的工程应用提供理论依据。 主要得到以下结论: 采用内氧化法制备的0.24Al_2O_3/Cu、0.40Al_2O_3/Cu和0.60Al_2O_3/Cu三种复合材料的导电率分别为:93%IACS、89%IACS和85%IACS;抗拉强度分别为:530MPa、585MPa和607MPa;硬度分别为:152HV、165HV和178HV。其综合性能优良,能够满足高速电气化铁路用接触导线的基本性能要求。 电滑动摩擦磨损试验结果表明:相同试验条件下,Al_2O_3/Cu复合材料的抗摩擦磨损性能明显优于Cu-0.36Cr-0.06Zr合金,且0.40Al_2O_3/Cu和0.60Al_2O_3/Cu的耐磨性更加优越。在试验范围内,四种接触导线材料的磨损率均随着电流、滑动时间的增加而增加。电流对0.40Al_2O_3/Cu和0.60Al_2O_3/Cu的影响不明显,对0.24Al_2O_3/Cu和Cu-0.36Cr-0.06Zr磨损率的影响较显著。0.24Al_2O_3/Cu和Cu-0.36Cr-0.06Zr合金的磨损率随电流强度的增长率均较0.40Al_2O_3/Cu和0.60Al_2O_3/Cu的大;在电滑动摩擦磨损试验过程中,随着时间的延长,0.40Al_2O_3/Cu和0.60Al_2O_3/Cu的磨损寿命较Cu-0.36Cr-0.06Zr合金的磨损寿命将呈现出越来越明显的优越性。在试验范围内相同参数条件下,随着Al2O3含量的增加,复合材料的磨损率逐渐降低,材料的抗磨损性逐渐增强,即0.40Al2O3/Cu和0.60Al2O3/Cu明显优于0.24Al2O3/Cu的耐磨性能。在有电流存在时,0.60Al2O3/Cu的抗耐磨性更加明显。 Al2O3/Cu复合材料在无加载电流条件下磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损;在载流条件下磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损、氧化磨损和电烧蚀磨损,且随加载电流的不断增加,粘着磨损程度加重,Al2O3/Cu复合材料表面的粘着物主要来自于铜基粉末冶金滑块。Cu-0.36Cr-0.06Zr合金在无载流时磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损;有载流时磨损机制主要为粘着磨损、磨粒磨损、氧化磨损和电烧蚀磨损,且随加载电流的不断增加,氧化磨损和电烧蚀磨损呈加剧之势。 基于本试验研究,Al2O3/Cu复合材料可满足电气化铁路接触导线的要求。在试验范围内,建议接触导线用A12O3/Cu复合材料中的Al2O3含量在0.40~0.60wt%之间。
【学位授予单位】:河南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB333

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 D.Horstmann ,王渤洪;电气化铁路传动技术100年的发展(一)[J];变流技术与电力牵引;2004年01期
2 申玉田,崔春翔,吴人洁,徐艳姬,孟凡斌;Cu-Al合金内氧化工艺及动力学的研究[J];稀有金属材料与工程;2001年01期
3 申玉田,崔春翔,申玉发,徐艳姬,刘华;Cu-Al合金内氧化的热力学分析——Ⅰ热力学函数[J];稀有金属材料与工程;2004年06期
4 申玉田,崔春翔,徐艳姬,武建军,刘华;Cu-Al合金内氧化的热力学分析——Ⅱ热力学函数的应用[J];稀有金属材料与工程;2004年07期
5 张强;我国高速电气化铁路接触线与承力索的研制[J];电气化铁道;1997年02期
6 侯唯一;我国电气化铁路的建设历程[J];电气化铁道;2001年03期
7 冯金柱;世界电气化铁路的发展[J];电气化铁道;2001年04期
8 李之乐;世界电气化铁道发展概况[J];电气化铁道;2004年03期
9 冯金柱;电气化铁路技术装备的发展[J];电气时代;2001年11期
10 黄崇祺;轮轨高速电气化铁路接触网用接触线的生产现状及发展趋向[J];电线电缆;1999年06期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 雷静果;刘平;赵冬梅;井晓天;郅晓;;新一代国产化高速铁路接触线的研究与开发[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张家涛;高性能Cu-Cr(Zr、Mg)自生复合材料研究及其应用[D];昆明理工大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 周国洪;高强高导电Al_2O_3/Cu复合材料的研究[D];西北工业大学;2001年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 武兵书;;模具材料在冲击载荷下磨损性能的评价与研究[J];安徽工学院学报;1988年02期
2 陈澄波;陈跃东;凌牧;郭成;;为铜材水平牵引连铸配置VVVF驱动控制[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2007年02期
3 康保杰,路春;稀土碳深层共渗在销套上的应用[J];兵器材料科学与工程;1991年05期
4 潘春旭,陈俐;耐磨堆焊层显微组织特征及其与耐磨性关系的研究[J];兵器材料科学与工程;2000年02期
5 裴海旭,王生,依颖辉;新型耐磨抗裂堆焊焊条的优化设计[J];兵器材料科学与工程;2003年04期
6 李红霞,田保红,宋克兴,刘平;内氧化法制备Al_2O_3/Cu复合材料[J];兵器材料科学与工程;2004年05期
7 郭亮,丁厚福,杜晓东,严小冲;低碳高合金钢和高锰钢冲击腐蚀磨损特性研究[J];兵器材料科学与工程;2005年02期
8 李红霞,田保红,宋克兴,刘平;内氧化法制备表面弥散强化铜合金的组织与性能[J];兵器材料科学与工程;2005年02期
9 项东,许斌,刘科高;固溶处理2014铝合金组织与磨损性能研究[J];兵器材料科学与工程;2005年05期
10 郜建新;宋克兴;田保红;徐晓峰;李佩泉;国秀花;;载流条件下Al_2O_3/Cu复合材料的摩擦磨损特性研究[J];兵器材料科学与工程;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋克兴;国秀花;张永振;王旭;张彦敏;;表层Cr_2O_3弥散强化铜基复合材料电滑动摩擦磨损性能研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
2 谢伟滨;柳瑞清;杨胜利;邱光斌;王刚;;固溶处理对Cu-3.2Ni-0.75Si合金组织及性能的影响[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
3 刘向兵;贾成厂;王富祥;盖国胜;陈晓华;;热压与放电等离子体烧结(SPS)两种工艺制备Cu-Al_2O_3复合材料[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
4 岳俊;李娜;任世刚;;化学铣切铝合金的疲劳性能[A];2008全国MTS断裂测试研讨会论文集[C];2008年
5 欧忠文;汪书伦;蒲滕;韩克;高璐;;摩擦的磨损行为和修复作用—关于摩擦的哲学思考[A];2010中国·重庆第七届表面工程技术学术论坛暨展览会论文集[C];2010年
6 雷静果;刘平;赵冬梅;井晓天;郅晓;;新一代国产化高速铁路接触线的研究与开发[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
7 赵媛霞;刘平;刘新宽;陈小红;马凤仓;李伟;何代华;;高速铁路用铜镁合金接触线材料热变形方程及其模拟应用[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第三卷)[C];2011年
8 欧忠文;李月霞;蒲滕;韩克;高璐;;摩擦的磨损行为和修复作用——关于摩擦的哲学思考[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第三卷)[C];2011年
9 张萍;王泽华;林萍华;;气蚀对材料性能与组织结构的要求[A];第十二届中国海岸工程学术讨论会论文集[C];2005年
10 洪永昌;洪办平;;Co基合金堆焊重熔层不同处理后的组织和性能比较研究[A];安徽省焊接技术交流会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 闫华;铜合金表面激光复合耐磨层及界面特性研究[D];华中科技大学;2010年
2 戈晓岚;SiC_p/Al复合材料摩擦学特性及其分形研究[D];江苏大学;2010年
3 陈敬超;反应合成银氧化锡复合材料的合成机制与性能研究[D];昆明理工大学;2009年
4 慈鸿钢;外加直流磁场对等离子弧堆焊层组织及性能的影响研究[D];沈阳工业大学;2011年
5 王怀志;铝青铜减摩粉体涂层及摩擦磨损性能[D];兰州理工大学;2010年
6 张忠科;搅拌摩擦焊接过程的多场检测及耦合关键问题研究[D];兰州理工大学;2010年
7 魏敏先;严酷工况下钢铁材料的氧化磨损及轻微—严重磨损转变[D];江苏大学;2011年
8 吴波;渣浆泵固液两相三维湍流及冲蚀磨损特性研究[D];中南大学;2010年
9 杨琳;炭纤维整体织物/炭—铜复合材料及其摩擦学特性的研究[D];中南大学;2011年
10 孙先明;铸钢表面镍基渗层的负压铸渗工艺及其摩擦学性能研究[D];机械科学研究总院;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪鹏飞;基于DSP的铜材连铸水平牵引变频调速控制系统研究[D];安徽工程大学;2010年
2 牛顿;粉末冶金铜基摩擦材料制备及摩擦学性能研究[D];安徽工程大学;2010年
3 张锦志;耐磨铝青铜集电靴组织性能研究及金属型模具设计[D];河南理工大学;2010年
4 王茜;时效处理对快速凝固Cu-Cr合金组织性能的影响[D];河南理工大学;2010年
5 丁家圆;热处理工艺对高铬白口铸铁组织与性能的影响[D];南昌航空大学;2010年
6 李果林;WC-Co-Ni硬质合金模具材料的制备及摩擦学特性研究[D];浙江理工大学;2010年
7 王赞斌;合金材料在低应力划伤条件下磨损性能研究[D];郑州大学;2010年
8 蒋黎明;易切削高导碲铜合金的研究与开发[D];江西理工大学;2010年
9 梁琦明;微量稀土La和Ce对纯铜性能的影响[D];江西理工大学;2010年
10 乔光尧;电气化铁路电能质量调节器的研究[D];中国电力科学研究院;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李红霞,田保红,宋克兴,刘平;内氧化法制备Al_2O_3/Cu复合材料[J];兵器材料科学与工程;2004年05期
2 陈跃,沈百令,张永振,邢建东;颗粒增强铝基复合材料干摩擦磨损研究进展[J];兵器材料科学与工程;1999年02期
3 ;Kinetic equation for internal oxidation of Cu-Al alloy cylinders[J];Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition);2005年03期
4 万传琨;高强度高导电性铜材综述[J];材料导报;1992年03期
5 梁淑华,范志康,时惠英,魏兵,王武孝;改善连铸机结晶器材质的新途径[J];材料导报;1997年04期
6 闵光辉,宋立,于化顺;原位反应铜基复合材料制备工艺[J];材料导报;1997年04期
7 温宏权,毛协民,徐匡迪,叶文博;铜电车线材料的研究进展[J];材料导报;1998年01期
8 陈文革,王纯;集成电路用金属铜基引线框架和电子封装材料研究进展[J];材料导报;2002年07期
9 彭立明,温宏权,邹启明,毛协民;自生复合Cu08Cr合金定向凝固过程研究[J];材料工程;1999年09期
10 万怡灶,王玉林,成国祥,杜希文,罗红林,曹阳;Al_2O_3/铜合金复合材料的磨损特性研究[J];材料工程;1997年11期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 曹育文;马莒生;唐祥云;王碧文;;中国铜合金引线框架材料的现状与发展[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张家涛;高性能Cu-Cr(Zr、Mg)自生复合材料研究及其应用[D];昆明理工大学;2001年
2 彭立明;自生复合电车线连续制备过程中工艺参数的交互作用及其控制研究[D];上海大学;2000年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 樊宁,艾兴,邓建新;陶瓷刀具的磨损寿命可靠性[J];机械工程学报;2002年04期
2 梁淑华,徐磊,方亮,范志康;Cu-Al预合金粉末中Al内氧化工艺的分析[J];金属学报;2004年03期
3 王彦才,黄殿伟;履带车辆履带板销耳孔和履带销的磨损寿命计算及加速寿命试验方法[J];北京印刷学院学报;1995年02期
4 王永鹏;宋克兴;国秀花;李亚东;;高速电气化铁路接触导线的应用现状及研究进展[J];热加工工艺;2009年14期
5 ;10PCuRe(D)耐大气腐蚀钢(用于钢铝接触导线)[J];上海钢研;1985年05期
6 HIROKINAGASAWA!日本,于慧娟;将沉淀硬化铜合金应用于接触导线[J];国外机车车辆工艺;1999年03期
7 罗英美,张名弘,左朋坤;提高球磨机大齿轮磨损寿命的途径和措施[J];矿山机械;2003年07期
8 李华清;谢水生;;轨道交通专用铜合金接触导线的研究进展[J];特种铸造及有色合金;2005年12期
9 谢水生;吴予才;黄国杰;;浅谈高速列车接触导线的研究开发[J];有色金属加工;2011年01期
10 李章镛;关于碳滑板在钢铝接触导线上使用中的几个问题[J];炭素;1980年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋会江;刘晨;;连铸喷嘴磨损寿命的检测[A];板坯连铸技术交流会论文汇编[C];2006年
2 刘向兵;贾成厂;陈晓华;盖国胜;;高能球磨与放电等离子体烧结(SPS)制备Al_2O_3/Cu复合材料[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
3 杨广英;张海波;徐超;;电气化铁路用铜及铜合金接触线反复弯曲试验方法的研究[A];中国铁道学会第三届标准计量委员会2008年学术交流报告会论文集[C];2008年
4 万轶;熊党生;;激光纹理化改善不锈钢摩擦性能的研究[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(一)[C];2006年
5 葛世荣;;磨损可靠性寿命加速试验与预测[A];第二届全国青年摩擦学学术会议论文专辑[C];1993年
6 郭凤仪;侯刚;姜国强;陈忠华;;基于电气化铁路的高性能滑动磨耗实验机研制[A];第18届全国煤矿自动化与信息化学术会议论文集[C];2008年
7 方学敬;张永辉;;聚苯硫醚—聚四氟乙烯粘结润滑膜的研制[A];摩擦学第三届全国学术交流会论文集润滑材料部分[C];1982年
8 邓宝清;任露泉;陈庆海;徐百龙;刘燕;;仿生非光活塞缸套系统耐磨机理分析[A];农业机械化与全面建设小康社会——中国农业机械学会成立40周年庆典暨2003年学术年会论文集[C];2003年
9 雷静果;刘平;赵冬梅;井晓天;郅晓;;新一代国产化高速铁路接触线的研究与开发[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
10 江亲瑜;易风;;基于数值仿真技术求解铰链机构磨损概率寿命[A];2004年全国机械可靠性学术交流会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 韦选毅 李学斌;研究方案通过初审[N];中国铁道建筑报;2008年
2 宋会江 刘晨;连铸喷嘴磨损寿命检测[N];世界金属导报;2006年
3 黄秀声;轧机轴承更新换代势不可挡[N];中国冶金报;2007年
4 梁梦 王祥山 种明杰;目标:与时代一起提速[N];人民铁道;2007年
5 本报通讯员  张咏梅 本报特约记者  俞煜华;海门:自主创新促进产业升级[N];南通日报;2007年
6 孙清华王祥山;沾昆铁路增建二线Ⅰ标电气化工程竣工[N];人民铁道;2007年
7 冯德林 裴兴斌;京沪高铁配件在宝投产[N];宝鸡日报;2010年
8 胡应平刘柄宏;把脉同网同价 电家心细如发[N];西南电力报;2008年
9 罗耀华;宝钢NC52石油钻杆钻深可达7520米[N];中国冶金报;2008年
10 ;铜合金———滑接线用材料[N];中国有色金属报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 万毅;基于RBFNN的接触网系统可靠性设计方法研究[D];西南交通大学;2006年
2 陈绍宽;铁路牵引供电系统维修计划优化模型与算法[D];北京交通大学;2007年
3 姜国强;弓网滑动电接触摩擦磨损行为研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 付亚波;铜合金水平电磁连铸及行星轧制技术的研究[D];大连理工大学;2011年
5 徐进;固体润滑涂层抗微动磨损研究[D];西南交通大学;2003年
6 卢文博;层状结构受电弓滑板的制备及性能研究[D];山东大学;2012年
7 袁华;碳纤维增强受电弓滑板的制备与性能及摩擦磨损机理的研究[D];山东大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘瑞华;接触导线用Al_2O_3/Cu复合材料电滑动磨损性能研究[D];河南科技大学;2008年
2 袁玮;刷式密封接触分析及磨损特性的研究[D];西北工业大学;2004年
3 青莉;接触导线几何参数测量研究[D];西南交通大学;2005年
4 康永彪;Al_2O_3/Cu复合材料的内氧化法制备及性能研究[D];南昌大学;2007年
5 杨平;Al_2O_3/Cu复合材料耐电击穿性能的研究[D];西安理工大学;2008年
6 李来军;连续定向凝固技术制备Cu-Ag、Cu-Cr合金线材及其组织和性能的研究[D];兰州理工大学;2004年
7 詹智健;粉末冶金法制备Al_2O_3/Cu复合材料及其变形组织与性能的研究[D];西安理工大学;2006年
8 郭美华;铜合金线材载流摩擦磨损性能研究[D];兰州理工大学;2007年
9 舒伟才;GCr15/铝合金-PTFE自润滑轴承制备及摩擦磨损性能[D];南京航空航天大学;2008年
10 刘义发;原位Al_2O_3颗粒增强铜基复合材料的制备及其耐磨性能研究[D];江苏大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026