DOC《成型压力对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响》

成型压力对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响 刘建秀,孙璐璐,樊江磊,吴深,王艳,李莹 (郑州轻工业学院,郑州 450002) 摘要:研究成型压力对铜基摩擦材料显微组织和性能的影响.

结果表明,铜基摩擦材料的密度随成型压力的增加基本保持不变;

随着成型压力的增加,孔隙率明显降低,致密度提高.当成型压力从60 t增加到100 t时,铜基摩擦材料的硬度明显提高,当成型压力继续增加时,硬度出现下降趋势;

铜基摩擦材料的摩擦系数随着成型压力的增加呈先降低后增加的趋势.在成型压力为100 t时,铜基粉末冶金摩擦材料的综合性能最佳. 关键词:成型压力;

铜基;

粉末冶金;

摩擦材料;

力学性能 中图分类号:TB333;

TG146.1+1 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2019)01-0000-00 Effect of Forming Pressure on Properties of Cu-Based Powder Metallurgy Friction Materials LIU Jian-xiu, SUN Lu-lu, FAN Jiang-lei, WU Sheng, WANG Yan, LI Ying (Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China) Abstract:Effects of forming pressure on microstructure and properties of copper-based friction materials were investigated. The results show that with increase of forming pressure, density of copper-based friction materials remains unchanged, porosity drops obviously, and compactness rises. When forming pressure rises from

60 t to

100 t, hardness of copper-based friction materials is obviously improved. With continuous increase of forming pressure, hardness of friction material drops. Friction coefficient of copper-based friction materials drops first and then rises with increase of forming pressure. Cu-based powder metallurgy friction materials has optimum comprehensive properties under forming pressure of

100 t. Key words:forming pressure;

copper-based;

powder metallurgy;

friction materials;

mechanical properties 铜基粉末冶金摩擦材料被广泛用作滑动电接触材料、自润滑材料,以及制动、离合器等材料[1-7].用于高速列车制动的铜基粉末冶金摩擦材料要求耐高温、摩擦性能良好,在恶劣环境下也能保证行车安全[8-11].铜基粉末冶金摩擦材料是由多种组元构成,材料的烧结行为复杂、影响因素繁多,经过不同工艺烧结后的摩擦材料具有不同的摩擦磨损性能,其中,烧结温度、成型压力、烧结压力和保温时间等是影响铜基粉末冶金摩擦材料性能的主要工艺参数[12-16].盛洪超等[12]发现,烧结温度由900 ℃增加至930 ℃时,铜基粉末冶金摩擦材料的制动、摩擦性能得到明显改善,当烧结温度为930~1

000 ℃时,摩擦材料的孔隙缺陷减少,磨损性能提高.王天国等[13]发现随着烧结温度的提高,铜基粉末冶金摩擦材料中的孔隙数量和尺寸减小,硬度提高,摩擦系数逐渐降低,材料的最佳烧结温度为950 ℃.毛凯等[14]发现,不同烧结气氛下制备的材料的显微组织相似,但抗压强度和摩擦磨损性能有显著区别,其中N2+H2混合气体烧结制备的材料摩擦系数稳定,磨损量小,表现出良好的摩擦磨损性能.盛洪超等[15]发现,通过调节烧结压力,可以减少铜基摩擦材料的孔隙率和摩擦系数,改善材料的磨损性能.樊毅等[16]发现,在一定范围内,随着烧结压力的增加,可以提高湿式铜基烧结摩擦材料的硬度和耐磨性,降低材料的摩擦系数.目前,研究较多的是烧结温度、烧结压力和保温时长对材料性能的影响,而成型压力对铜基摩擦材料性能影响的研究较少,其对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响规律尚不清楚.王培等[17]研究发现,随着成型压力的增大,铜基粉末冶金摩擦材料的密度和硬度呈先上升后下降再上升的变化趋势,但摩擦系数变化规律不明显. 试验采用粉末冶金方法制备铜基粉末冶金摩擦材料,重点探究成型压力对铜基粉末冶金摩擦材料的硬度、密度、显微组织和摩擦磨损性能的影响.