不锈钢纤维/铜基减摩复合材料的研究

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随着我国磁悬浮列车的发展,对制动材料的要求也越来越高。从国内外的摩擦制动材料的制备情况来看,用粉末冶金法制备的复合材料是最有希望的新型摩擦制动材料。本文采用粉末冶金的方法,成功地制备了不锈钢纤维/铜基减摩复合材料。 在Cu-Fe-Ni基体中,加入Sn的含量为6wt%时基体的硬度达到最大值,为82.8HRF;当复合材料中SiO2的含量为6wt%、BB4C含量为4wt%时,硬度达到最大值89.5HRF,材料的摩擦系数大于0.4,硬度和摩擦系数均符合刹车片的技术要求;当MoS2含量达到4wt%,复合材料硬度达到最大值,最大值为96HRF,摩擦系数大于0.47。 通过研究不锈钢纤维的不同直径对Cu基胎体的抗弯强度、硬度、摩擦系数、磨损失重等性能的影响,表明在SiO2-B4C/Cu-Fe-Ni-Sn复合材料中不锈钢纤维直径为40μm时,试样综合性能最佳。在SiO2-B4C-MoS2/Cu-Fe-Ni-Sn复合材料中不锈钢纤维直径为28μm时,试样综合性能最佳。 通过扫描电镜、能谱分析以及X 射线衍射对试样的摩擦表面形貌、断口形貌、元素分布及基体合金的物相组成进行了分析,进一步研究了不锈钢纤维在不锈钢纤维/铜基复合材料中的作用机理。不锈钢纤维/Cu 复合材料的磨损属于磨粒磨损、氧化磨损,并伴有粘着磨损。 不锈钢纤维/Cu 复合材料的性能完全符合磁悬浮列车制动材料的性能要求,可望作为磁悬浮列车制动材料。
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