外源銅粉對(duì)Q235鋼摩擦性能的影響

  隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,交通運(yùn)輸車輛逐漸向高速化,、輕量化和低能耗的趨勢發(fā)展,。列車速度的提高,制動(dòng)系統(tǒng)承受著巨大的載荷和動(dòng)量,,這對(duì)制動(dòng)技術(shù)提出了更高的要求,,在緊急制動(dòng)情況下,全部能量需要完全由摩擦副承擔(dān),,對(duì)于制動(dòng)摩擦狀況,,摩擦副處于應(yīng)力大、溫度高的干摩擦狀態(tài),,在摩擦表面形成了厚度為幾微米到幾十微米的第三體,。第三體的形態(tài)和分布狀況與材料的成分和摩擦條件密切相關(guān),它是影響材料的耐磨性和摩擦系數(shù)穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素,。因此,,認(rèn)識(shí)和掌握摩擦過程中產(chǎn)生的第三體對(duì)材料的摩擦磨損性能的影響越來越受到重視。諸如關(guān)注燒結(jié)材料的成分,、含量等,,研究所產(chǎn)生的第三體對(duì)材料摩擦磨損性能的影響,關(guān)注燒結(jié)材料成分與產(chǎn)生第三體之間的關(guān)系,,這些工作認(rèn)為通過調(diào)節(jié)材料內(nèi)部各種燒結(jié)成分含量的不同會(huì)導(dǎo)致所產(chǎn)生第三體的作用不同,。因此,為了系統(tǒng)研究摩擦面第三體對(duì)摩擦性能的影響機(jī)理,,本文采取對(duì)Q235鋼添加銅粉的方法,,研究了外源第三體對(duì)材料摩擦性能的影響,并考慮了摩擦順序的作用,。

  實(shí)驗(yàn)用粉末原料為電解銅粉,,銅粉的純度為99.6%,顆粒粒度為300目,;試樣材料為Q235鋼,,加工成直徑為17mm,厚度為5mm的試樣,。摩擦磨損試驗(yàn)在GF150D定速摩擦機(jī)上進(jìn)行,,對(duì)偶盤材料為H13,摩擦半徑150mm,速度為100~1000r/min,。在每個(gè)速度下的摩擦?xí)r間均為10s,。摩擦順序有兩種:順序一,從低速向高速進(jìn)行,;順序二,從高速向低速進(jìn)行,。

  添加外源銅粉后Q235鋼的摩擦系數(shù)增加,。一方面外源銅粉本身作為第三體參與摩擦試驗(yàn),增加了摩擦副微凸體之間的嚙合程度,,增加了材料的摩擦阻力,,進(jìn)而起到提高摩擦系數(shù)的作用;另一方面,,添加外源銅粉后改善了材料的性能,,提高了材料的硬度,使得加入外源銅粉后Q235鋼的摩擦系數(shù)在較高速度下高于未添加銅粉的Q235鋼材料的摩擦系數(shù),。

  未加銅粉的Q235鋼材料,,在高速下表面形成的第三體層隨著摩擦速度的減小而不斷剝落,增加了微凸體之間的嚙合程度,,使得摩擦順序二的摩擦系數(shù)高于摩擦順序一的,。加入外源銅粉后Q235鋼表面的摩擦性能得到了改善,提高了材料的硬度,,在高速下所形成第三體氧化膜在速度下降過程中對(duì)切削阻力的貢獻(xiàn),,更提高了摩擦順序二下的摩擦系數(shù)。