基体及增强纤维对灰铸铁/复合闸瓦摩擦副摩擦磨损性能的影响

摘要

随着汽车、列车的不断发展，其制动性能对交通安全的意义更加突出，深入研究汽车列车的制动性能也显得更有实际意义。同时随着列车速度的不断提高、负载的增加，对制动装置和制动材料提出了更高的要求。树脂基摩擦材料具有性能调节容易、使用面广、生产工艺简单、价廉等多方面优点，能够满足高速制动的要求。在树脂基摩擦材料制备中，材料的选择和组合方式繁多。且不同的使用条件，对于树脂基体、增强填充组元的选择、组分及其制备加工技术都有一定影响。正确的选择树脂基摩擦材料的配方，进行合理的结构设计，以达到最佳的综合使用效果十分重要。本文采用灰铸铁作为对偶，研究了树脂基摩擦材料的基体、增强纤维等方面对灰铸铁/树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响。 对树脂基体的研究表明，硼.腰果壳油双改性酚醛树脂具有良好的热性能，所制备的摩擦材料硬度较低，摩擦系数平稳，磨损量较小，因此适合作为树脂基摩擦材料的基体。采用化学溶液法改性丁腈橡胶制备的摩擦材料具有更好的摩擦磨损性能，且丁腈橡胶中BMI含量为6％的改性橡胶制备的摩擦材料具有较好的摩擦磨损性能。 研究了钢纤维、紫铜纤维、黄铜纤维及钢纤维/紫铜纤维四种增强体系对摩擦材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明，钢纤维增强的摩擦材料硬度较高，铜纤维增强效果没有钢纤维好，且由于铜纤维较易变形，其增强的摩擦材料硬度较低。紫铜纤维增强摩擦材料具有最高的摩擦系数及磨损量，黄铜纤维增强摩擦材料摩擦系数及磨损量最小，钢纤维增强的摩擦材料摩擦磨损性能居于前两者之间。钢纤维/紫铜纤维混合增强的摩擦材料具有较好的摩擦磨损性能。铜纤维增强的摩擦材料制动时的扭矩曲线波动较大，钢纤维及钢纤维/紫铜纤维混合增强的摩擦材料扭矩曲线平缓，无较大波动。综合比较，钢纤维/紫铜纤维混合增强的摩擦材料具有较好的性能。 针对市售的钢纤维粗细不均衡，增强效果及对摩擦材料的摩擦磨损性能影响不同的缺点，提出将钢纤维分级，分别制备摩擦材料，比较其性能。结果表明，长径比过大的钢纤维在树脂基体中分布不均匀，制动时摩擦系数较高，磨损量大且制动扭矩曲线波动幅度较大。反之，纤维长径比较小的钢纤维制动曲线平稳，具有较好的摩擦磨损性能。钢纤维长径比在30～50范围内能满足聚合物基复合材料的增强纤维的要求。

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文摘

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论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1前言

1.2树脂基摩擦材料的组织结构

1.2.1基体

1.2.2增强体

1.2.3填料

1.3偶联剂

1.3.1常用偶联剂的作用机理

1.3.2硅烷偶联剂的使用方法

1.4树脂基摩擦材料的摩擦磨损

1.4.1摩擦理论

1.4.2磨损理论

1.5本论文的研究目的及内容

第2章材料制备及实验方法

2.1实验总体方案

2.2实验原材料

2.3摩擦材料制备工艺

2.4摩擦材料性能测试方法

2.4.1摩擦磨损性能测试

2.4.2物理力学性能测试

2.4.3实验数据的获得

第3章树脂基体对摩擦材料性能的影响

3.1引言

3.2树脂种类的影响

3.2.1摩擦磨损测试结果

3.2.2测试分析

3.3小结

第4章双马来酰亚胺改性丁腈橡胶的影响

4.1引言

4.2改性方法的影响

4.2.1摩擦磨损性能测试结果

4.2.2测试结果分析

4.3 BMI与丁腈橡胶(NBR)比例的影响

4.3.1摩擦磨损性能测试结果

4.3.2测试结果分析

4.4小结

第5章金属纤维增强对摩擦材料的影响

5.1引言

5.2不同增强体系的影响

5.2.1摩擦磨损性能测试结果

5.2.2测试结果分析

5.3钢纤维长径比的影响

5.3.1摩擦磨损测试结果

5.3.2测试结果分析

5.4小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文