汽车同步器粉末冶金同步环用湿式铜基摩擦材料

摘要

本文在分析了汽车同步器粉末冶金同步环用湿式铜基摩擦材料的工况条件和技术指标的基础上，确定了摩擦材料研究中的四个技术关键：具有极低的磨耗率和耐久性；动摩擦系数高而稳定；能承受高的能量负荷和压力负荷；具有好的冷冲压性能。根据要求，对摩擦材料的基体组成、孔隙率、减摩组元、摩擦组元等方面进行了系统的研究。 通过对基体组成的研究，确定了一种锡、锌共同强化的合金基体，并选用不同的原材料进行配合，在基体组织中形成显微硬度有高低的两个相，并形成连通的孔隙，使基体具有高的强度和好的摩擦磨损性能；通过不同孔隙率材料在不同线速度、比压和能量负荷条件下的性能试验，找出了比压、线速度和能量负荷对不同孔隙率材料摩擦磨损性能的影响关系，优化出了摩擦磨损性能最好时的孔隙率；通过对减摩组元粒度和用量及摩擦组元用量的研究，有效地控制了材料的静摩擦系数。 研制的湿式铜基摩擦材料突破了我国传统铜基摩擦材料概念，非金属组元含量很低，具有好的冷冲压性能，满足粉末冶金同步环产品拉深成锥的工艺要求；经检测，在所模拟的同步器工况条件下，材料的平均磨耗率小于1.3×10-6mm3/J，对对偶钢片的平均磨耗率为0.65×10-6mm3/J，动摩擦系数为0.085-0.103，静摩擦系数为0.129-0.148；经强化试验，材料的能量负荷极限达3.5J/mm2，压力负荷极限达4.7Mpa；经耐久试验和重复性试验，材料的摩擦磨损性能稳定，重复性好。主要性能指标达到了同步器粉末冶金同步环的工况要求。 所设计的摩擦磨损性能检测规程分为初期磨损试验、筛选试验、压力试验、速度和能量级试验、耐久试验五个部分，细化和完善了我国传统的摩擦磨损性能试验方法，为湿式摩擦材料的研究提供了一个很有效的试验研究方法。在研究过程中发现，孔隙率是如此大程度地影响着材料的摩擦磨损性能，因此提出：把孔隙作为湿式铜基摩擦材料除基体、减摩组元、摩擦组元以外的第四个组成部分。

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文摘

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课题来源及研究内容

第一章绪论

1.1.汽车同步器与同步环

1.1.1.同步器概述

1.1.2.同步环发展状况和发展趋势

1.2.湿式铜基粉末冶金摩擦材料

1.2.1.概述

1.2.2.湿式铜基粉末冶金摩擦材料发展简史

1.2.3.摩擦和磨损机理

1.2.4.湿式摩擦材料的性能要求

1.2.5.湿式摩擦材料的性能影响因素

1.2.6.湿式铜基粉末冶金摩擦材料的组成

1.2.7.湿式铜基粉末冶金摩擦材料制造工艺

第二章同步环用湿式铜基摩擦材料研究方案设计

2.1.工况要求与性能指标的确定及技术难点分析

2.2.先行试验

2.3.试样材质配方和制造工艺设计

2.3.1.材质配方设计的基本思路

2.3.2.材质配方设计

2.3.3.试样制作工艺设计

2.4.原材料技术条件

2.5.摩擦磨损试验方法设计

2.5.1.摩擦磨损性能试验试样

2.5.2.试验设备

2.5.3.试验规程设计

2.5.4.失效判据

2.6.试验研究过程

第三章基体组成研究

3.1.研究方案设计及试样

3.2.试验结果与数据分析

3.2.1.初期磨损试验

3.2.2.筛选试验

3.3.基体研究总结

第四章密度和孔隙率研究

4.1.研究方案设计及试样

4.2.试验结果与数据分析

4.2.1.初期磨损试验

4.2.2.压力试验

4.2.3.速度和能量级试验

4.2.4.耐久试验

4.3.密度和孔隙率研究总结

第五章静摩擦系数研究和重复性试验

5.1.研究方案设计及试样

5.2.试验结果与数据分析

5.3.静摩擦系数研究和重复性试验结论

第六章结论

致谢

参考文献