【摘要】：碳陶復(fù)合摩擦材料是用于制造軌道交通車輛制動材料的一種新型材料,主要是由碳纖維、碳化硅和硅構(gòu)成,通過調(diào)節(jié)各種組分的含量,利用其性能之間的差異互補,使材料的摩擦系數(shù)和耐磨性能達到所需要求。本論文以碳纖維針刺氈為預(yù)制體,采用化學(xué)氣相滲透法和熔融滲硅法相結(jié)合制得碳陶復(fù)合摩擦材料。通過定速摩擦試驗、慣性摩擦試驗、不同干濕條件下的摩擦試驗,得到了不同條件下的摩擦系數(shù)和磨損量,并觀察了摩擦表面形貌的變化及第三體的演變。結(jié)果表明:1.基于不同速度不同壓力下進行摩擦試驗,分析實驗結(jié)果得出,在干態(tài)環(huán)境下摩擦?xí)r,含硅碳碳坯密度為1.49g/m3的試樣摩擦性能最好,摩擦過程中摩擦系數(shù)受摩擦速度和摩擦壓力的影響較小,但是濕態(tài)環(huán)境下摩擦系數(shù)衰減嚴重。在濕態(tài)環(huán)境下摩擦?xí)r,去硅碳碳坯密度為1.49 g/m3的試樣表現(xiàn)出更好的摩擦性能。2.基于摩擦試驗,對比分析了去硅試樣和未去硅試樣摩擦磨損性能受碳碳坯密度的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著碳碳坯密度從1.37g/m3增加到1.59g/m3時,去硅試樣摩擦系數(shù)逐漸增大,未去硅試樣摩擦系數(shù)先減小后逐漸增大,去硅和未去硅試樣磨損量都先增大后減小;當碳碳坯密度為1.49 g/m3時,去硅試樣和未去硅試樣的磨損量最大。3.在干態(tài)條件下進行制動時,去硅碳碳坯密度為1.49g/m3的試樣,摩擦系數(shù)隨著制動初速度的增加波動幅度逐漸增加,在制動過程后期,摩擦系數(shù)大幅增加,出現(xiàn)典型的“翹尾”現(xiàn)象;未去硅碳碳坯密度為1.49g/m3的試樣,摩擦系數(shù)隨著制動初速度的增加波動幅度較去硅試樣明顯變大,最大波動幅度達到0.5。在濕態(tài)條件下進行制動時,去硅碳碳坯密度為1.49g/m3的試樣,隨著制動初速度的增加摩擦系數(shù)劇烈波動,出現(xiàn)衰減現(xiàn)象;未去硅碳碳坯密度為1.49g/m3的試樣,摩擦系數(shù)衰減嚴重,幾乎為零。4.通過觀察分析摩擦試驗前后摩擦表面的形貌變化,結(jié)果表明:硅作為載體有利于形成連續(xù)的第三體,且不易脫落,摩擦表面平整光滑未見犁溝,增加了材料的耐磨性;碳纖維作為載體形成的第三體容易沿著碳纖維骨架的方向塊狀脫落,形成大量的脫落坑,隨著摩擦?xí)r間的增加碳纖維脫落被碾碎壓實在硅表面形成一層潤滑層,有利于穩(wěn)定摩擦系數(shù)。5.碳陶復(fù)合摩擦材料主要的磨損形式為磨粒磨損,隨著時間的逐漸增加,摩擦材料的磨損形式由單一的磨粒磨損轉(zhuǎn)變?yōu)橛赡チＤp和疲勞磨損混合的磨損機制。
【圖文】：

逡逑圖１．１閘瓦制動的原理逡逑Ｆｉｇｌ．邋１邋Ｔｈｅ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋ｂｒａｋｅ邋ｓｈｏｅ邋ｂｒａｋｅ逡逑（２）盤型制動逡逑盤型制動主要的分為兩種方式：軸裝式和輪裝式。輪裝式（見圖１．２）的制動盤只逡逑試用于動車組上，因為其價格昂貴且對使用環(huán)境較苛刻，只有在特殊情況下才會使用。逡逑當輪對間空間較大時可以采用軸裝式，根據(jù)實際情況的需要可以在車軸上安裝若干套制逡逑動盤Ｍ］。輪裝式制動盤主要適用于高速列車，軸裝式制動盤主要適用于拖車。盤型制動逡逑是通過制動閘片緊壓在制動盤面上進行摩擦，再高速摩擦?xí)r使列車的動能逐漸轉(zhuǎn)化為能，逡逑而盤型制動單元作為主要的生熱及傳熱區(qū)域，每次制動時都經(jīng)受復(fù)雜的溫度變化，而制逡逑動閘片受熱膨脹的程度不同會導(dǎo)致其產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，隨著制動次數(shù)的累積，，制動材料表面逡逑溫度發(fā)生冷熱交替變化，制動材料的疲勞磨損和失效就是由此引起的［｜１］。逡逑圖１．２輪裝式制動盤逡逑Ｆｉｇｌ．２邋Ｄｉｓｃ邋ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｗｈｅｅｌ邋ｏｒ邋ｓｈａｆｔ逡逑２逡逑

Ｆｉｇｌ．邋１邋Ｔｈｅ邋ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ邋ｏｆ邋ｂｒａｋｅ邋ｓｈｏｅ邋ｂｒａｋｅ逡逑（２）盤型制動逡逑盤型制動主要的分為兩種方式：軸裝式和輪裝式。輪裝式（見圖１．２）的制動盤只逡逑試用于動車組上，因為其價格昂貴且對使用環(huán)境較苛刻，只有在特殊情況下才會使用。逡逑當輪對間空間較大時可以采用軸裝式，根據(jù)實際情況的需要可以在車軸上安裝若干套制逡逑動盤Ｍ］。輪裝式制動盤主要適用于高速列車，軸裝式制動盤主要適用于拖車。盤型制動逡逑是通過制動閘片緊壓在制動盤面上進行摩擦，再高速摩擦?xí)r使列車的動能逐漸轉(zhuǎn)化為能，逡逑而盤型制動單元作為主要的生熱及傳熱區(qū)域，每次制動時都經(jīng)受復(fù)雜的溫度變化，而制逡逑動閘片受熱膨脹的程度不同會導(dǎo)致其產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，隨著制動次數(shù)的累積，制動材料表面逡逑溫度發(fā)生冷熱交替變化，制動材料的疲勞磨損和失效
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4;TB332

【參考文獻】

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本文編號：2621015