水分对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响
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第 ２期
韩晓 明， 水分对铜基摩擦材料摩擦磨损 性能的影响 等：
３ ９
结 材料 ， 验材 料 由 电解 铜 粉 ８ ． ％ （ 粒 粒度 试 ４Ｏ 颗 ０ ３ｍｍ） 石 墨 １ ． ％ （ 粒粒 度 ０ ３～０ ４ｍ ． 、 ００ 颗 ． ． ｍ）
件¨ ． 』随着列 车速度 的提高， 摩擦制 动副面临 的
速 度 和温度 的增加 ， 这种情 况下 ， 在 对制 动材料 提 出 了更 高 的要求 ． 时 ， 同 由于 列车 的运行 环境 涉及 到 雨雪 等条 件 ， 特别 在 我 国这 样一个 地域 辽 阔 、 气
候 多 变 的环 境 下 ， 这方 面 的 矛盾 尤 显 突 出． 因此 ，
表 明湿摩擦 条件 下摩 擦 系数 和磨损率 明显 低于 干
摩擦 ， 这被认为是水的润滑和冷却作用 降低 了摩 擦 表 面 温 度 ， 而 减 少 粘 着 和 塑 性 变 形 等． 泽 从 周
华 从 摩擦 磨损机 理 角 度 ， 为 水膜 引起 磨 损 机 认
１ 试 验 材 料 和 方 法
分别在摩擦速度为 ７ ８～ ７ １ｍ ｓ ． ４ ． ／ 的范 围内， 探讨 了干 、 湿摩擦条 件下材料摩擦磨损 性能 的变化情 况．
结果表 明： 摩擦表面第三体 的状态与干 、 湿摩擦条件密切相关 ， 并影 响材料 的摩擦磨损性能 ． 摩擦速度低
时． 材料 的干摩擦系数高于湿摩擦情况 ， 因在于水起到隔离和润滑作用 ； 原 摩擦速度提高 ， 干摩擦 系数低 于湿摩擦条件 ， 这归因于水分对表面的冷却作用降低 了基体高温软化程度．
同摩擦 环境下 摩擦 磨损 性能 有利 于认 识 和理解 材 料 性 能 ， 方 面 的研 究 已经 得 到人 们 的重 视 ． 这 其
中， 贾均 红 等 针 对 青 铜 一石 墨 复 合 材 料 、 化 氧 铝层 陶瓷材 料 』镍基 复合材 料 和 环 氧树 脂 Ｊ ３、 等 不 同材 料 ， 别在 干摩擦 和 水润滑 条件 下 ， 讨 分 探
水 分对 铜基 摩 擦 材 料摩 擦磨 损 性 能 的影 响
Байду номын сангаас韩 晓明， 高飞 ， 宋宝韫 ， 符蓉
（ 连 交 通 大 学 材 料 科 学 － 程 学 院 ， 宁 大连 １６２ ） 大 ９工 辽 １０ ８
摘
要： 采用粉末冶金工艺制备 了含二氧化硅和石 墨的铜基粉末 冶金摩 擦材料 ， 利用定 速摩擦试验 机 ，
第 ３ 卷 第 ２期 １ ２１ ０ ０年 ４月
大
连
交 通 大
学 学
报
Ｖ０． ｌ Ｎ ． １３ ｏ ２
Ａｐ ． ｒ ２０１ ０
Ｊ ＵＲＮＡ ＯＦ ＤＡ Ｉ ＪＡＯＴ ＮＧ ＵＮＩ ＥＲ Ｉ Ｙ Ｏ Ｌ Ｌ ＡＮ Ｉ Ｏ Ｖ ＳＴ
文 章 编 号 ：６ ３ ９ ９ （０ ０ ０ — ０ ８ ０ １７ — ５ ０ ２ １ ）２ ０ ３ － ３
擦 性能是 有 意义 的．
认 识摩擦 材料 在 干 、 摩擦 条 件 下 的材料 性 能 也 湿
显 现 出迫切性 ．
材 料摩擦 磨损 性能 的变 化规律 随其 所处摩 擦 条 件 的不 同 而有 所不 同 ， 擦 环 境 的改变 联 系 到 摩 摩 擦温度 和表 面状 态等 ， 因此 ， 掌握 摩擦 材料在 不
能影响研究表明， 环境湿度提高 ， 摩擦 系数降低 ， 原因在于水膜起 到润滑和增加实际接触面积作
用． 可见 ， 水分 对摩 擦材料 性 能的影 响在不 同 的摩 擦 条件下 表现 出 不 同 的结 果 ， 面 对这 些 不 同 的 而 试 验结 果 ， 究 者 给 出的解 释 是 不一 致 的． 研 因此 ， 认 识材料 在 不 同摩 擦条 件下 的磨损 机制仍 需大 量 的工作 ． 对 铜 基粉 末 冶金 摩 擦材 料 ， 于 干 、 针 处 湿 条 件下 ， 摩擦 性 能 的变 化 规 律 如何 ？这方 面 的研 究 工作仍 很难 见到 报导 ． 显然 ， 探讨这 种材 料 的摩
关键词 ： 铜基摩擦材料 ； 摩擦磨损 ； 第三体 ； 湿摩擦
中 图 分 类 号 －Ｆ ２ ． １ Ｔ １５ ２ Ｉ 文献 标 识 码 ： Ａ
０ 引 言
铜 基粉末 冶金 摩擦 材料 由于其 稳定 的摩擦 系 数、 良好 耐 磨 性 而 被 用 于 制 造 高 速 列 车 制 动 元
了材 料在 于湿 两 种条 件 下 的摩擦 磨 损 性 能 ， 果 结
针对 铜 基粉末 冶 金 材 料 ， 过 湿摩 擦 模 拟 雨 通 雪 天气 环境试 验 ， 究 干 、 两种状 态下 材料摩 擦 研 湿 性 能 的变化 特点 ， 通 过分析 表面第 三体 的状 态 ， 并 探讨 这类 材料 在这 些摩擦 条件 下 的摩擦 机制 ．
采用 粉末 冶金 工 艺制 备 ｃ ｕ一石 墨 一ＳＯ ｉ 烧
收稿 日期 ：０ ９１ － ２０ —０２ ９
基金项 目： 国家 自然科学基金资助项 目（０ １０ ５ ； ５３５ ２ ） 辽宁省教育厅高等学校科学研究计划资助项 目（０７０ ０９ ２０４ ２３ ）
作者简介 ： 晓明（ ９２一） 女 ， 士研究 生 ， 韩 １８ ， 博 主要从事制动材料摩擦 、 损性能的研究 磨
制 变化 ， 由干摩 擦 时 的磨 粒 磨 损 和粘 着磨 损 转 即 变 为疲劳 磨损 ． 阳 针 对 铝 青铜 材 料 的试 验 结 刘 果 表 明 ， 摩 擦 降低 了磨 损 量 ， 提 高 了摩 擦 系 湿 但 数， 这被认 为湿 摩擦 时 表 面大 量 犁 沟 引起 较 大剪 切 力． ． ｉ［ 等关 于环境 湿度 对类金 刚石 材料性 Ｅ Ｌｕ７
言 ， 擦 速度 低 于 １５０ｒｍｉ ， 摩 擦 系 数 高 摩 ０ ｎ时 干 ／ 于湿 摩擦 情况 ， 摩擦 速 度提 高 ， 干摩擦 系数 反而 低 于湿 摩擦 条件 ．
第 ２期
韩晓 明， 水分对铜基摩擦材料摩擦磨损 性能的影响 等：
３ ９
结 材料 ， 验材 料 由 电解 铜 粉 ８ ． ％ （ 粒 粒度 试 ４Ｏ 颗 ０ ３ｍｍ） 石 墨 １ ． ％ （ 粒粒 度 ０ ３～０ ４ｍ ． 、 ００ 颗 ． ． ｍ）
件¨ ． 』随着列 车速度 的提高， 摩擦制 动副面临 的
速 度 和温度 的增加 ， 这种情 况下 ， 在 对制 动材料 提 出 了更 高 的要求 ． 时 ， 同 由于 列车 的运行 环境 涉及 到 雨雪 等条 件 ， 特别 在 我 国这 样一个 地域 辽 阔 、 气
候 多 变 的环 境 下 ， 这方 面 的 矛盾 尤 显 突 出． 因此 ，
表 明湿摩擦 条件 下摩 擦 系数 和磨损率 明显 低于 干
摩擦 ， 这被认为是水的润滑和冷却作用 降低 了摩 擦 表 面 温 度 ， 而 减 少 粘 着 和 塑 性 变 形 等． 泽 从 周
华 从 摩擦 磨损机 理 角 度 ， 为 水膜 引起 磨 损 机 认
１ 试 验 材 料 和 方 法
分别在摩擦速度为 ７ ８～ ７ １ｍ ｓ ． ４ ． ／ 的范 围内， 探讨 了干 、 湿摩擦条 件下材料摩擦磨损 性能 的变化情 况．
结果表 明： 摩擦表面第三体 的状态与干 、 湿摩擦条件密切相关 ， 并影 响材料 的摩擦磨损性能 ． 摩擦速度低
时． 材料 的干摩擦系数高于湿摩擦情况 ， 因在于水起到隔离和润滑作用 ； 原 摩擦速度提高 ， 干摩擦 系数低 于湿摩擦条件 ， 这归因于水分对表面的冷却作用降低 了基体高温软化程度．
同摩擦 环境下 摩擦 磨损 性能 有利 于认 识 和理解 材 料 性 能 ， 方 面 的研 究 已经 得 到人 们 的重 视 ． 这 其
中， 贾均 红 等 针 对 青 铜 一石 墨 复 合 材 料 、 化 氧 铝层 陶瓷材 料 』镍基 复合材 料 和 环 氧树 脂 Ｊ ３、 等 不 同材 料 ， 别在 干摩擦 和 水润滑 条件 下 ， 讨 分 探
水 分对 铜基 摩 擦 材 料摩 擦磨 损 性 能 的影 响
Байду номын сангаас韩 晓明， 高飞 ， 宋宝韫 ， 符蓉
（ 连 交 通 大 学 材 料 科 学 － 程 学 院 ， 宁 大连 １６２ ） 大 ９工 辽 １０ ８
摘
要： 采用粉末冶金工艺制备 了含二氧化硅和石 墨的铜基粉末 冶金摩 擦材料 ， 利用定 速摩擦试验 机 ，
第 ３ 卷 第 ２期 １ ２１ ０ ０年 ４月
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Ｖ０． ｌ Ｎ ． １３ ｏ ２
Ａｐ ． ｒ ２０１ ０
Ｊ ＵＲＮＡ ＯＦ ＤＡ Ｉ ＪＡＯＴ ＮＧ ＵＮＩ ＥＲ Ｉ Ｙ Ｏ Ｌ Ｌ ＡＮ Ｉ Ｏ Ｖ ＳＴ
文 章 编 号 ：６ ３ ９ ９ （０ ０ ０ — ０ ８ ０ １７ — ５ ０ ２ １ ）２ ０ ３ － ３
擦 性能是 有 意义 的．
认 识摩擦 材料 在 干 、 摩擦 条 件 下 的材料 性 能 也 湿
显 现 出迫切性 ．
材 料摩擦 磨损 性能 的变 化规律 随其 所处摩 擦 条 件 的不 同 而有 所不 同 ， 擦 环 境 的改变 联 系 到 摩 摩 擦温度 和表 面状 态等 ， 因此 ， 掌握 摩擦 材料在 不
能影响研究表明， 环境湿度提高 ， 摩擦 系数降低 ， 原因在于水膜起 到润滑和增加实际接触面积作
用． 可见 ， 水分 对摩 擦材料 性 能的影 响在不 同 的摩 擦 条件下 表现 出 不 同 的结 果 ， 面 对这 些 不 同 的 而 试 验结 果 ， 究 者 给 出的解 释 是 不一 致 的． 研 因此 ， 认 识材料 在 不 同摩 擦条 件下 的磨损 机制仍 需大 量 的工作 ． 对 铜 基粉 末 冶金 摩 擦材 料 ， 于 干 、 针 处 湿 条 件下 ， 摩擦 性 能 的变 化 规 律 如何 ？这方 面 的研 究 工作仍 很难 见到 报导 ． 显然 ， 探讨这 种材 料 的摩
关键词 ： 铜基摩擦材料 ； 摩擦磨损 ； 第三体 ； 湿摩擦
中 图 分 类 号 －Ｆ ２ ． １ Ｔ １５ ２ Ｉ 文献 标 识 码 ： Ａ
０ 引 言
铜 基粉末 冶金 摩擦 材料 由于其 稳定 的摩擦 系 数、 良好 耐 磨 性 而 被 用 于 制 造 高 速 列 车 制 动 元
了材 料在 于湿 两 种条 件 下 的摩擦 磨 损 性 能 ， 果 结
针对 铜 基粉末 冶 金 材 料 ， 过 湿摩 擦 模 拟 雨 通 雪 天气 环境试 验 ， 究 干 、 两种状 态下 材料摩 擦 研 湿 性 能 的变化 特点 ， 通 过分析 表面第 三体 的状 态 ， 并 探讨 这类 材料 在这 些摩擦 条件 下 的摩擦 机制 ．
采用 粉末 冶金 工 艺制 备 ｃ ｕ一石 墨 一ＳＯ ｉ 烧
收稿 日期 ：０ ９１ － ２０ —０２ ９
基金项 目： 国家 自然科学基金资助项 目（０ １０ ５ ； ５３５ ２ ） 辽宁省教育厅高等学校科学研究计划资助项 目（０７０ ０９ ２０４ ２３ ）
作者简介 ： 晓明（ ９２一） 女 ， 士研究 生 ， 韩 １８ ， 博 主要从事制动材料摩擦 、 损性能的研究 磨
制 变化 ， 由干摩 擦 时 的磨 粒 磨 损 和粘 着磨 损 转 即 变 为疲劳 磨损 ． 阳 针 对 铝 青铜 材 料 的试 验 结 刘 果 表 明 ， 摩 擦 降低 了磨 损 量 ， 提 高 了摩 擦 系 湿 但 数， 这被认 为湿 摩擦 时 表 面大 量 犁 沟 引起 较 大剪 切 力． ． ｉ［ 等关 于环境 湿度 对类金 刚石 材料性 Ｅ Ｌｕ７
言 ， 擦 速度 低 于 １５０ｒｍｉ ， 摩 擦 系 数 高 摩 ０ ｎ时 干 ／ 于湿 摩擦 情况 ， 摩擦 速 度提 高 ， 干摩擦 系数 反而 低 于湿 摩擦 条件 ．