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1、碩士學(xué)位論文銅/石墨摩擦材料的制備及性能研究PREPATIONANDCHARACTERIZATIONOFCu/GRAPHITEFRICTIONMATERIALS郭揚(yáng)揚(yáng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國內(nèi)圖書分類號(hào)：TB332學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號(hào)：666.3密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文銅/石墨摩擦材料的制備及性能研究碩士研究生：郭揚(yáng)揚(yáng)導(dǎo)師：鄭永挺教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：材料學(xué)所在單位：航天學(xué)院答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex：TB332U.D.C.:666.3DissertationfortheMasterDegreein
2、EngineeringPREPATIONANDCHARACTERIZATIONOFCu/GRAPHITEFRICTIONMATERIALSCandidate：GuoYangYangSupervisor：Prof.ZhengYongtingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MaterialScienceAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTech
3、nology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要銅/石墨摩擦材料制動(dòng)效果優(yōu)異且綜合性能良好，在制動(dòng)和離合裝置得到廣泛的應(yīng)用。而不同的制備工藝、組分及組分配比，獲得的銅/石墨摩擦材料的性能差別較大。為了探究工藝參數(shù)對(duì)材料的影響，本文基于濕法混料工藝過程，采用真空熱壓燒結(jié)，制備了銅/石墨摩擦材料，表征了材料的微觀形貌，研究了混料工藝、石墨含量、Cr含量等因素對(duì)材料機(jī)械及摩擦磨損性能的影響，并根據(jù)其結(jié)果分析了摩擦磨損機(jī)理，進(jìn)而探索了通過添加泡沫銅制備的銅/石墨摩擦材料性能。首先，在濕法混料過程中，作為濕混介質(zhì)，煤油的含量對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和性能影響較大。根據(jù)對(duì)材料的SEM表征發(fā)現(xiàn)，隨著煤油含量的
4、提高，混合粉料的粒徑逐漸增大，顆粒形狀逐漸由長條狀轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙??；诓牧闲阅軠y(cè)試發(fā)現(xiàn)，煤油含量越多，燒結(jié)試樣的機(jī)械性能越低，摩擦系數(shù)越大，但對(duì)摩損率的影響較小，摩損率總體呈現(xiàn)略微上升的趨勢(shì)。綜合比較發(fā)現(xiàn)，當(dāng)煤油含量在5%~8%之間，組分原料混合均勻，制備的材料綜合性能良好。此外，混料時(shí)間也會(huì)對(duì)材料性能產(chǎn)生一定影響，隨著混料時(shí)間的延長，混合顆粒先增加后減小，聚合顆粒的表面粗糙度降低，燒結(jié)試樣的密度、硬度、強(qiáng)度等性能也呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。對(duì)于摩擦磨損性能而言，混料時(shí)間越長，摩擦系數(shù)隨速度的變化越大；而對(duì)于磨損率而言，隨著混料時(shí)間的增加，磨損率略有提高?；跓Y(jié)試樣的性能分析可知，混料
5、時(shí)間在4~8h較為合理。然后，不同組分的配比也是影響材料性能的重要因素，這主要包括人造石墨、Cr以及泡沫銅等物質(zhì)的添加。為了探究它們對(duì)材料的影響，分別對(duì)材料進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)械以及摩擦磨損性能的分析測(cè)試并結(jié)合SEM分析。結(jié)果表明，當(dāng)石墨含量由10%升高到19%時(shí)，試樣的壓縮、剪切強(qiáng)度下降了一半，屈服強(qiáng)度降低，破壞延伸率變??；隨著石墨含量的增加，摩擦系數(shù)亦呈減小的趨勢(shì)，并且石墨含量越多，摩擦系數(shù)減小幅度越小，隨速度變化越小。磨損率隨石墨的變化關(guān)系略微復(fù)雜，隨著其含量的增加先減小后增大。Cr對(duì)材料的機(jī)械性能影響不大，當(dāng)含量從1%增加到7%時(shí)，燒結(jié)試樣的機(jī)械性能提高。對(duì)于摩擦磨損性能而言，隨著
6、Cr含量的增加，摩擦系數(shù)先減小后增大，磨損率基本不變。此外，與未添加泡沫銅材料對(duì)比發(fā)現(xiàn)，添加泡沫銅材料機(jī)械性能低，但強(qiáng)度隨組分配比的變化降低，摩擦系數(shù)高，磨損率高。材料的摩擦機(jī)理與摩擦速度的變化有關(guān)，當(dāng)摩擦速度較低時(shí)，磨損主要是磨粒磨損和粘著磨損；當(dāng)摩擦速度較高時(shí)，摩損主要為氧化磨損。磨粒磨損主要是鐵的脫落犁溝摩擦表面，氧化磨損形成Fe2O3氧化膜，此外鉻參與氧化膜的形成。關(guān)鍵詞：銅/石墨摩擦材料；混料工藝；人造石墨；Cr；泡沫銅-II-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文abstractCu/graphitefrictionmaterialshasbeenwidelyusedinbra
7、keandclutchdeviceduetoitsbetterbrakingeffectandcompresiveperformance.Differentpreparationtechnology,compositionandtheratioofcomponents,theperformanceofCu/graphitefrictionmaterialisdifferent.Inordertoexploretheinfluenceofprocessparameter
