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19
2022
-
08
摩擦片耐热性能 铜基摩擦片耐热抗疲劳性能
[2022-08-19] 摩擦片中的硬质相具有阻止裂纹扩展，中断材料破坏的作用，对于纳米颗粒增强铜基摩擦片，弥散分布在基体中的n-SiCh必然 对摩擦过程中材料的断裂与剥落有抑制作用。
摩擦片耐热性能 铜基摩擦片耐热抗疲劳性能
1、基体抗疲劳性能
摩擦片中的硬质相具有阻止裂纹扩展，中断材料破坏的作用，对于纳米颗粒增强铜基摩擦片，弥散分布在基体中的n-SiCh必然 对摩擦过程中材料的断裂与剥落有抑制作用。
含0.75% Cu/n-SiO2的铜基摩擦片表面的剥落坑和二次裂纹。分别对剥落坑二次裂纹前方的A、B点 进行EDS分析，EDS谱谱线中含有Si、O元素，因此A、B两点 含有n-SiO2o进一步对剥落坑的表面成分进行面扫面，结果表明，在裂纹扩展的终端和收缩的方向上，富集有Si和 O元素，由于n-SiO2被铜包覆处理，n-SiO2与基体之间保证了良好的结合强度， 因而在裂纹扩展的终端和收缩的方向上的n-SiO2具有使裂纹终止或发生转向的作 用。因此，弥散分布在铜基体中的n-SiO2,可以阻碍裂纹的扩展，并降低了材料 的表面疲劳开裂倾向，提高材料的断裂强度。
综上所述，弥散分布在铜基体中的n-SiO2可抑制裂纹扩展，提高基体材料抗 疲裂性能，从而可提高摩擦片的耐热性能。
2、石墨含量
由前述摩擦片耐热性能研究可知，石墨可提高摩擦片的耐热性能。图4.19 为通过球磨处理都得到Cu与天然石墨的复合粉。由图可知，球磨处理改变了天然 石墨的形态，由鳞片状变为碎小，不规则形状，且与类球形铜颗粒混合均匀。
为了研究不同石墨对摩擦片的耐热性能的影响，按表4.1配方制作了 Bl, B2 和B3三种摩擦片样品。
表4.1石墨形态影响摩擦片配方(wt%)
Table.4.1 Friction material formulations affected by 击fferent graphite
样 品 编
D 成分
Cu Sn Fe Pb ZrSiO4 石
墨 SiO2 人造
石墨 球磨
天然
石墨 球磨
人造
石墨 n-SiO2 n-C
B1 余
量 7.5 10 4 6.5 8 - 8 - - -
B2 余
量 7.5 10 4 6.5 - - - 8 - 0.75 50
B3 余
量 7.5 10 4 6.5 - , - ■ 8 0.75 -
B2与B3试样的组织中 石墨含量显著高于B1试样。由于B1试样中直接添加天然石墨，B2试样中添加了 球磨CW天然石墨，B3试样添加了球磨CW人造石墨。因而，球磨处理铜粉与石墨 可提高铜基摩擦片中的石墨含量，从而提高摩擦片的耐热性能。
3、小结
1)弥散分布在铜基体中的n-SiO2,主要通过弥散强化机制，“滚珠效应”提高 铜基摩擦片的耐磨性能；通过n-SiCh对基体中裂纹扩展的抑制作用，提高基体 材料抗疲裂性能，从而提高摩擦片的耐热性能。
2)Ni/n-SiO2复合颗粒中的Ni可对铜基体起到合金强化作用，从而提高摩擦 的耐磨性能。
3)石墨与铜粉的球磨处理可提高摩擦片中石墨含量，从而提高摩擦片的 耐热性能。
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