高速列车制动盘材料的研究进展

综述提高高速列车制动盘能量和降低盘重方面的研究成果。研究用C—C纤维复合材料、陶瓷材料、铝基陶瓷强化复合材料,以及材料表面强化技术等改善高速列车制动盘材料性能的问题。分析认为C—C纤维复合材料密度低、耐高温性能好,但表现出环境影响摩擦性能的问题;陶瓷材料具有优良的摩擦性能,但具有韧性低的问题;铝基陶瓷强化复合材料密度低,但面临着使用温度较低的问题;材料表面强化技术可提高钢盘的摩擦性能,但仍需要解决不同材料间的结合性能问题。     

添加FeSi75合金对C/C-SiC高速动车组摩擦制动材料性能的影响

通过化学气相渗透(CVI)法结合反应熔体浸渗(RMI)法制备了三维针刺C/C-SiC-FeSi_2复合材料,系统研究了C/C-SiC-FeSi_2对比C/C-SiC复合材料在干燥和潮湿2种制动工况下的摩擦性能。结果表明:在干燥工况下,C/C-SiC-FeSi_2对比C/C-SiC复合材料在不同制动初速度下摩擦系数更接近于既有高速动车组钢质摩擦副,摩擦系数相对稳定且具有较低磨损率;在潮湿工况下,C/C-SiC-FeSi_2摩擦性能未出现衰减,且比C/C-SiC摩擦系数更稳定。     

颗粒增强铝基复合材料的过渡期行为

铁路提速要求制动材料具有更好的性能以适应日趋严格的使用工况，颗粒增强铝基复合材料具备的优良性能使其成为新一代制动材料的研究热点。针对温度对于过渡期时间的影响，采用自行研制的盘一块式高速摩擦试验机，在滑动速度为30m／s、法向载荷为0．35MPa的条件下，观察了摩擦稳定期内温度(卸载时间)对碳化硅颗粒增强6061铝合金与碳基材料摩擦过渡期行为的影响。试验结果表明摩擦稳定期内卸载时间对过渡期时间存在直接的影响，二者之间存在指数函数关系。     

B_4C含量对高速动车组C/C-SiC制动材料摩擦磨损性能研究

为提高C/C-SiC摩擦材料的热物理性能和摩擦磨损性能,降低制动过程摩擦面温度,文中采用真空压力浸渍结合化学气相沉积(CVI)和液硅渗透(LSI)制备了B_4C改性C/C-SiC摩擦材料(C/C-B_4C-SiC),研究了不同B_4C含量对C/C-B_4C-SiC摩擦磨损性能的影响。结果表明:适量引入B_4C可降低制动过程中的摩擦面温度;通过对摩擦磨损性能及磨损机理的分析,表明B_4C的引入有利于形成均匀而连续的摩擦膜,使C/C-B_4C-SiC制动材料的磨损率在高速制动时降低50%以上。     

制动盘用SiCp/A357铝基复合材料摩擦磨损性能研究

采用搅拌铸造法制备SiCp含量分别为0 wt%、10 wt%、20 wt%、30 wt%、40 wt%的SiCp/A357铝基复合材料(Si Cp/A357复合材料)。在MVF-1A摩擦磨损试验机上以45^#钢为对磨材料，研究Si Cp含量对Si Cp/A357复合材料干滑动摩擦磨损性能的影响，并采用扫描电镜(SEM)对Si Cp/A357复合材料磨损表面观察分析。结果表明：加入Si Cp可细化基体晶粒，降低Si Cp/A357复合材料孔隙率，相比于A357基体铝合金材料，40 wt%Si Cp/A357复合材料的硬度提高了70.3%，可达155HBW。Si Cp/A357复合材料的平均摩擦系数和磨损率均随Si Cp含量的增加呈现先下降后上升的趋势，当Si Cp含量为20 wt%时，达到最低的平均摩擦系数0.420和最低的磨损率4.15×10^-3 g·m^-3。在60 N负载下，A357基体铝合金材料的磨损机制以粘着磨损为主，随着Si Cp含量增加，Si Cp/A357复合材料的磨损机制转变为以磨粒磨损(20 wt%SiCp...     

C/C复合材料在受电弓滑板上的应用

C/C复合材料(碳纤维强化碳复合材料)是以提高强度、耐冲击性等为目的以高强度碳纤维补强的碳复合材料。介绍了C/C复合材料在滑板上的实际应用以及C/C复合材料滑板的性能、制造方法及待解决的课题等。     

PTFE填充泡沫铝/聚甲醛复合材料力学与摩擦学性能的研究

采用注塑成型的方式,将聚甲醛(POM)注入开孔泡沫铝(AF)中,形成一种互穿结构的复合材料(IPC)。该复合材料与纯泡沫铝和聚甲醛相比,其弯曲强度和冲击强度都有很大改善。在泡沫铝/聚甲醛复合材料中加入10%PTFE,能有效改善材料机械性能。对复合材料(IPC)进行的销-盘式摩擦试验表明,AF/POM/PTFE材料的摩擦系数比AF/POM低约12.7%,磨损量减少33.3%。对材料的磨损表面进行的SEM和EDS分析表明,复合材料耐磨性的增加与摩擦过程中形成的转移膜有关。     

机车车辆有关配件制造的新材料、新技术、新工艺(二)

8制动盘的新材料、新工艺8.1铝-碳化硅复合材料制动盘铝合金制动盘一方面由于磨损严重,另一方面有抱闸可能,所以其摩擦性能难以令人满意。采用碳化硅粒子增强的铝基复合材料(CMA)制动盘     

轨道车辆碳纤维复合材料电磁屏蔽性能研究

介绍了碳纤维复合材料(CFRP)的主要特性,阐述了电磁屏蔽原理,通过铝、铝合金、碳钢与碳纤维复合材料的电磁屏蔽对比试验,总结了CFRP作为车体材料时在电磁设计方面应该注意的关键问题,分析了碳纤维复合材料从10×10~3～40×10~9Hz频率范围内的电磁屏蔽特性,结合电磁衰减特性曲线对碳纤维复合材料的实际应用提出了建议。     

滑板材料受流摩擦时接触点瞬态温升对磨损性能的影响

采用有限元法对不同滑板材料(包括纯碳材料、浸金属碳材料以及铜基粉末冶金材料)在滑动受流时由摩擦力和接触电阻引起的接触点瞬态温升进行了分析计算,同时根据滑板材料的热失重(TGA)和差热分析(DTA)试验结果,分析了各种滑板材料在受流摩擦时的磨损行为.研究表明,在试验参数为压力70 N、电流200 A以及滑动速度80 km·h-1的条件下,电流是引起碳系滑板材料接触点温升的主要因素,并造成纯碳滑板接触区亚表层的高温氧化现象,浸金属碳滑板由于材料致密氧化速度较慢,同时强度相对也高,因而具有良好的耐受流磨损性能;而铜基粉末冶金滑板材料受流摩擦时的接触点温升低于其氧化温度,所以引起其高受流磨损量的主要因素不是接触点温升,而是电弧侵蚀引起的摩擦表面严重破坏以及蜡基润滑剂的失效所致.