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新型铁路货车用高摩合成闸瓦的研制

作　者: 姚杰
导　师: 陈刚
学　校: 湖南大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 基体填料摩擦材料摩擦磨损性能
分类号: U270.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着列车运行速度的不断提高,对制动装置及制动材料也提出了更高的要求。一方面,列车时速的提高,对传统的列车基础制动装置及车辆制动系统技术提出了更新观念、引进先进技术的客观要求。另一方面,对列车制动技术的关键部件闸瓦和制动圆盘/闸片的性能和制备技术也提出了越来越严格的要求。正是由于列车时速朝高速化的发展,给列车制动摩擦材料及其部件制备工艺技术的研究开发提供了原始推动力,展示了广阔的市场。其中制动元件材料性能的优劣,将直接影响到制动效果的好坏。正确的选择树脂基复合材料的配方,进行合理的结构设计,以达到最佳的综合使用效果十分重要。本文采用铸钢作为对偶,研究了树脂基摩擦材料的基体、填料等方面对铸钢/树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,探求出了较为合理的闸瓦配方。对增摩组元研究表明:增加硬质相填料铬铁矿、刚玉的含量,都能在一定程度上提高闸瓦的摩擦系数,磨损量也相应增加。铬铁矿的含量少于7%时,试样在高制动初速度下测得的摩擦系数较低;高于8%时,在各个制动初速度下的摩擦系数均低于含量为7%~8%的试样,而且磨耗稍大。铬铁矿的含量控制在7%~8%之间时试样的摩擦磨损性能较好,在高制动初速度下的摩擦系数有较大的提高,且摩擦曲线很平稳,制动噪声较低,基本达到了实验的预期目标。加入少量的刚玉能提高闸瓦的摩擦系数,但效果不很明显。刚玉含量在3%较佳,含量多于3%时,导致钢纤维的拔出,在制动时产生火花和较大噪声。对减摩组元研究表明:煅后焦含量为3%试样的制动曲线在不同的制动初速度下都很平稳,其高速下摩擦系数无明显减低。但是当煅后焦的用量增加到5%时,曲线出现波动,同时产生过恢复、损伤制动对偶和制动噪音等问题。对填料进行硅烷偶联剂的表面处理后增强了无机填料和有机物之间的亲和力,提高了无机填料与树脂基体的界面粘结强度,使摩擦材料有良好的成型加工性能,同时材料的磨损量减少了一半,摩擦系数提高。润滑组元为煅后焦,质量百分数为3%,并且对填料进行硅烷偶联剂的表面处理的树脂基摩擦材料的综合性能最好。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-20
  1.1 前言  11
  1.2 铁路货车闸瓦材料  11-13
    1.2.1 铸铁闸瓦  11-12
    1.2.2 粉末冶金闸瓦  12
    1.2.3 复合闸瓦  12-13
    1.2.4 合成闸瓦  13
  1.3 高摩合成闸瓦  13-17
    1.3.1 高摩合成闸瓦的基本组成  14-15
    1.3.2 高摩合成闸瓦的特点  15
    1.3.3 高摩合成闸瓦的摩擦磨损理论  15-17
  1.4 本研究的背景  17-18
    1.4.1 我国货车采用高摩合成闸瓦的必要性  17-18
    1.4.2 本课题已有的研究和存在的问题  18
  1.5 本论文研究目的及内容  18-20
第2章材料制备及实验方法  20-25
  2.1 实验总体方案  20
  2.2 实验原材料  20-21
  2.3 试样制备  21-22
  2.4 摩擦材料性能测试方法  22-25
第3章刚玉与铬铁矿对闸瓦试样摩擦系数的影响  25-36
  3.1 引言  25
  3.2 铬铁矿对摩擦磨损性能的影响  25-30
    3.2.1 扭矩曲线  26-29
    3.2.2 摩擦系数及磨损  29-30
  3.3 刚玉对摩擦磨损性能的影响  30-33
    3.3.1 扭矩曲线  30-32
    3.3.2 摩擦系数及磨损  32-33
  3.4 结果分析  33-35
  3.5 本章结论  35-36
第4章石墨与煅后焦对闸瓦摩擦性能的影响  36-44
  4.1 引言  36
  4.2 石墨、煅后焦的影响  36-41
    4.2.1 扭矩曲线  36-40
    4.2.2 摩擦系数及磨损  40-41
    4.2.3 结果分析  41
  4.3 填料表面处理的影响  41-43
    4.3.1 扭矩曲线及摩擦系数的比较  41-42
    4.3.2 磨损的比较  42-43
  4.4 本章结论  43-44
第5章台架试验  44-48
  5.1 试验配方  44
  5.2 样品制备  44-45
  5.3 台架试验结果  45-48
第6章基体填料对闸瓦摩擦性能的影响  48-71
  6.1 引言  48
  6.2 实验配方设计  48-49
  6.3 石墨煅后焦联合对摩擦磨损性能的影响  49-54
    6.3.1 扭矩曲线  49-51
    6.3.2 摩擦系数及磨损  51-53
    6.3.3 摩擦系数压力敏感性  53
    6.3.4 表面形貌  53-54
  6.4 酚醛及丁腈比例对摩擦磨损性能的影响  54-59
    6.4.1 扭矩曲线  54-57
    6.4.2 摩擦系数及磨损  57-58
    6.4.3 摩擦系数压力敏感性  58-59
    6.4.4 表面形貌  59
  6.5 二硫化钼煅后焦联合对摩擦磨损性能的影响  59-65
    6.5.1 扭矩曲线  59-62
    6.5.2 摩擦系数及磨损  62-63
    6.5.3 摩擦系数压力敏感性  63-64
    6.5.4 表面形貌  64-65
  6.6 酚醛及摩擦粉对摩擦磨损性能的影响  65-69
    6.6.1 扭矩曲线  65-67
    6.6.2 摩擦系数及磨损  67-69
    6.6.3 表面形貌  69
  6.7 本章结论  69-71
结论  71-72
参考文献  72-76
致谢  76-77
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  77

新型铁路货车用高摩合成闸瓦的研制

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