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高速铁路用Cu--Fe粉末冶金刹车材料的研究
| 论文题名： | 高速铁路用Cu--Fe粉末冶金刹车材料的研究 |
| 关键词： | 高速铁路;刹车材料;Cr-Fe合金;摩擦性能 |
| 摘要： | 我国是一个地大物博的国家，铁路运输是我们国家工业化进程以及运输的命脉所在。现今高速列车发展迅速，已有12条城际铁路运行通车。高速列车迅速发展的同时就对其中的刹车材料有了更高的要求。本课题就针对此问题，对现在使用的国外进口样品进行分析测试后，进行自主的研制和测试，以适应高速铁路发展对刹车材料更高要求。 本实验通过对国外复合刹车材料样品的分析，确定制作的工艺特点和性能要求，并利用粉末冶金方法制备Cu-Fe粉末冶金刹车材料，详细研究SiC和Cr-Fe相不同摩擦组元刹车材料的组织与性能，实验取得的研究结果表明: (1)国外样品的基体以Cu为主、并含有少量Fe，润滑组元主要以片层状石墨为主、并含有少量的石墨和MoS2颗粒，摩擦组元以Fe-Cr合金为主。摩擦磨损性能测试表明:材料的摩擦系数随着转速的升高逐渐增大，在6800rpm、0.7MPa时摩擦系数达到了0.42，扭矩随时间变化曲线平滑，当刹车压力为0.7MPa时，刹车时间为57s，刹车距离＜3km;(2)根据国外样品的分析结果，制备出Fe-Cr合金为摩擦组元的复合刹车材料，研究了润滑组元石墨含量的变化对材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:润滑组元石墨含量的变化对材料摩擦磨损性能的影响不大。其摩擦系数随转速增加逐渐降低，在6800rpm、0.7MPa时，摩擦系数为0.293，刹车时间为80s，刹车距离为4km。其扭矩随时间变化曲线平滑，列车在刹车过程中可以做平稳的匀减速运动;(3)为了提高刹车的摩擦系数，选用SiC作为摩擦组元，制备出SiC为摩擦组元的复合刹车材料，该材料在6800rpm、0.7MPa时，摩擦系数为0.42，刹车时间为62s，刹车距离为3.3km，摩擦系数随转速升高下降，扭矩随时间变化曲线波动较大;(4)为了进一步改善材料的刹车特性，将Fe-Cr合金先进行热处理，制备了热处理后Fe-Cr合金为摩擦组元的复合刹车材料，该材料在6800rpm、0.7MPa时，摩擦系数为0.33，刹车时间为65s，刹车距离为3.5km。在超过5000rpm后，材料的摩擦系数呈现上升趋势，刹车过程较平稳，说明改变摩擦组元的处理状态可以改善复合刹车材料的摩擦性能。 |
| 作者： | 杨堃 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 茹红强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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