銅基風(fēng)電摩擦片的制備及摩擦磨損性能研究

【摘要】：風(fēng)能作為一種清潔無(wú)污染的可再生能源,在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、減輕環(huán)境污染和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面發(fā)揮重要的作用。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展使得風(fēng)電裝機(jī)容量不斷增加,因此,對(duì)于風(fēng)電機(jī)組制動(dòng)系統(tǒng)用的摩擦材料提出越來(lái)越嚴(yán)格的要求。目前,風(fēng)電機(jī)組用摩擦材料大部分依靠進(jìn)口,因此研究開(kāi)發(fā)適用于大功率風(fēng)電機(jī)組用的摩擦材料,對(duì)于發(fā)展風(fēng)電機(jī)組制動(dòng)技術(shù)和提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。 本文采用粉末冶金技術(shù)制備風(fēng)電機(jī)組用的銅基粉末冶金摩擦材料。選取具有良好導(dǎo)熱性的銅作為基體,在基體上添加錫和鐵提高基體的強(qiáng)度,同時(shí)加入鋯英石、氧化鋁以及石墨提高材料的摩擦磨損性能。在磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行磨損試驗(yàn),同時(shí)利用掃描電鏡觀察材料的摩擦表面形貌。通過(guò)對(duì)比研究不同速度下石墨的含量和粒度對(duì)材料摩擦磨損性能的影響,確定風(fēng)電機(jī)組用銅基粉末冶金摩擦材料的最佳成分配比。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： 1、采用粉末冶金技術(shù)制備的銅基風(fēng)電摩擦材料獲得了均勻的燒結(jié)組織,基體為Cu, Sn和Fe均勻分布在基體上提高基體的強(qiáng)度,作為潤(rùn)滑組元的石墨呈條狀分布在基體上,鋯英石和氧化鋁作為摩擦組元鑲嵌在基體上。 2、石墨含量的增加提高了材料的孔隙度,使得各試樣密度逐漸減小。石墨含量相同的條件下,石墨粒度越大,顆粒數(shù)量越少,表面積越小,石墨與銅構(gòu)成的結(jié)合面越少,使得孔隙減少,300～600μm石墨組試樣燒結(jié)密度高于100～300μm石墨組試樣燒結(jié)密度。 3、隨著摩擦速度的增加,不同石墨粒度的兩組材料的磨損率均增加。對(duì)于300～600μm石墨組材料,石墨含量的增加,有利于降低材料的磨損率,這主要是由于較大粒度的石墨更易使得摩擦表面形成具有潤(rùn)滑作用的摩擦膜。而100～300μm石墨組材料的磨損率隨著石墨含量的增加而增加,這與較小粒度的石墨破壞基體的連續(xù)性使得材料的強(qiáng)度降低有關(guān)。 4、石墨含量為10%,粒度為300～600μm的材料具有最佳的摩擦磨損性能。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電摩擦片 銅基摩擦材料 粉末冶金 摩擦磨損 石墨
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TF125.9
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-22
• 1.1 前言7-8
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)8-11
• 1.2.1 世界風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)8-9
• 1.2.2 中國(guó)風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)9-10
• 1.2.3 風(fēng)電機(jī)組用摩擦材料10-11
• 1.3 銅基粉末冶金摩擦材料11-18
• 1.3.1 銅基粉末冶金摩擦材料的組成11-13
• 1.3.2 銅基粉末冶金摩擦材料的特性13
• 1.3.3 銅基粉末冶金摩擦材料的分類13-14
• 1.3.4 銅基粉末冶金摩擦材料的制備工藝14-16
• 1.3.5 銅基粉末冶金摩擦材料的應(yīng)用16-17
• 1.3.6 銅基粉末冶金摩擦材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)17-18
• 1.4 粉末冶金摩擦材料的摩擦磨損機(jī)理18-20
• 1.4.1 摩擦理論概述18-19
• 1.4.2 磨損理論概述19-20
• 1.4.3 材料摩擦系數(shù)的研究20
• 1.4.4 材料耐磨性的研究20
• 1.5 論文意義及主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 第二章 材料制備與性能檢測(cè)22-27
• 2.1 研究目的22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方案22
• 2.3 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備22-24
• 2.4 材料成分設(shè)計(jì)24
• 2.5 材料制備24-25
• 2.5.1 原料粉末的混合24
• 2.5.2 粉末的壓制24
• 2.5.3 加壓燒結(jié)24-25
• 2.6 性能檢測(cè)25-27
• 2.6.1 顯微組織25-26
• 2.6.2 XRD分析26
• 2.6.3 密度測(cè)試26
• 2.6.4 摩擦表面分析26
• 2.6.5 磨損試驗(yàn)26
• 2.6.6 摩擦系數(shù)的測(cè)定26-27
• 第三章 材料組織結(jié)構(gòu)研究27-33
• 3.1 引言27
• 3.2 材料的密度27-28
• 3.3 材料的物相分析28-30
• 3.4 材料的組織結(jié)構(gòu)30-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 第四章 材料的摩擦磨損性能分析33-42
• 4.1 300～600μm石墨對(duì)材料摩擦磨損性能的影響33-37
• 4.1.1 300～600μm石墨對(duì)材料磨損率的影響33-34
• 4.1.2 300～600μm石墨組各試樣的摩擦表面分析34-36
• 4.1.3 300～600μm石墨對(duì)材料摩擦系數(shù)的影響36-37
• 4.2 100～300μm石墨對(duì)材料摩擦磨損性能的影響37-40
• 4.2.1 100～300μm石墨對(duì)材料磨損率的影響37-38
• 4.2.2 100～300μm石墨組各試樣的摩擦表面分析38-40
• 4.2.3 100～300μm石墨對(duì)材料摩擦系數(shù)的影響40
• 4.3 不同石墨粒度的兩組試樣的耐磨性能的對(duì)比研究40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 第五章 結(jié)論42-43
• 致謝43-44
• 參考文獻(xiàn)44-48
• 作者簡(jiǎn)介48
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果48-49

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