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摩擦材料在传动和制动过程中的技术要求

已有 2671 人浏览  发布时间:2020/12/3

硬质合金耐磨件由母体、硬质合金层及中间的铜基钎料粘结层组成。这种硬质合金耐磨件采用铜基钎料对母体和硬质合金层进行加热粘结,制造方法简单可行,对磨损过的耐磨件采用堆焊工艺来再制造,可获得比原铸件更耐磨的性能,同时通过废旧利用,可实现循环经济,是一个再制造过程。堆焊和铸造一样都是耐磨件的制造方法耐磨件的制造是以铸造为主(从吨位来说),堆焊件占的比重比较小。铸造比堆焊发展得早,所以从堆焊诞生开始,就有了铸造和焊接(堆焊)谁代替谁的问题,其实从原理上讲,二者应该是一家,是不能相互替代的。我们认为,堆焊过程实际就是一个微观的铸造过程,如果铸造可以看作是焊件尺寸以米为单位的大尺寸熔池,那么堆焊就是以毫米为单位的很小的熔池。
  在耐磨件铸铁材料中,为提高铸件的使用寿命通常要加入昂贵的合金元素(例如钼、镍、铜等),这使生产成本大大提高。研究表明,硼元素可以提高材料的淬透层深度和均匀性,可替代(或部分替代)钼、镍等昂贵合金元素的作用。利用含硼生铁或硼铁合金生产的耐磨齿根其内外层耐磨性差异小,在保证和延长产品使用寿命的同时,又可减少钼、镍等昂贵合金元素的加入量,降低生产成本。低合金含硼耐磨齿根:产品指标为:硬度HRC=45~52 ,落球次数≥8000次。产品规格为:Φ50~Φ140。低合金含硼耐磨齿根的生产中,采用合理的打箱时间和一定的保温措施就可以省掉铸球的热处理工艺过程。含硼高铬合金铸铁耐磨齿根:利用含硼生铁或硼铁合金部分取代高铬白口铸铁中的钼、镍,生产挖机耐磨齿根。性能指标达到:硬度HRC=56~66(热处理),冲击韧性ak=5.5~6.0 J/cm2。含硼高铬白口抗磨齿根:在研项目,利用含硼生铁或硼铁合金部分(或全部)取代高铬白口抗磨铸铁中的钼、镍,生产挖机耐磨驱动齿。性能指标争取达到:硬度HRC≥56(热处理),冲击韧性ak≥10 J/cm2。总之,利用含硼生铁或硼铁合金生产耐磨件,既降低铸件的生产成本,又是硼铁矿综合利用的延续,具有很好的经济效益和重要的技术价值。

1.适宜而稳定的摩擦系数。
    温度是影响摩擦系数的重要因素。摩擦材料在摩擦过程中,由于温度的迅速升高,一般温度达200℃以上,摩擦系数开始下降。当温度达到树脂和橡胶分解温度范围后,产生摩擦系数的骤然降低,这种现象称为“热衰退”。严重的“热衰退”会导致制动效能变差和恶化。在实际应用中会降低摩擦力,从而降低了制动作用,这很危险也是必须要避免的。在摩擦材料中加入高温摩擦调节剂填料,是减少和克服“热衰退”的有效手段。经过“热衰退”的摩擦片,当温度逐渐降低时摩擦系数会逐渐恢复至原来的正常情况,但也有时会出现摩擦系数恢复得高于原来正常的摩擦系数而恢复过头,对这种摩擦系数恢复过头我们称之为“过恢复”。
    摩擦系数通常随温度增加而降低,但过多的降低也是不能忽视。我国汽车制动器衬片台架试验标准中就有制动力矩、速度稳定性要求。(QC/T 239-1997 货车、客车制动器性能要求;QC/T 582-1999 轿车制动器性能要求;T564-1999 轿车制动器台架试验方法;QC/T 479-1999 货车、客车制动器台架试验方法),因此当车辆行驶速度加快时,要防止制动效能的下降因素。
    摩擦材料表面沾水时,摩擦系数也会下降,当表面的水膜消除恢复至干燥状态后,摩擦系数就会恢复正常,称之为“涉水恢复性”。
    摩擦材料表面沾有油污时,摩擦系数显著下降,但应保持一定的摩擦力,使其仍有一定的制动效能。
2.良好的耐磨性。
    摩擦材料的耐磨性是其使用寿命的反映,也是衡量摩擦材料耐用程度的重要技术经济指标。耐磨性越好,表示它的使用寿命越长。但是摩擦材料在工作过程中的磨损,主要是由摩擦接触表面产生的剪切力造成的。工作温度是影响磨损量的重要因素。当材料表面温度达到有机粘结剂的热分解温度范围时,有机粘结剂如橡胶、树脂产生分解、碳化和失重现象。随温度升高,这种现象加剧,粘结作用下降,磨损量急剧增大,称之为“热磨损”。
    选用合适的减磨填料和耐热性好的树脂、橡胶,能有效地减少材料的工作磨损,特别是热磨损,可延长其使用寿命。
    摩擦材料的耐磨性指标有多种表示方法,我国GB5763-98“汽车制动器衬片”国家标准中规定的磨损指标(定速式摩擦试验机)100℃~350℃温度范围的每档温度(50℃为一挡)时磨损率。磨损率系样品与对偶表面进行相对滑动过程中做单位摩擦功时体积磨损量,可由测定其摩擦力的滑动距离及样品因磨损的厚度减少而计算出。但由于被测样品在摩擦性能测试过程中,受高温影响会产生不同程度的热膨胀,掩盖了样品的厚度磨损,有时甚至出现负值,即样品经高温磨损后的厚度反而增加。这就不能真实正确反映出实际磨损。故有的生产厂家除测定样品的体积磨损外,还要测定样品的重量磨损率。

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