386 / 2021-06-14 20:10:08

高能制动下碳陶配对粉末冶金摩擦副的摩擦匹配行为及机理

目前，高速列车正朝着高速化、轻量化及智能化的方向发展。制动系统是高速列车安全保障和应急的关键系统，而制动闸片和制动盘组成的基础制动在高速列车制动系统中起着决定性的作用。本文研究了碳陶(C/C-SiC)配对铜基粉末冶金(PM)摩擦副在高能制动条件下的摩擦匹配行为及机理。研究结果表明，在制动能量为120J/mm²时，摩擦副的摩擦系数和稳定系数分别是0.32和0.86，碳陶和粉末冶金对偶件的磨损率分别是-0.011cm³/MJ和1.13cm³/MJ，制动时间是30.05s。碳陶配对粉末冶金摩擦副的制动曲线没有明显的翘尾现象，摩擦副的摩擦层主要由纳米结构氧化层和塑性变形层组成(如图1所示)，纳米氧化层厚约600nm，由纳米Cu、Fe氧化物和ZrSiO₄颗粒构成(如图2所示)，极大地提高了PM-C/C-SiC摩擦副的耐磨性和制动稳定性。碳陶配对粉末冶金摩擦副的主要磨损机制是粘着磨损和氧化磨损(如图3所示)。