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随着我国工业的迅猛发展,对于摩阻材料的要求也越来越高。针对市面上常规材料所存在的问题,并查阅相关文献材料后,考虑到金属间化合物是一类具有高熔点、低密度,性质介于金属与陶瓷之间的有序结构化合物,尤其是Fe3Al金属间化合物密度低、制造成本低,有良好的导热性能、耐高温、抗氧化和耐腐蚀性能。所以将Fe3Al金属间化合物作为复合摩阻材料的基体,利用其耐磨、耐腐蚀、高温强度好等优势,添加起增摩、减磨等作用的其他组分,通过成分设计和烧结工艺调整,希望获得一种综合性能良好且成本较低的新型复合摩阻材料。 本文以Fe3Al金属间化合物为基体,通过添加摩擦组元、润滑组元等合成复合材料,开发一种可用于普通民用汽车的摩阻材料,要求实现高耐磨、高耐热、成本低廉、脚感舒适、生产周期短等优点,进而通过DSC、TG、XRD、SEM等一系列测试,评估并以微观角度揭示这种新型摩阻材料的宏观特性。 本文拟从以下几个方面对摩阻材料配方设计、摩擦磨损机理研究、掺杂组分对新型材料性能影响等进行研究: (1)研究Fe3Al金属间化合物基复合材料的工艺参数及制备方法,采用机械合金化及粉末冶金的方法制备这种新型复合材料,使用正交试验法重点研究不同组分、烧结温度、烧结时间等多个影响因素对目标材料的微观结构、力学性能及摩擦学特性的影响,进而寻求最佳配方。 (2)研究各组分含量的变化对目标材料摩擦磨损性能和力学性能的影响,结合DSC、XRD、SEM等检测并观测其微观结构,揭示各组元晶界反应的基本原理,研究与基体金属的反应过程、结合方式,重点观测其在基体中的存在形态,并揭示增强基体材料的微观机理。另外,研究其对目标材料表面润滑及内部热传导的影响。 (3)重点研究此摩阻材料的摩擦学特性,并根据实际刹车片对摩擦系数、脚感、使用寿命等的要求,指导并调整组分配比及工艺参数。 研究结果表明: (1)用玛瑙球经过30小时高能球磨和750℃保温2h退火热处理制备了以Fe3Al为主要物相的Fe-Al基金属间化合物的粉末材料。 (2)根据配方③(即9% Cu、3% Al2O3、2% MoS2其余为Fe3Al)在150 KN压力下冷压成型并在1150℃下烧结制出来的试样综合性能最好。 (3)本文制备的Fe3Al金属间化合物基复合摩阻材料的磨损机制可能有:磨粒磨损、粘着磨损、氧化磨损以及疲劳磨损四种形式。