高速列车SiC3D/Al制动盘−石墨/SiC摩擦片摩擦副的制备､显微结构及摩擦磨损性能

摘要

采用缩比制动试验机研究石墨/SiC(G/SiC)复合材料与互穿相复合材料(IPC)SiC3D/Al的摩擦磨损性能?根据缩比例转换原则,确定高速列车制动过程中试验条件的制动压力为1.25 MPa,初始制动速度(IBS)为200~350 km/h。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)对摩擦偶材料进行表征。结果表明:匹配的摩擦副具有摩擦表面温度低、摩擦因数稳定、耐久性长等特点。摩擦环的磨损表面在摩擦过程中逐渐形成连续润滑的机械混合层(MML),机械混合层由多相物质组成,极大地控制复合材料的磨损率和摩擦因数(COF)。当初始制动速度为200~300 km/h时,SiC3D/Al的磨损机理为典型的磨粒磨损;当初始制动速度增加到350 km/h时,可观察到氧化磨损和剥离分层现象。利用Solidwork Simulation软件对摩擦副的磨损行为进行预测,计算数据与实验数据吻合较好。摩擦副可满足高速列车紧急制动的要求。