制动盘材料.ppt

5）热处理工艺： 正火：900-950℃，空冷 正火态的蠕墨铸铁的强度、塑性、耐磨性均比铸态的高。 退火工艺：为了获得体积分数85%以上的铁素体基体或者消除薄壁处的游离渗碳体。 3.1.3 铸钢制动盘 从50年代开始使用。 具有较高的强度（大于800MPa）、韧性和抗热裂性能. 但由于导热性能差、热容量较大、膨胀系数大，在使用中摩擦面易出现沟槽、皱折及网状裂纹； 局部表面会产生融化，以“鱼鳞状”金属崁入闸片中，大大加剧了制动盘和闸片的磨损。 因此，铸钢制动盘的寿命较短，现在一些重型卡车上应用，但在高铁上应用不理想。 热处理工艺对ZDPH合金钢组织和性能的影响 包层制动盘的结构 铸钢-铸铁复合层制动盘 兼顾了两种材料特性，高而稳定的摩擦系数和抗热裂性能。 铸钢-铸铁复合层制动盘特点： 1）与铸铁制动盘相比，提高使用寿命2倍； 2）摩擦特性与铸铁的大致相同，直到高速区也有稳定的摩擦系数。 3）具有较高的抗热裂性能。 复合材料是由基体材料：（聚合物材料、金属、陶瓷）和增强体（纤维、晶须、颗粒）复合而成的具有优异综合性能的新型材料，是本世纪中发展最迅速的新材料之一 复合材料已在航空、航天、交通运输、基础建设等领域中发挥了巨大的作用，成为这些领域产品性能提高和升级换代的关键材料。 特征： 1）用复合材料做成的构件，质量轻、强度高、刚性大，是一种理想的结构件。 2）复合材料产品制造工艺多数是近终形成型，制造出的产品，不需进行机械加工，生产效率高，制造成本低。 3）复合材料在轨道交通车辆中广泛应用，对减轻车厢质量，降噪减振，提高安全性和舒适性，减少维修等均有重要作用。 复合材料的优势 1）轻质高强 质量轻、强度高、刚性大，是一种理想的结构件。 复合材料比常用的轨道交通车辆材料－金属材料的比强度和比模量要高出1～5倍。 2 ）可设计性强 纤维复合材料的最显著特点是高比强度和高比刚度，并且它可以在一个很宽的范围内变化，因此复合材料可以通过材料选择、结构设计、铺层设计等方法解决各种技术难题。 3）工艺性强 复合材料产品制造工艺多数是近终形成型，制造出的产品，不需进行机械加工，生产效率高，制造成本低。 现在使用的纤维从弹性模量为70 GPa和抗拉强度为3 500 MPa 的玻璃纤维，到模量为60GPa 和抗拉强度为3 900 MPa的高模量碳纤维，其性能范围很宽。根据已知的有关混合物的定律，通过选择基体材料，可以改变其性能，因此每个结构件都可以根据要求找到一种最佳的铺层结构。 4） 高安全性 高抗疲劳强度和低缺口敏感度 5） 低成本 ①随着原材料的发展和工艺的进步，其成本正在逐步降低； ②由于采用模块化的设计技术及整体成型技术，大大减少了结构的复杂性、并缩短了生产实际以及总装所需要的工作量，降低了总体成本； ③由于复合材料的耐疲劳、耐腐蚀等特性，降低了维护、修理成本等。 ④由于减重，提高了运营能力，减少了能耗，总寿命周期成本得到了降低。 3.2.1 铝合金基的复合材料 一种在铝合金母材中加入陶瓷粒子（SiC、Al2o3等）的复合材料。 特点： 1）具有和铸铁一样的耐磨性能 2）质轻 3）导热性能好。由于铝合金导热性能好，不会发生局部过热 4）具有较高的抗热疲劳性能 制造工艺： 1）粉末法：铝合金粉末与强化粒子混合后再固化； 2）熔融法：在熔融的铝合金中，通过搅拌，均匀地混入强化粒子。 3.2.2 碳/碳纤维复合材料制动盘 一种以碳纤维增强石墨的复合材料，其密度小，约为1.5g/cm3，仅为铁的1/5。 特性： 1）导热性能很好、 2）热容量大 3）热膨胀系数小 4）因此具有质量小、抗热裂等优点。 应用：在飞机和赛车上作为制动材料已通过了实践应用的考验。 问题：在高摩擦速度下，随温度的上升，其摩擦系数急剧增大，与传统制动材料的摩擦特性差别很大。磨耗量较大，有待进一步改进。 董立新 制动盘的概述 2. 制动盘的所用材料的性能要求 3. 传统制动盘材料 4. 新型制动盘材料 1.1 定义：固定在车轮上，随车轮转动，以端平面为摩擦工作面，通过摩擦将动能转化为热能的圆盘形运动部件。制动盘即刹车盘。 制动过程是通过制动盘和制动闸的摩擦将动能转化为热能,并通过制动盘的通风设备将热能传递到空气中。 制动结构示意图 铝基复合材料制动盘 高速列车制动盘 高速重载列车制动盘 1.2 制动系统的作用 使行驶中的车辆按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车； 使已停驶的车辆稳定驻车； 使下坡行驶的车辆速度保持稳定。 在各类车辆制动系统中，制动器是车辆制动系中用以产生阻止车辆运动或运动趋势力的部件。目前，各类车辆