SiO_2和莫来石对铜基摩擦材料性能的影响.docx

SiO2和莫来石对铜基摩擦材料性能的影响白同庆3佟林松李东生(北京百慕航材高科技股份有限公司,北京100095)摘要:重点研究了SiO2和莫来石在铜基摩擦材料中的作用,比较了二者的不同。研究结果表明,SiO2和莫来石均可作为摩擦组元加入到铜基摩擦材料中,随着SiO2或莫来石含量增加,摩擦材料的摩擦系数和对偶件的磨损量均明显增加;当摩擦组元含量与石墨含量之比小于1∶1时,摩擦材料的耐磨性逐渐提高;当比例大于1∶1时,则相反。在摩擦组元含量相同的情况下,添加莫来石的摩擦材料的摩擦系数、磨损量、对偶件的磨损量均比添加SiO2者要高。关键词:铜基摩擦材料;二氧化硅;莫来石TheeffectsofSiO2andmulliteonthepropertiesofcopper-basedfrictionmaterialsBaiTongqing,TongLinsong,LiDongsheng(BEIJINGBAIMTECMATERIALCO1LTD,Beijing100095,China)Abstract:ThedifferenteffectbetweenSiO2andmulliteaddedtothecopper-basedfrictionmaterialwasinvestigated1Theresultsshowthat,bothSiO2andmullitecanbeasfrictionadditive,thefrictioncoefficientandwearrateofcounterpartincreaseingobviouslywithincreaceofSiO2ormullitecontent1Whenratiooffrictionadditivetographitecontentislessthan1∶1,abrasionresistanceisimprovedgraduallyandwhentheratioislargerthan1∶1,itiscontrary1ThematerialcontainingmullitehashigherfrictioncoefficientandhigherwearrateofcounterpartthanthatcontainingSiO2undertheconditionofsamecontent1Keywords:Cu-basedfrictionmaterial;silicondioxide;mullite前言金属陶瓷摩擦材料是一种含有多种金属和非金属组分的复合材料。摩擦材料各组元按其作用可以分为基体、润滑和摩擦组元三大部分。SiO2(石英砂)因其价格便宜而且化学性质稳定,作为摩擦组元在铜基摩擦材料中得到了广泛应相关标准。因此,采用莫来石作为摩擦组元对民航飞机刹车片国产化是有利的,极具推广经验。因为SiO2和莫来石在成分、外形及晶体结构、硬度等多方面的不同,所以本文重点研究SiO2和莫来石在铜基摩擦材料中的作用,比较二者的区别。1试验材料及方法试验采用的原材料为:电解铜粉:Cu≥9917%,粒度74μm;铁粉:Fe≥9910%,粒度154μm;石墨:粒度为154～630μm,C≥97%;SiO2:不规则形状的天然石英砂(图1(a)),粒度为180～630μm,SiO2≥97%;莫来石:人造高纯电熔莫来石(图1(b)),其成分为7118%Al2O3、2812%SiO2,粒度为180～630μm,其晶体呈针状或条状结构。用12。在国外研发生产的航空摩擦材料中,一般采用莫来石(3Al2O3·2SiO2)作为摩擦组元2。我国民航引进的波音737系列、MD-82、图-154、安24和伊尔86等飞机的国产刹车片都是采用金属陶瓷摩擦材料。长期以来,SiO2(石英砂)作为一种建筑材料,并没有建立起适应于航空产品的相关材料标准。人造高纯电熔莫来石是引进国外技术生产的,作为摩擦组元符合适航标准对材料要求的3白同庆(1969.9-),男,硕士,工程师,从事粉末冶金摩擦材料的研制、开发与生产。E2mail:baitq@163.com收稿日期:2005-12-28第24卷第2期白同庆等:SiO2和莫来石对铜基摩擦材料性能的影响115(a)SiO2;(b)莫来石图1SiO2和莫来石的颗粒形貌为了排除其他组元对试验结果的影响,试验中仅改变Cu和SiO2粉的配比(或用等量的莫来石代替SiO2),其它组元固定不变,具体配方如表1所示。采自天然矿脉、含杂质较多,故其硬度值低于莫来石的硬度。试验时还发现,莫来石的硬度值虽高,但比较脆,更容易碎裂。表2SiO2和莫来石的显微硬度实测值表1材料配方(质量分数)%摩擦组元类型SiO2莫来石SiO2编号铜粉铁粉石墨莫来石其它显微硬度值/HV11441337123456765656215