第五章 减摩、磨及摩阻材料.ppt

粉末冶金摩阻材料由金属基体、减摩成分和增摩成分三部分组成。 金属基体有铁粉和铜粉两类。 减摩成分由低熔点金属(铅、铋、锑)、非金属固体润滑剂(石墨、二硫化钼)等混合而成。加入这些成分虽提高了材料的耐磨性，但使摩擦系数减小，强度降低。 增摩成分由一些高熔点金属粉末(如铬粉、钼粉)、金属氧化物(氧化铁，氧化铝，氧化铬等)、氮化物(如氮化钛)、碳化物以及非金属材料(如石棉、二氧化硅等)组成。 （2）非金属基摩阻材料：主要以石棉为基体，添加调节摩擦性能的填料，再用粘结剂在热压模具内压制成型。它包括以下几类： a.石棉摩阻材料： 基体骨架为石棉，熔点高、摩擦系数大、机械强度良好、硬度适中，与粘结剂有强的吸附力。石棉在摩阻材料中的含量一般在30-60%之间。 根据摩阻材料对摩擦性能的要求，加入的填料成分有的起增加摩擦系数作用，有的起降低摩擦系数作用。 作为减摩剂的有： 二硫化钼、铅、锡、硫酸钡等。起到提高耐磨性、导热性、稳定摩擦系数，减轻表面擦伤的作用。 作为增摩剂的有： 有金属氧化物、石英粉、橡胶粉以及腰果壳油摩擦粉，作用是降低成品的硬度、改善低温耐磨性，降低噪声。 b.无石棉摩阻材料： 石棉传热性很差，并且对人体呼吸器官有危害。无石棉摩阻材料采用各种增强纤维作基体，如云母纤维、玻璃纤维、碳纤维、金属纤维等，与其他材料组合成。 该摩阻材料的耐高温性能好，摩擦系数稳定，耐磨性好。 (3)半金属基摩阻材料： 半金属基摩阻材料是无石棉摩阻材料中的一种，是以金属纤维代替石棉纤维的摩阻材料。 优点是耐磨和耐热衰退性好，400度以下摩擦系数非常稳定，噪声低，但成本高，比重大。用于制作制动器及离合器的摩擦片。 第五章 耐磨、减摩及 摩阻材料 一、概述 由金属材料组成的各类摩擦副之间的摩擦与磨损，是影响机器设备的工作效率和使用寿命的主要因素。 因此，为了提高机械产品的可靠性、使用效率和寿命，应根据摩擦副不同的工况条件(速度、负荷、温度、介质等)和使用要求，就必须从摩擦学的观点研究分析摩擦副材料的摩擦、磨损特性，分别采用不同的耐磨、减摩或摩阻材料，以确定相应的材质选配。 例如： 在农业机械、工程机械、矿山设备中，许多机械零件直接与泥砂、矿石或灰渣接触摩擦，而产生不同形式的磨料磨损，因此，摩擦副材料应有高的耐磨性，以保证一定的使用寿命。 对于各类轴承、齿轮、蜗轮运动副、机床导轨等，为了提高效率、保持精度，需要减少因摩擦而产生的能量损失和磨损，则要求摩擦副材料有低的摩擦系数和高的耐磨性。 许多运输和工程机械(如汽车、火车、拖拉机、飞机、起重机、提升和卷扬机等)，其安全可靠性从一定程度上取决于制动摩擦副材料的摩擦稳定性，即制动摩擦副材料应有高而稳定的摩擦系数和耐磨性。 因此，可根据摩擦副的工况条件及要求，分别采用相适应的耐磨、减摩或摩阻材料。 二、耐磨材料 1、材料耐磨性的定义 材料的耐磨性通常是指在一定的工况条件下，摩擦副材料在摩擦过程中抵抗磨损的能力。 材料的耐磨性离不开工况条件(速度、载荷、温度、介质等)。同一种材料，在不同的工况条件下其耐磨性相差很大。 例如，高锰钢，当受低应力磨损时，它的耐磨性不好，而在高应力磨损的场合，它具有特别高的耐磨性。 高硬度的材料通常具有良好的抗磨料磨损性能，而在交变接触应力作用下抗疲劳磨损的能力却并不好。 此外材料的配对、摩擦副的结构形状、磨损的型式、维护条件等的不同，其耐磨性也不相同。 **因此，可以说并不存在一种材料，它在各种情况下都是耐磨(或减摩)的。材料的耐磨性是有条件的，也是相对的。 2、 材料耐磨性的评定指标： (1)磨损量：磨损的大小用磨损量表示。磨损量一般用摩擦副表面被磨损的高度h、被磨损的体积V、被磨去的重量G或质量m表示。 (2)磨损率：由于磨损是一个过程，由此通常判断材料磨损的快慢程度常采用移动单位距离产生的磨损量表示，称为磨损率。 线磨损率KL：单位滑动距离摩擦表面法向尺寸的减少量。 如果磨损过程中的移动距离为s，垂直表面的蘑损高度为h，则平均单位位移的磨损厚度为h/s，称为平均线磨损率。对于随时间变化的磨损过程，则磨损率用磨损高度对移动距离的导数表示，即dh/ds。线磨损率是一个无量纲的量。 b. 体积磨损率KV ：单位滑动距离摩擦表面体积的减少量。用磨损体积V表示磨损率，即： c. 重量磨损率KG ：单位滑动距离上，每单位面积摩擦表面重量的减少量。用磨损的重量G表示磨损率，即： 单位为kg/(m2s2)，式中Aa为名义接触面积。 d. 质量磨损率Km ：单位滑动距离上，每单位面积摩擦表面质量的减少量。用磨损的质量m表示磨损率， ；单位为m2 ；单位为kg/m3 (3)耐磨性E：