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第18卷第5期2008年10月Vol.18No.5

第18卷第5期

2008年10月

Vol.18No.5Oct.2008

POWDERMETALLURGYINDUSTRY

氧化锆对粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响

王广达方玉诚罗锡裕况春江

(安泰科技投份有限公司，北京100081)

摘要：利用MM-1000摩擦磨损试验机，比较分析了SiO?、Al?O?和ZrO?三种摩擦组元对材料摩擦磨损性能的不同作用，并系统研究了不同含量氧化锆及其粒度对粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的影响。实验结果发现，在材料中添加适当含量和粒度的氧化锆可以使材料在高转速下具有良好的摩擦性能，且各种转速下都具有最小和稳定的磨损量。

关键词：摩擦材料；摩擦组元；氧化锆；摩擦系数；磨损中图分类号：TF125.9文献标识码：A

文章编号：1006-6543(2008)05—0019—06

EFFECTOFZrO?ONFRICTIONANDWEARPROPERTYOFPOWDERMETALLURGYFRICTIONMATERIALS

WANGGuang-da,FANGYu-cheng,LUOXi-yu,KUANGChun-jiang

(AdvancedTechnology.MaterialsCo.,Ltd.Beijing100081,China)

Abstract:TheeffectsoffrictioncomponentsofSiO?,Al?O?andZrO?onfrictionandwearpropertywerecomparedbyMM-1000frictiontester,theeffectofZrO?contentandmeshsizewasstudied.TheresultsshowedthatitispossibletoobtainhighfrictioncoefficientathighspeedandminimumandstablewearvolumebyaddingappropriateamountofZrO?withrea-sonablemeshsize.

Keywords:frictionmaterial;frictioncomponent;zirconiumdioxide;frictioncoefficient;wear

粉末冶金摩擦材料是由基体、摩擦组元和润滑组元组成，其中摩擦组元既可提高摩擦系数，又可去除低熔点金属的粘附，消除与对偶之间的材料转移，使摩擦副工作表面具有最佳啮合状态1]。目前添加在材料基体中的摩擦组元一般为Al?O?、SiO?和莫来石等，这几种组分具有较高的莫氏硬度，可以提高材料的摩擦系数2],但对偶材料的磨损较大[3]。氧化锆(ZrO?)的化学性能稳定，莫氏硬度较低(约为6.5),德国曾在材料中加入ZrO?等来提高并稳定摩擦系数，而且导热性能很好[4。近年日本曾用ZrO?-MgO来替代常用的SiO?-Al?O?,其研制的摩擦制动材料具有更好的耐热性，摩擦系数更平稳，相对于传统的摩擦材料对偶的磨损降低了10%,可以

适用于350km/h的高速列车制动[5],但国内对其应用在摩擦材料上的研究比较少。

本文比较分析了SiO?、Al?O?和ZrO?等三种摩擦组元对粉末冶金摩擦材料摩擦磨损性能的不同作用，并系统研究了摩擦组元ZrO?在粉末冶金摩擦材料中的影响作用，详细探讨了不同含量氧化锆及其粒度对材料摩擦磨损性能的影响。

1实验

1.1原材料

以金属Cu作为基体，在铜粉中加入Sn和Fe等金属粉末来强化基体，以石墨作为润滑组元，以

收稿日期：2008-05-13

作者简介：王广达(1979一),男(汉),河北新河人，从事粉末冶金摩擦材料的研究。

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·20·粉末冶金工业第18卷

SiO?、Al?O?和ZrO?等作为摩擦组元。实验材料的主要性能指标如表1所示。

表1试验用原材料及主要技