Friction and Wear Behavior of Different Volume Fraction SiCp/Al Composites by Stir Casting Combined with Friction Stir Processing
-
摘要:
采用搅拌铸造结合搅拌摩擦加工方法制备了SiC颗粒体积分数分别为20%,25%,30%的SiCp/Al复合材料,研究了复合材料的显微组织和力学性能,并基于市域列车的实际运行工况（制动压力0.57,0.67,0.72 MPa）设计摩擦磨损试验,研究了不同复合材料的摩擦磨损行为。结果表明：所得SiCp/Al复合材料均组织致密,无裂纹和气孔缺陷,SiC颗粒均匀分布在铝合金基体中,无团聚现象；复合材料的抗拉强度、断后伸长率和硬度均满足制动盘行业标准要求,随SiC颗粒体积分数的增加,抗拉强度变化幅度较小,断后伸长率呈降低趋势,硬度呈升高趋势；当SiC颗粒体积分数为25%和30%时,复合材料的平均摩擦因数稳定在0.3~0.5,满足市域列车高速制动要求,磨损表面未发现明显的犁沟和分层,表面形成了完整的摩擦膜,但是SiC颗粒体积分数为30%的复合材料对偶闸片的磨损量较高,且在0.57 MPa制动压力下的摩擦稳定系数较低,摩擦副的匹配性差；当SiC颗粒体积分数为20%时,最大平均摩擦因数大于0.55,磨损表面犁沟和分层现象明显,磨粒磨损严重,最大犁沟深度达到45 μm,无法满足市域列车高速制动要求。
Abstract:SiCp/Al composites with SiC particle volume fractions of 20%, 25% and 30% were prepared by stir casting combined with friction stir processing. The microstructure and mechanical properties of the composites were studied. The friction and wear tests were designed based on the actual operating conditions of trains in the city (braking pressure of 0.57, 0.67, 0.72 MPa), and the friction and wear behavior of different composites was studied. The results show that SiCp/Al composites with different SiC particle volume fractions had dense structure with no cracks and porosity defects, and SiC particles were uniformly distributed in the aluminum alloy matrix without agglomeration. The tensile strength, percentage elongation after fracture and hardness of the composites met the requirements of the brake disc industry standard. With the increase of SiC particle volume fraction, the tensile strength change range was small, the percentage elongation after fracture decreased and the hardness increased. The average friction coefficient of composites with 25% and 30% volume fraction of SiC particles remained stable in the range of 0.3–0.5, meeting the high-speed braking requirements of urban trains; no obvious grooves or delamination were found on the wear surface, and a complete friction film was formed on the surface. However, the brake disc pairing with composites with SiC particle volume fraction of 30% had high wear amount, and the friction stability coefficient was low at 0.57 MPa braking pressure, indicating poor matching of friction pair. The maximum average friction coefficient of composites with SiC particle volume fraction of 20% was greater than 0.55, and the wear surface showed obvious grooves and delamination with severe abrasive wear, and the maximum groove depth reached 45 μm; the composites could not meet the high-speed braking requirements of urban trains.
-
0. 引言
轻量化是实现列车高运行速度、低能耗等目标的有效途径[1],采用SiC颗粒增强铝基复合材料（SiCp/Al复合材料）制动盘代替传统钢铁制动盘可以减轻车辆簧下质量,备受业界关注[2-4]。近年来,我国城市轨道交通部分120 km·h−1及以下速度的线路已经批量采用SiCp/Al复合材料制动盘[5-6],但对于我国正加速发展的制动速度和制动压力更高的市域列车,现役SiCp/Al复合材料制动盘的耐磨性无法满足运行条件。因此,开发耐磨性能更优异的制动盘是现阶段亟待攻克的关键难题。
SiC颗粒含量是影响SiCp/Al复合材料耐磨性能的关键因素[7]；其含量越高,复合材料的耐磨性越好[8-9]。然而,SiC颗粒添加量的大小会受到制备方法的限制。现役轨道交通用SiCp/Al复合材料制动盘常采用搅拌铸造法制备,受限于工艺特性,提高SiC颗粒含量易产生颗粒团聚和气孔缺陷[10],一般体积分数不高于20%。已有研究[11]表明,通过搅拌摩擦加工可有效实现材料组织的细化、致密化和均匀化。若能将搅拌铸造和搅拌摩擦加工相结合,则有望解决上述颗粒团聚和气孔问题。然而,目前鲜见将上述2种方法结合起来制备更高SiC含量铝基复合材料制动盘的研究。此外,国内外关于SiCp/Al复合材料摩擦磨损性能的研究基本采用销盘法或环块法[12-13],这些试验通常是在恒定的压力和速度下进行的,而实际服役时制动盘会在不同的制动速度和压力下进行一系列紧急制动,试验所测结果对制动盘的实际应用参考意义很小。为此,作者采用搅拌铸造结合搅拌摩擦加工的方法制备了较高含量SiCp/Al复合材料,并根据市域列车实际运行工况设计摩擦磨损试验,研究了SiC含量对复合材料摩擦磨损性能的影响,以期为轨道交通用制动盘材料的选择提供有价值的数据和理论支撑。
1. 试样制备与试验方法
试验材料为ZL101合金和粒径20~30 μm的SiC颗粒（SiCp）,其中ZL101合金的化学成分如表1所示。将ZL101合金加热到700 ℃使其熔融,将SiCp在1 200 ℃氧化4 h后,加入到铝液中,添加量（体积分数,下同）分别为20%,25%,30%,在此过程进行机械搅拌使SiC颗粒均匀分散,最后采用金属模具浇注,得到尺寸为200 mm×200 mm×20 mm的SiCp/Al复合材料试样。将搅拌铸造得到的SiCp/Al复合材料试样表面加工平整,并装夹在刚性平台上,采用HT-JM16×15/2型二维搅拌摩擦焊设备对整个表面进行搅拌摩擦加工,搅拌头的旋转速度为950 r·min−1,横向进给速度为200 mm·min−1,下压量为0.2 mm,即轴肩后缘压入材料的深度为0.2 mm。
表 1 ZL101合金的化学成分Table 1. Chemical composition of ZL101 alloy元素 Si Fe Ti Mg Cu P Mn 质量分数/% 6.85 0.11 0.12 0.33 <0.01 <0.01 <0.01 利用电火花线切割机床在搅拌摩擦区域切割出尺寸为15 mm×15 mm×20 mm的金相试样,经研磨、抛光后用体积分数0.5%的氢氟酸溶液腐蚀5~10 s,在Leica-DM6000M型光学显微镜上观察显微组织。按照GB/T 228.1—2021,在搅拌摩擦区域截取如图1所示的拉伸试样,利用CMT5504型微机控制电子万能试验机进行室温拉伸试验,拉伸速度为10 mm·min−1,对于相同材料,测3个平行试样取平均值。在搅拌摩擦区域截取硬度试样,采用XHB-3000型布氏硬度计测布氏硬度,载荷为24.5 kN,保载时间为30 s。
将搅拌摩擦区域加工平整后切割出直径为120 mm、厚度为10 mm的摩擦磨损试样盘（即制动盘）。使用MM3000型摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,摩擦半径为47.5 mm,制动惯量设定为1.0 kg·m2,制动压力分别为0.57,0.67,0.72 MPa,每种压力下的制动盘转速分别为882,1 323,1 764,2 205,2 646,2 977,3 528,3 969,4 410,4 851 r·min−1,分别模拟列车在40,60,80,100,120,135,160,180,200,220 km·h−1速度（市域列车最高运行速度达200 km·h−1）下的制动工况。试验所用闸片为商用928 W合成闸片,由Becorit公司提供,其组分包括改性树脂、丁苯橡胶、钢纤维、无机填料（CaCO3、BaSO4）、固体润滑剂（石墨）等；合成闸片的密度为2.30 g·cm−³,试验时3个闸片与制动盘进行摩擦,每个闸片的摩擦表面积为225 mm²（15 mm×15 mm）。在摩擦磨损试验时,电机为主轴提供转速使制动盘旋转,当达到设定速度时,电机关闭,气缸自动向制动闸片施加压力,3个闸片一起向制动盘施加压力,制动盘在闸片摩擦阻力的作用下停止运动。试验前制动盘和制动闸片应在0.57 MPa、40 km·h−1的条件下磨合,以达到规定的接触面积。在每个制动工况下重复测试5次,每次制动初始温度为60 ℃,共进行150次制动试验,总制动能量为7 587 kJ。采用精度为0.01 g的电子天平称取试验前后复合材料制动盘和闸片的质量,计算磨损质量损失。采用JSM-6510A型扫描电镜（SEM）和OLS4500型共聚焦显微镜观察摩擦磨损试验后复合材料制动盘的表面形貌,采用SEM附带的能谱仪（EDS）进行微区成分分析。
2. 试验结果与讨论
2.1 显微组织
由图2可知：不同SiCp添加量复合材料中SiC颗粒的形态基本一致,SiC颗粒均匀分布在铝合金基体中,无团聚现象；复合材料组织致密,未发现明显的裂纹和气孔缺陷。在搅拌摩擦加工过程中,搅拌针轴肩与复合材料表面摩擦产生热量,使复合材料变成超塑性状态,同时在搅拌头的旋转作用下,部分SiC颗粒和共晶组织被打碎,铸造气孔被周围材料弥合[14],因此复合材料中无明显气孔缺陷,组织致密。
![]()
图 2 不同添加量SiCp/Al复合材料的显微组织Figure 2. Microstructures of different addition SiCp/Al composites2.2 力学性能
由表2可知,不同SiCp添加量复合材料的抗拉强度、断后伸长率和硬度均满足CZJS/T 0009—2016制动盘行业标准要求（抗拉强度大于200 MPa,断后伸长率大于0.5%,布氏硬度大于65 HBW）。随着SiCp添加量的增加,复合材料的抗拉强度变化幅度较小,断后伸长率呈降低趋势,布氏硬度呈升高趋势。由图3可见,3种SiCp添加量复合材料的断口中均存在SiC颗粒的断裂,未见SiC颗粒与铝基体界面脱黏现象,表明复合材料的界面结合良好。良好的界面结合有利于将铝基体所受的载荷充分传递到SiC颗粒,从而获得高强度。复合材料铝基体中均存在明显的韧窝,表明断裂前铝基体发生了塑性变形,因此复合材料具有优异的韧性。
SiCp体积分数/% 抗拉强度/MPa 断后伸长率/% 布氏硬度/HBW 20 230.7 5.7 83.3 25 225.3 4.8 86.8 30 235.7 4.7 92.8 ![]()
图 3 不同添加量SiCp/Al复合材料的拉伸断口形貌Figure 3. Tensile fracture morphology of different addition SiCp/Al composites2.3 摩擦磨损性能
由图4可以发现,在不同制动压力下不同SiCp添加量复合材料的平均摩擦因数随着制动速度的增大都呈先升高再降低的趋势。当制动压力为0.57 MPa和0.67 MPa时,复合材料的平均摩擦因数均在制动速度为80 km·h−1时达到最大值。这是因为当制动速度由40 km·h−1增大至80 km·h−1时,摩擦副表面硬质微凸体被加速破坏,相应地实际接触面积增加,摩擦因数增大[15-16]；当制动速度超过80 km·h−1时,随着制动能量的不断增加,摩擦副接触表面温度进一步提高,闸片的摩擦因数在过高的温度下会出现热衰退现象[17]。当制动压力为0.57 MPa和0.67 MPa时,SiCp添加量为20%的复合材料在不同制动速度下的平均摩擦因数均最大,且在制动速度为80 km·h−1时最大平均摩擦因数大于0.55。根据经验,若铝制动盘与闸片之间的摩擦因数大于0.55,则列车在制动过程中易产生啸叫噪声。在各个制动压力下SiCp添加量为25%和30%的复合材料在不同制动速度下的平均摩擦因数均稳定在0.3~0.5,满足市域列车的使用要求。
![]()
图 4 不同制动压力下不同添加量SiCp/Al复合材料的平均摩擦因数随制动速度的变化曲线Figure 4. Average friction coefficient vs braking speed curves of different addition SiCp/Al composites under different braking pressures当SiCp添加量为20%,25%时,复合材料的磨损质量损失分别为0.56,0.42 g,对偶闸片的磨损质量损失分别为2.56,1.68 g；当SiCp添加量为30%时,复合材料的质量增加0.26 g,闸片的磨损质量损失增加至2.71 g。可见,随着SiCp添加量增加,复合材料的耐磨性变好。SiCp添加量为30%的复合材料磨损后的质量增加,这主要归因于磨损表面生成的摩擦膜。该复合材料中SiC颗粒含量高,耐磨性优异,在制动过程中复合材料几乎不磨损,但其不断刮擦和磨损闸片导致对偶闸片的磨损量较高,而磨屑在复合材料表面压实并形成一定质量的摩擦膜,导致复合材料质量增加。
在制动过程中瞬时摩擦因数的波动会导致摩擦副出现轻微振动,同时还会增加摩擦过程中产生的噪声[18]。摩擦稳定系数也是评估摩擦副匹配性的一个重要指标,摩擦稳定系数越大,说明制动过程中的瞬时摩擦因数越稳定,其计算公式[19]为
(1) 式中：f为摩擦稳定系数；μmax为制动过程中最大瞬时摩擦因数；μm为平均摩擦因数。
由图5可知,随着制动压力的提高,不同SiCp添加量复合材料的摩擦稳定系数都表现出升高的趋势。较高的制动压力有助于磨屑在磨损表面压实致密,形成摩擦膜并提高平整度,减少瞬时摩擦因数的波动[20]。在0.72 MPa制动压力下,当制动速度超过100 km·h−1时,3种SiCp添加量复合材料的摩擦稳定系数都出现下降的趋势。更高的制动压力和制动速度会加速磨损表面热量的积累产生高温,使得闸片磨损表面的物相发生氧化和分解,降低闸片的平均摩擦因数,因此摩擦稳定系数下降。SiCp添加量为25%的复合材料在各个制动工况下均具有较高的摩擦稳定系数（大于0.8）,摩擦副表现出较好的匹配性。SiCp添加量为30%的复合材料在0.57 MPa制动压力下的摩擦稳定系数较低,这是由于该复合材料闸片的磨损量较高,产生的磨屑较多且在低制动压力下无法在表面压实而产生三体磨损,导致最大瞬时摩擦因数较大,因此摩擦稳定系数较低,摩擦副的匹配性差。可通过优化闸片配方,增加闸片中的硬质相来提高摩擦副在低制动压力下的摩擦稳定性。
![]()
图 5 不同制动压力下不同添加量SiCp/Al复合材料的摩擦稳定系数随制动速度的变化曲线Figure 5. Friction stability coefficient vs braking speed curves of different addition SiCp/Al composites under different braking pressures2.4 摩擦磨损形貌
由图6可知,SiCp添加量为20%的复合材料磨损表面犁沟明显,犁沟呈圆形分布在整个磨损区域,部分犁沟较深并呈金属光泽,表明该复合材料在制动过程中发生了异常磨损,造成了较严重损伤。SiCp添加量为25%和30%的复合材料磨损表面未发现明显的犁沟,表面被连续的黑色摩擦膜覆盖。摩擦膜对制动盘具有重要的保护作用,可以避免制动过程中制动盘和制动闸片之间的直接接触,防止摩擦副的异常磨损,稳定制动过程的摩擦因数[21-22]。
![]()
图 6 不同添加量SiCp/Al复合材料的磨损表面宏观形貌Figure 6. Wear surface macromorphology of different addition SiCp/Al composites由图7可知,SiCp添加量为20%和25%的复合材料的犁沟深度最大值分别达到45,6.4 μm,而SiCp添加量为30%的复合材料磨损表面仅观察到高度约2 μm的岛状凸台,该凸台可能是由磨屑堆积产生的。可知,SiCp添加量为25%和30% SiC的复合材料的耐磨性能显著优于SiCp添加量为20%的复合材料。
![]()
图 7 不同添加量SiCp/Al复合材料的磨损截面轮廓Figure 7. Wear section contour of different addition SiCp/Al composites由图8和表3可知：SiCp添加量为20%的复合材料表面发生了严重的磨粒磨损,犁沟现象明显,犁沟附近的材料由于受到挤压向犁沟一侧聚集,形成分层现象；此时磨损表面（位置1）主要含有铝、硅、氧元素,仅含少量铁元素,其中铝元素质量分数达到约75%,表明该处摩擦膜已经完全被破坏,复合材料已裸露至磨损表面。SiCp添加量为25%和30%的复合材料磨损表面比较平整,未观察到明显的犁沟。SiCp添加量为25%的复合材料磨损表面（位置2）主要为碳、氧、铝、硅元素,说明摩擦膜主要由复合材料和闸片的混合磨屑所形成。SiCp添加量为30%的复合材料磨损表面（位置3）主要为碳、氧、铁元素,其中铁元素的质量分数高达62%,说明摩擦膜主要由闸片磨屑所形成。在SiCp添加量为25%和30% 的复合材料摩擦膜表面发现存在少量微裂纹,当裂纹相互扩展并连接时,可能会造成部分摩擦膜的脱落,并形成片状磨屑。
![]()
图 8 不同添加量SiCp/Al复合材料磨损表面SEM形貌Figure 8. Wear surface SEM morphology of different addition SiCp/Al composites: (a–c) at low magnification and (d–f) at high magnificationTable 3. EDS analysis results of different positions shown in Fig.8位置 质量分数/% C O Al Si Mg Ca Fe 其他 1 13.75 74.37 8.88 0.22 1.14 1.16 0.48 2 21.55 26.49 16.17 14.87 0.39 2.73 16.65 1.15 3 18.43 10.43 2.5 3.7 0.84 62.14 1.96 2.5 摩擦磨损机制
不同SiCp添加量复合材料的摩擦磨损机制如图9所示。在摩擦磨损初期,SiC颗粒周围的铝基体与闸片表面的硬质钢纤维直接接触而发生磨损,并形成凹坑。在摩擦磨损过程中,这些凹坑被磨屑填充,逐渐形成摩擦膜。随后,突出的SiC颗粒承受主要载荷,保护新生摩擦膜免受破坏。复合材料中SiC颗粒含量越少,SiC颗粒间的平均距离越长,单个SiC颗粒承受的平均载荷越大,越容易从基体中脱落；失去SiC颗粒承载和保护作用的摩擦膜极易被破坏,裸露出新的铝基体；脱落的SiC颗粒进入摩擦表面产生磨粒磨损,加剧破坏裸露的铝基体,并在磨损表面形成大量犁沟。上述过程在制动循环中重复发生,使得复合材料产生较高的磨损量。复合材料中SiC颗粒含量越高,单个SiC颗粒承受的平均载荷越小,其脱落概率越小；大量的SiC颗粒钉扎在磨损表面承受载荷,保护摩擦膜和摩擦膜下方的铝基体免受破坏。复合材料表面的SiC颗粒相比闸片中的钢纤维具有更高的硬度,当SiCp添加量不低于30%时,在摩擦过程中SiC颗粒不断磨损闸片,此时形成摩擦膜的磨屑主要来源于闸片,重复的制动过程使累积的摩擦膜变厚,因此试验后该SiCp添加量下复合材料的质量增加。
![]()
图 9 不同添加量SiCp/Al复合材料的摩擦磨损机制示意Figure 9. Schematic of wear mechanism of different addition SiCp/Al composites3. 结论
（1）不同添加量SiCp/Al复合材料中SiC颗粒形态基本一致,SiC颗粒均匀分布在铝合金基体中,无团聚现象,复合材料组织致密,未发现明显的裂纹和气孔缺陷。不同SiCp添加量复合材料的抗拉强度、断后伸长率和硬度均满足制动盘行业标准要求,随SiCp添加量增加,抗拉强度变化幅度较小,断后伸长率降低,布氏硬度升高。
（2）SiCp添加量为25%与30%的复合材料的平均摩擦因数稳定在0.3~0.5,满足市域列车的制动要求,磨损表面平整,未发现明显的犁沟和分层,表面摩擦膜分别由复合材料/闸片的混合磨屑和闸片磨屑形成。SiCp添加量为20%的复合材料的最大平均摩擦因数大于0.55,平均摩擦因数过高,不满足市域列车的制动要求,磨损表面犁沟和分层现象明显,表面发生严重磨粒磨损,犁沟深度达到45 μm。
（3）SiCp添加量为30%复合材料的对偶闸片的磨损量较高,且在0.57 MPa制动压力下的摩擦稳定系数较低,需要对闸片配方进行进一步优化,以提高摩擦副的匹配性。
-
![]()
图 2 不同添加量SiCp/Al复合材料的显微组织
Figure 2. Microstructures of different addition SiCp/Al composites
![]()
图 3 不同添加量SiCp/Al复合材料的拉伸断口形貌
Figure 3. Tensile fracture morphology of different addition SiCp/Al composites
![]()
图 4 不同制动压力下不同添加量SiCp/Al复合材料的平均摩擦因数随制动速度的变化曲线
Figure 4. Average friction coefficient vs braking speed curves of different addition SiCp/Al composites under different braking pressures
![]()
图 5 不同制动压力下不同添加量SiCp/Al复合材料的摩擦稳定系数随制动速度的变化曲线
Figure 5. Friction stability coefficient vs braking speed curves of different addition SiCp/Al composites under different braking pressures
![]()
图 6 不同添加量SiCp/Al复合材料的磨损表面宏观形貌
Figure 6. Wear surface macromorphology of different addition SiCp/Al composites
![]()
图 7 不同添加量SiCp/Al复合材料的磨损截面轮廓
Figure 7. Wear section contour of different addition SiCp/Al composites
![]()
图 8 不同添加量SiCp/Al复合材料磨损表面SEM形貌
Figure 8. Wear surface SEM morphology of different addition SiCp/Al composites: (a–c) at low magnification and (d–f) at high magnification
![]()
图 9 不同添加量SiCp/Al复合材料的摩擦磨损机制示意
Figure 9. Schematic of wear mechanism of different addition SiCp/Al composites
表 1 ZL101合金的化学成分
Table 1 Chemical composition of ZL101 alloy
元素 Si Fe Ti Mg Cu P Mn 质量分数/% 6.85 0.11 0.12 0.33 <0.01 <0.01 <0.01 
下载: 导出CSV
Table 3 EDS analysis results of different positions shown in Fig.8
位置 质量分数/% C O Al Si Mg Ca Fe 其他 1 13.75 74.37 8.88 0.22 1.14 1.16 0.48 2 21.55 26.49 16.17 14.87 0.39 2.73 16.65 1.15 3 18.43 10.43 2.5 3.7 0.84 62.14 1.96
下载: 导出CSV
-
[1] TAN D ,XIA S H ,YOB A ,et al. Evaluation of the wear resistance of aluminium-based hybrid composite brake discs under relevant city rail environments[J]. Materials & Design,2022,215：110504. [2] 付康习,谭东,戚玉凤,等.金属基复合材料在轨道交通装备的应用与挑战[J].轨道交通材料,2023,2（5）：34-38. FU K X ,TAN D ,QI Y F ,et al. Application and challenges of metal matrix composite in rail transit equipment[J]. Materials for rail transportation system,2023,2（5）：34-38.
[3] LADEN K ,GUÉRIN J D ,WATREMEZ M ,et al. Frictional characteristics of Al-SiC composite brake discs[J]. Tribology Letters,2000,8（4）：237-247. [4] P S ,NATARAJAN H K ,J P K. Study of silicon carbide-reinforced aluminum matrix composite brake rotor for motorcycle application[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2018,94（1）：1461-1475. [5] 苟青炳,张宁,孟繁辉,等.标准地铁车辆用新型制动摩擦副设计与试验研究[J].机车电传动,2022（2）：67-75. GOU Q B ,ZHANG N ,MENG F H ,et al. Development and experimental study of new brake friction pairs for standard metro train[J]. Electric Drive for Locomotives,2022（2）：67-75.
[6] 曹建行,梁洪,薛江,等.基于提高列车运行品质的制动盘轻量化技术研究[J].现代城市轨道交通,2019（11）：47-53. CAO J H ,LIANG H ,XUE J ,et al. Research on brake disc lightweight technology based on improving train running quality[J]. Modern Urban Transit,2019（11）：47-53.
[7] VISWANATHA B ,KUMAR M ,BASAVARAJAPPA S ,et al. Effect of ageing on dry sliding wear behaviour of Al-MMC for disc brake[J]. Tribology in Industry,2014,36（1）：40-48. [8] NAKANISHI H ,KAKIHARA K ,NAKAYAMA A ,et al. Development of aluminum metal matrix composites（Al-MMC） brake rotor and pad[J]. JSAE Review,2002,23（3）：365-370. [9] BRACAMONTE L,WITHERS J,SMITH TLightweight,wear resistant,high thermal conductivity metal matrix composite brake rotorsSAE Technical Paper SeriesWarrendale,PA,USASAE International2018BRACAMONTE L ,WITHERS J ,SMITH T. Lightweight,wear resistant,high thermal conductivity metal matrix composite brake rotors[C]//SAE Technical Paper Series. Warrendale,PA,USA：SAE International,2018. [10] 刘春轩,罗任,谢屹,等.轨道交通制动盘用颗粒增强铝基复合材料研究及进展[J].现代城市轨道交通,2022（7）：11-16. LIU C X ,LUO R ,XIE Y ,et al. Research progress on particle reinforced aluminum matrix composites for brake discs in rail transit[J]. Modern Urban Transit,2022（7）：11-16.
[11] 夏少华,谭东,付康习,等.搅拌摩擦加工提升SiC增强铝基复合材料性能研究[J].轨道交通装备与技术,2022（3）：1-5. XIA S H ,TAN D ,FU K X ,et al. Enhancing the performance SiC-reinforced aluminum matrix composite with FSP techniques[J]. Rail Transportation Equipment and Technology,2022（3）：1-5.
[12] 王瑞,张臣.制动盘用SiCp/A357铝基复合材料摩擦磨损性能研究[J].中国铁路,2023（2）：74-80. WANG R ,ZHANG C. Research on friction and wear properties of aluminum matrix composites for brake discs with SiCp/A357 contents[J]. China Railway,2023（2）：74-80.
[13] UYYURU R K ,SURAPPA M K ,BRUSETHAUG S. Tribological behavior of Al-Si-SiCp composites/automobile brake pad system under dry sliding conditions[J]. Tribology International,2007,40（2）：365-373. [14] 高士康,赵洪运,李高辉,等.铝基复合材料搅拌摩擦焊研究现状[J].材料导报,2022,36（24）：145-153. GAO S K ,ZHAO H Y ,LI G H ,et al. Research status of friction stir welding of aluminum matrix composites[J]. Materials Reports,2022,36（24）：145-153.
[15] ZHANG S Y ,WANG F P. Comparison of friction and wear performances of brake material dry sliding against two aluminum matrix composites reinforced with different SiC particles[J]. Journal of Materials Processing Technology,2007,182（1/2/3）：122-127. [16] SEVERIN D ,DÖRSCH S. Friction mechanism in industrial brakes[J]. Wear,2001,249（9）：771-779. [17] BERNARD S S ,JAYAKUMARI L S. Pressure and temperature sensitivity analysis of palm fiber as a biobased reinforcement material in brake pad[J]. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering,2018,40（3）：152. [18] KOLLURI D ,GHOSH A K ,BIJWE J. Analysis of load-speed sensitivity of friction composites based on various synthetic graphites[J]. Wear,2009,266（1/2）：266-274. [19] ZHANG P ,ZHANG L ,FU K X ,et al. Effects of different forms of Fe powder additives on the simulated braking performance of Cu-based friction materials for high-speed railway trains[J]. Wear,2018,414：317-326. [20] ZHANG L ,FU K X ,ZHANG P ,et al. Improved braking performance of Cu-based brake pads by utilizing Cu-coated SiO2 powder[J]. Tribology Transactions,2020,63（5）：829-840. [21] REHMAN A ,DAS S ,DIXIT G. Analysis of stir die cast Al-SiC composite brake drums based on coefficient of friction[J]. Tribology International,2012,51：36-41. [22] REDDY P V ,KUMAR G S ,KRISHNUDU D M ,et al. Mechanical and wear performances of aluminium-based metal matrix composites：A review[J]. Journal of Bio- and Tribo-Corrosion,2020,6（3）：83.
计量
- 文章访问数: 21
- HTML全文浏览量: 2
- PDF下载量: 8
