滑板材料載流摩擦磨損中電弧侵蝕特性研究.pdf

1、本文以銅基粉末冶金、浸金屬碳滑板材料和C/C復(fù)合材料為研究對(duì)象，模擬電力機(jī)車接觸網(wǎng)中受電弓滑板和導(dǎo)線的服役條件，在HST-100摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了載流摩擦學(xué)特性研究。使用正交試驗(yàn)方法研究了載流條件下電弧能量、載流質(zhì)量分別對(duì)三種材料摩擦學(xué)特性的影響，并探討了外在因素（速度、電流、載荷等）的影響程度。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜儀（EDS）和X衍射儀（XRD）對(duì)銷試樣摩擦表面及其垂直切面形貌進(jìn)行了觀察，探討了不同條件下滑板材料載流

2、摩擦磨損中的電弧侵蝕機(jī)理。 正交試驗(yàn)表明，因摩擦副接觸不良而產(chǎn)生的電弧其能量大小與材料的磨損率間存在著冪函數(shù)關(guān)系，運(yùn)用最小二乘法得出電弧能量與磨損率間的回歸方程；電流、速度、載荷是影響滑板材料電弧侵蝕性能的重要因素，其中速度的影響最為嚴(yán)重；載流質(zhì)量影響因素中，速度的影響程度最大，其次是載荷，電流影響程度相對(duì)較小。 載流摩擦磨損過(guò)程中，滑板材料在電弧侵蝕后表面物相組成各不相同。在電弧能量較低（10J）時(shí)，粉末冶金、浸金屬碳

3、滑板材料的表面分別由CuZn、Fe的氧化物和基體C及浸滲金屬Pb、Cu、Sb等物相組成；在較高電弧能量（100J）下，粉末冶金、浸金屬碳滑板材料的表面分別由CuZn、Cu的氧化物和基體C、浸滲金屬及其氧化物等組成；C/C復(fù)合材料在電弧侵蝕下，沉積碳及碳纖維表面被氣化，并在摩擦表面形成碳潤(rùn)滑膜；隨著電弧能量的增加，碳膜在接觸表面中的比例減少。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電弧能量與摩擦系數(shù)出現(xiàn)波峰和波谷的幾個(gè)位置所處的時(shí)間段相似，表現(xiàn)出了一定的相關(guān)性。

4、 對(duì)三種材料在電弧能量作用下的電弧侵蝕機(jī)理研究表明：粉末冶金滑板材料的電弧侵蝕機(jī)理主要是材料轉(zhuǎn)移和熔融噴濺；浸金屬碳滑板材料主要為材料轉(zhuǎn)移、熔融噴濺和蒸發(fā)侵蝕；C/C復(fù)合材料在電弧侵蝕作用下其機(jī)理主要表現(xiàn)為蒸發(fā)侵蝕和材料轉(zhuǎn)移。 試驗(yàn)條件下對(duì)比三種材料，粉末冶金滑板材料的載流質(zhì)量較佳，但其耐電弧性能較差且對(duì)導(dǎo)線的磨損嚴(yán)重，浸金屬碳滑板材料相應(yīng)性能介于粉末冶金滑板材料和C/C復(fù)合材料之間，C/C復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性和抗電弧