第28卷第3期粉末冶金材料科学与工程2023年6月Vol.28No.3MaterialsScienceandEngineeringofPowderMetallurgyJun.2023DOI:10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2023026B4C改性Cu基刹车片配对C/C-SiC的摩擦学行为及机理罗勇，李专，吴佳琦(中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙410083)摘要：Cu基刹车片在高速循环制动过程中存在基体软化和摩擦膜破裂的问题。采用粉末冶金法制备碳化硼(B4C)质量分数为0～6%的Cu基刹车片，并选取C/C-SiC制动盘作为对偶件，研究制动过程中形成的B2O3摩擦膜对摩擦磨损性能的影响，并分析磨损机制。结果表明，通过B4C改性可降低Cu基摩擦材料的密度，w(B4C)为4%和6%时，材料密度显著降低，强度大幅提高，并分别获得最优的抗热衰退性能和最低磨损率。制动过程中B4C氧化形成的B2O3具有类似于MoS2和石墨的层状晶体结构，在滑动界面处容易剪切，从而提高平均摩擦稳定系数并降低磨损率。在B4C表面形成的B2O3与Cu基体结合良好。当B4C质量分数超过4%时，Cu基刹车片的磨损机制从分层磨损为主转变为氧化磨损为主。关键词：B4C；B2O3；Cu基刹车片；C/C-SiC；磨损机制中图分类号：TB333文献标志码：A文章编号：1673-0224(2023)03-262-14TribologicalperformanceandmechanismofB4CmodifiedCu-basedbrakepadsmatedwithC/C-SiCLUOYong,LIZhuan,WUJiaqi(StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Copperbasedbrakepadshavetheproblemsofmatrixsofteningandfrictionfilmbreakingduringhigh-speedcyclebraking.Cu-basedbrakepadswithboroncarbide(B4C)massfractionof0−6%werepreparedusingpowdermetallurgy(PM)method,andC/C-SiCbrakediscswereselectedasdualcomponentstostudytheeffectofB2O3frictionfilmformedduringthebrakingprocessonfrictionandwearperformance,andtoanalyzethewearmechanism.TheresultsshowthatthedensityofcopperbasedfrictionmaterialscanbereducedbymodifyingwithB4C.WhenthemassfractionofB4Cis4%and6%,thematerialdensitysignificantlydecreaseandthestrengthincrease,andthemostexcellentthermaldegradationresistanceandthelowestwearrateareobtained,respectively.Duringthebrakingprocess,B2O3formedbyB4CoxidationhasalayeredcrystalstructuresimilartoMoS2andgraphite,whichiseasytoshearattheslidinginterface,therebyimprovingthemeanfrictionstabilitycoef...
