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作者:宋瑞;孙丽霞;张忠凯;徐力;吴毅;沈钢;
单位:同济大学铁道与城市轨道交通研究院;中铁检验认证中心有限公司;中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研究所;中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心;高速铁路与城轨交通系统技术国家工程研究中心轮轨关系实验室;中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所;
摘要:为寻找可替代硬质氧化物颗粒且能增加摩擦系数,并能减少对轮轨表面损伤的增黏材料,利用销盘摩擦试验机,在试验压力为0.5 MPa、转速为100,200,350,500 r·min~(-1)条件下,采用向轮轨摩擦表面添加粉末并观测摩擦表面形貌的方法,比较测试Cu,Fe与SiO_2粉末对摩擦系数、磨损量及表面硬度影响的差异性。结果表明:Cu,Fe粉末增加轮轨间摩擦系数的作用大于硬质SiO_2粉末,在摩擦表面添加Cu粉后摩擦系数增加0.2~0.3,添加Fe粉后增加0.1~0.2,添加SiO_2粉后在转速低于200 r·min~(-1)条件下增幅低于0.1,但在转速高于200 r·min~(-1)条件下并没有增加;低转速条件下SiO_2和Fe粉末使磨损量增加40%以上,而在转速大于200 r·min~(-1)时Cu粉末使磨损量降低50%,原因在于高硬度粒子加剧了对摩擦表面的犁削程度,导致磨损量成倍增加,而Cu粉末在剪切力的作用下易发生大塑性变形,从而黏附在摩擦表面,起到增大摩擦力和减小磨损量的作用;低速条件下Fe粉末和SiO_2粉末硬度高,与摩擦表面形成咬合作用,导致摩擦系数增加,而在转速提高时Fe和SiO_2粉末被粉碎细化,微细颗粒具有滚动效应,弱化了摩擦表面间的剪切力,难以起到增加摩擦系数的作用。
关键词:轮轨关系;;轮轨摩擦;;粉末颗粒;;磨损;;增黏;;摩擦系数
基金资助:中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划课题(L2022J003);; 中国铁道科学研究院集团有限公司院基金课题(2023YJ325)