压制次数对铜基粉末冶金摩擦材料物理性能的影响

“铜基粉末冶金摩擦材料”资料合集目录一、铜基粉末冶金摩擦材料的应用及展望二、铜基粉末冶金摩擦材料研制及其高温疲劳磨损和冲击性能研究三、铜基粉末冶金摩擦材料增强相的研究发展状况四、高速制动铜基粉末冶金摩擦材料的设计及制备五、铜基粉末冶金摩擦材料的制备及性能研究六、铜基粉末冶金摩擦材料基体及其摩擦铜基粉末冶金摩擦材料的应用及展望铜基粉末冶金摩擦材料的简介铜基粉末冶金摩擦材料是一种利用铜基粉末通过压制、烧结等工艺制成的材料。

由于其具有良好的耐磨性、抗粘着性和抗疲劳性，因此被广泛应用于各种机械装置中，如制动器、离合器、轴承等。

工业生产在工业生产中，铜基粉末冶金摩擦材料被广泛应用于各种机械零件的制造，如轴承、齿轮、刹车片、离合器片等。

由于其具有良好的耐磨性和抗疲劳性，能够有效提高机械设备的效率和寿命。

医学领域在医学领域，铜基粉末冶金摩擦材料被用于制作人工关节、手术器械等医疗器械。

由于其对人体的生物相容性和耐腐蚀性优良，能够有效降低术后感染的风险，提高手术效果。

建筑与交通在建筑与交通领域，铜基粉末冶金摩擦材料被应用于各种摩擦片、刹车片、离合器片等产品的制造。

由于其具有优异的摩擦性能和耐久性，能够为建筑和交通工具提供更安全、更稳定的运行保障。

铜基粉末冶金摩擦材料的展望随着科技的不断发展，铜基粉末冶金摩擦材料的研究也在不断深入。

未来，铜基粉末冶金摩擦材料将面临以下发展方向：高性能化为了满足各种复杂工况下的高负荷、高速度、长寿命的使用要求，铜基粉末冶金摩擦材料需要具备更高的性能，如更优异的耐磨性、抗疲劳性和抗粘着性等。

绿色环保化随着环保意识的不断提高，未来的铜基粉末冶金摩擦材料将更加注重绿色环保制造，减少对环境的污染和资源的浪费。

智能化制造随着智能制造技术的不断发展，未来的铜基粉末冶金摩擦材料将更加注重智能化制造，实现生产过程的自动化、信息化、数字化，提高生产效率和产品质量。

结论铜基粉末冶金摩擦材料作为一种重要的功能材料，在工业生产、医学、建筑、交通等领域具有广泛的应用前景。

2001年7月Non-MetaIIic MinesJUI y ，!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!2001铜含量对铁基粉末冶金航空刹车材料摩擦磨损性能的影响"姚萍屏熊翔黄伯云袁国洲（中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙410083）摘要讨论了大范围内铜含量（0%~30%，质量份数）对铁基粉末冶金航空刹车材料摩擦磨损性能的影响和材料的摩擦磨损机理，结果表明：不含铜时，材料的摩擦因数和磨损量均较大，磨损机理主要为粘着磨损；添加铜后，材料的摩擦因数和磨损量均有所下降，疲劳磨损为主要机理；当铜含量升高到有大量游离铜存在时，材料的摩擦因数和磨损量逐渐增加，磨损机理又主要体现为粘着磨损。

关键词粉末冶金航空刹车材料铜含量铁基摩擦因数粉末冶金航空刹车材料，是随着航空运输业的发展而发展起来的［1］。

在20世纪40年代，由于喷气式发动机的出现，机速和质量提高了一倍以上，制动时的动能转换明显提高，摩擦表面温度也提高了3~4倍，表面瞬时温度达1000C 以上。

原来使用的石棉材料由于其中的有机化合物的热分解，会导致材料变质，产生严重的热衰退现象（摩擦因数迅速下降）、损坏对偶材料和增加磨损［2］，因此，人们开始寻找新的刹车材料［3］。

由于粉末冶金刹车材料能在相当高的温度和压力下具有良好的耐磨性和耐蚀性，因此从二战起，粉末冶金航空刹车材料已得到应用［4］。

其中以铁及铁合金为基体的材料，应用在图-164、波音-737、苏-27等大型民航客机和高性能战斗机上［5］。

由于铁基材料中的铁和与之配对使用的对偶材料具有较大的亲和性，易发生粘着，常通过添加铜合金元素，降低铁基刹车材料的塑性，提高材料强度和硬度，从而提高材料的抗粘着性［4］。

作者主要探讨了0%~30%铜含量对铁基粉末冶金航空刹车材料摩擦磨损性能的影响，分析了其摩擦磨损机理的变化。

粉末压制过程中的摩擦与润滑摘要：粉末成形过程中的摩擦行为是一个十分复杂的问题,受粉末和模具材料性能、粉末形状大小、模具外表状况、粉末与模具间相对运动速度、润滑剂特性、粉末和模具温度等许多因素的影响.摩擦造成了制品密度低、分布不均匀、模具磨损,影响了制品的性能、尺寸精度及其应用范围。

特别是复杂形状、厚度尺寸较大的粉末冶金制品,摩擦的存在极易造成制品的失效。

摩擦行为的复杂性使得对其进展准确的测定和表达比拟困难,加之这方面的研究不多,造成了进一步研究的困难.综述近几年国外对粉末成形过程摩擦现象的研究进展。

关键字：金属粉末；压制；摩擦模型；润滑一、粉末成形简介1、粉末成型：通过外力，把粉末或其聚集体制作成具有一定尺寸、形状和强度的坯体或制品。

2、成型目的：获得要求形状和尺寸，质地均匀，尽可能的致密，有一定强度的坯体。

通常又与最正确均匀化，致密化等联系在一起模压成形是最根本方法。

3、压制成型原理：机械压力连续地或屡次地通过压头传递到在模型中的粉末体上，在高压下粉末体致密化而形成具有一定形状、尺寸和强度的坯体[1]。

4、压制机理：a.颗粒重排：在低压时，颗粒发生重新排列而填充气孔产生严密堆积b.在较高压力下，引起颗粒的破碎，并通过碎粒的填充而致密。

在压力一定时，致密化能力决定于压制粉料颗粒的性质〔包括团聚体〕〔主要是物料颗粒的硬度〕。

c.塑性变形：在高压下，通过塑性形变填充空间，这时颗粒间的点接触变成面接触。

二、粉末压制过程2.1成形前原料准备2.1.1退火将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。

金属粉末退火的目的：a.氧化物复原，降低碳和其它杂质的含量，提高粉末的纯度；b.消除粉末的加工硬化，稳定粉末的晶体构造；c.防止超细粉末自燃，将其外表钝化[2]。

2.1.2混合a.混合：将两种或两种以上不同成分的粉末混合b. 将一样成分而粒度不同的粉末混合混合方法：机械法〔干混、湿混〕和化学法机械法：干混用于生产铁基制品；湿混用于生产硬质合金。

铜基粉末冶金材料引言铜基粉末冶金材料是一类重要的工程材料，具有优异的性能和广阔的应用前景。

本文将深入探讨铜基粉末冶金材料的制备方法、性能特点以及应用领域。

制备方法铜基粉末冶金材料的制备方法多种多样，常用的有以下几种：混合粉末冶金法混合粉末冶金法是将铜粉与其他合金元素的粉末按照一定比例混合，在高温、高压的条件下通过压制、烧结等工艺制备而成。

该方法工艺简单、成本低廉，适用于制备各类铜基粉末冶金材料。

溶液凝胶法溶液凝胶法是利用溶液中的金属阳离子与金属配体的化学反应，使金属形成胶体，并通过热处理过程，使胶体转化为金属粉末。

该方法制备的铜基粉末冶金材料具有较高的纯度和均匀的微观结构。

机械合金化法机械合金化法是通过高能球磨等机械力作用，将铜粉与其他合金元素的粉末混合、分散以及局部熔融，最终得到均匀分散的合金粉末。

该方法制备的铜基粉末冶金材料具有细小晶粒和高强度的特点。

性能特点铜基粉末冶金材料具有以下性能特点：1.良好的导热性能：铜具有优异的导热性能，使得铜基粉末冶金材料在导热领域有广泛的应用。

2.优秀的机械性能：铜基粉末冶金材料具有较高的硬度和强度，能够承受高温和高压的工作环境。

3.耐腐蚀性能：铜基粉末冶金材料具有很好的耐腐蚀性，适用于一些特殊领域的应用，如化工装备等。

4.自润滑性能：铜基粉末冶金材料中通常添加有一定量的固体润滑剂，可以在摩擦磨损中形成有效的润滑膜，提高零件的耐磨性能。

应用领域铜基粉末冶金材料在各个领域都有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：电子领域铜基粉末冶金材料可以用于制备高导热性、高强度的电子散热器、导电接触材料等。

在电子产品中的热管理和电流传导方面发挥着重要作用。

汽车领域铜基粉末冶金材料可以用于制备高强度、高耐腐蚀性的汽车零部件，如发动机活塞、离合器片等。

能够提高汽车的性能和使用寿命。

化工领域铜基粉末冶金材料具有良好的耐腐蚀性和高温性能，适用于制备化工设备的密封件、阀门零件等。

机械制造领域铜基粉末冶金材料可以制备高强度、高硬度的机械零部件，如齿轮、轴承等。

第20卷　第3期郑州轻工业学院学报(自然科学版)Vol .20　No .3　2005年8月JOUR NAL OF ZHENGZHOU UNIVER SITY OF LIGHT INDUSTRY (Natural Science )Aug .2005 收稿日期:2004-09-08 基金项目:河南省重大科技攻关项目(03230239000) 作者简介:高红霞(1965—),女,河南省偃师市人,郑州轻工业学院副教授,硕士,主要研究方向:复合材料及耐磨材料. 文章编号:1004-1478(2005)03-0010-03铜基粉末冶金刹车材料不同制动速度下的摩擦磨损性能高红霞1,　刘建秀1,　王　青2(1.郑州轻工业学院机电工程学院,河南郑州450002;2.郑州轻工业学院外语系,河南郑州450002)摘要:利用MM —1000型摩擦试验机对铜基粉末冶金刹车材料在不同制动速度下的摩擦磨损性能进行测试.结果表明:该材料的摩擦系数及磨损量受制动速度影响较大.当制动速度为4000r /min 时,仍具有较高摩擦系数为0.44;制动速度大于4000r /min 时,摩擦系数迅速下降;当制动速度为3000r /min 时,材料磨损量较小.低速制动下的磨损机理主要为疲劳磨损,高速制动时主要为磨粒磨损和氧化磨损.关键词:刹车材料;摩擦磨损;制动速度;粉末冶金中图分类号:TB333 文献标识码:AFriction wear property of brake materials by copper -based powdermetallurgy with various brake speedsGAO Hong -xia 1,　LIU Jian -xiu 1,　W ANG Qing 2(1.College of Mech .and Electr .Eng .,Zheng zhou Univ .of Light Ind .,Zhengzhou 450002,China ;2.Dept .of Foreign Language ,Zhengzhou Univ .of Light Ind .,Z heng zhou 450002,China )A bstract :The experiment is conducted on MM -1000friction test machine ,which tests friction wear propertyof copper -based brake materials by po wder metallur gy at different brake speeds .It shows that the coefficient of friction and wear volume are greatly influenced by brake speed .When the brake speed is 4000r /min ,the mate -rial still has a c oefficient of friction with 0.44.When the brake speed is over 4000r /min ,the coefficient of friction decreased rapidly .When the brake speed is 3000r /min ,the material 's wear intensity is minor .That is to say ,no matter how higher or lower the brake speed is the wear volume is bigger relatively .With the brake speed of the lower one it mainly refers to fatigue wear ,while of higher one it mainly refers to abradant and oxi -dation wear .Key words :brake material ;friction wear ;brake speed ;powder metallurgy0　引言随着我国铁路运输业的飞速发展,列车运行速度一提再提,目前列车平均时速已超过160km .这就对列车制动技术提出了更高要求,特别是制动材料,要求其不仅具有高强度、高导热性,还必须具有优良的抗摩擦磨损性能.我国现有列车制动材料主要有高磷铸铁、有机合成材料[1,2],以及研究开发阶段的铁基和铁铜基粉末冶金材料、C /C 复合材料等[3].为了克服高磷铸铁强度低、有机合成材料导热性差等不足,笔者研究出一种铜基粉末冶金刹车材料,并系统地测试了其在不同制动速度下的摩擦磨损性能,与其他制动材料相比,铜基粉未治金刹车材料在高速制动时仍具有较高的摩擦系数和优良的耐磨性能[4],在高速列车制动零件上具有很好的应用前景.1　实验1.1　材料1.1.1　配方组成　铜基粉末冶金材料配方见表1.配方中Cu 为基体,Fe ,Sn 为合金元素,SiO 2为摩擦组元,石墨为润滑组元,BaSO 4为摩擦调整剂,其他为提高摩擦组元与基体间润湿性及促进合金元素扩散的合金添加剂.表1　铜基粉末治金材料配方组分CuFe Sn BaSO 4Si O 2石墨其他质量分数/%65～685～84～71～42～58～112～71.1.2　试件制备　将称量好的一定粒度的电解铜粉、还原铁粉、喷雾锡粉及各种组分的微粉机械混合10h ～16h ,加入适量硬质树脂和橡胶共混,在500MPa ～600MPa 压力下压制成坯块,与钢背钎焊后1050℃烧结2h 制成磨损试验用试件.试件的组织结构见图1.灰色基体为铜的固溶体,白色颗粒为SiO 2,均匀分布的黑色细条状物为石墨.试件的力学性能及物理性能见表2.图1　试件的组织结构表2　试件的力学及物理性能强度/M Pa 基体硬度/HV 弹性模量/GP a 热导率/(W ·(m ·K )-1)比热/(kJ ·(kg ·K )-1)密度/(g ·c m -3)热胀系数×10-6/K -1575503.012.64.94.916.21.2　方法1.2.1　磨损试验　在MM —1000实验机上按JB3063—82进行摩擦磨损试验.试件尺寸为内径53mm ,外径75mm ,对偶材料为30CrSiMoVA 钢.测试铜基粉末冶金材料试件在不同制动速度下的摩擦系数、稳定系数及磨损量.试验条件为制动压力p =0.98MPa ,转动惯量I =0.196kg ·m 2.摩擦系数计算公式为:μ=I ω/2pR G t ,其中,ω为开始制动时实验机主轴角速度;R G 为试件摩擦力合力作用点的半径,可通过摩擦力矩计算得到;t 为制动时间.磨损量用试件的磨损高度表示,为相同制动条件下3次制动的磨损高度的平均值.1.2.2　摩擦试件表面温度测量　在对偶材料上钻孔,孔深距摩擦表面1mm ,用热电偶测量温度.由于测温点不在试件表面,且距摩擦表面有一定距离,所测温度比试件表面实际温度低,但可用来比较不同制动速度下试件表面温度的相对高低.1.2.3　试件磨损表面的电镜观察　用JSM —5900扫描电子显微镜观察磨损后的试件表面,以分析磨损特征及磨损机理.2　结果与讨论2.1　制动速度对摩擦系数的影响不同制动速度下试件摩擦系数见表3.摩擦系数的稳定系数α= μ/μmax ,其中 μ,μmax 分别为各制动速度下测出的平均摩擦系数和最大摩擦系数.表3　不同制动速度下的摩擦系数及其稳定系数项目制动速度/(r ·min -1)10002000300040005000 μ0.430.430.460.440.34μmax 0.440.440.470.470.37α/%97.797.797.993.691.9 由表3可知,该材料在不同制动速度下摩擦系数的稳定系数均较高.当制动速度小于4000r /min 时,制动速度对材料摩擦系数影响不大,均具有较高摩擦系数;当制动速度大于4000r /min 时,摩擦系数迅速下降.这是由于制动时摩擦表面上因为摩擦造成温度升高,在不同制动速度下摩擦表面温度不同(见图2).制动速度小于4000r /min 时,摩擦表面温度小于300℃,铜基粉末冶金摩擦材料的基体组织基本不发生变化,基体本身的硬度随温度升高下降不多,再加上表面微凸的SiO 2等硬质颗粒,使克服摩擦表面啮合作用所需的力矩增大,故摩擦系数较高.当制动速度为4000r /min ,5000r /min 时,摩擦表图2　制动速度对摩擦表面温度的影响·11·第3期高红霞等:铜基粉末冶金刹车材料不同制动速度下的摩擦磨损性能面温度较高,分别为350℃,380℃,铜基粉末冶金摩擦材料组织中游离态的Pb (熔点325℃)熔化析出,在摩擦表面形成一层润滑薄膜,使摩擦系数降低;此外由于制动速度较高时,铜基摩擦材料表面产生的塑性变形及磨损增加,材料表面空隙减少,使摩擦接触面积增大,也造成了摩擦系数的降低[5].2.2　制动速度对磨损量的影响不同制动速度下试件摩损量见表4.当制动速度小于2000r /min 时,随制动速度的增加,材料的磨损量增加,这是由于制动速度增加造成摩擦表面的温度升高,基体硬度下降,导致材料耐磨性下降.当制动速度达到3000r /min 时,摩擦表面所测温度达302℃,实际温度可超过Pb 的熔点,表层熔化的Pb 在铜基粉末冶金摩擦材料表面空隙的毛细作用下渗至摩擦面,起润滑作用,使材料磨损量减少.但当制动速度为4000r /min ,5000r /min 时,摩擦表面温度更高,Pb 的润滑减轻磨损的作用远小于高温氧化增加磨损的作用,从而使材料磨损量较快地增高.表4　不同制动速度下的摩损量制动速度/(r ·min -1)10002000300040005000磨损高度/μm1.63.42.33.45.02.3　摩擦磨损机理低速(制动速度小于4000r /min )制动时,虽然材料摩擦系数较大,但磨损量较小,是由于低速时摩擦面温度低,基体硬度高,表面SiO 2等硬质颗粒可牢固地镶嵌在基体上,发挥其高硬度、耐磨的作用,使材料磨损量较小,此时磨损机理主要是疲劳磨损.材料表面受循环摩擦力作用,在铜基粉末冶金摩擦材料基体与第二相质点的界面产生疲劳裂纹,裂纹扩展使表面上局部剥离形成凹坑[6](见图3).图3　试件摩擦面SE M 照片(制动速度2000r /min ) 高速(制动速度为4000r /min )制动时,摩擦面温度高,铜基粉末冶金摩擦材料基体软化,表面层上的硬质颗粒易脱落,摩擦面上的磨料对铜基摩擦材料的基体产生磨粒磨损,形成犁沟(见图4).此外,高速制动时摩擦面温度升高使摩擦表面氧化严重,造成氧化磨损,试件高速制动后的磨损表面有大量氧化物(见图5),在摩擦力作用下,氧化物颗粒脱落,又加速磨粒磨损,因此高速制动磨损量大大高于低速制动.图4　试件摩擦面SE M 照片(制动速度4000r /min )图5　试件摩擦面SE M 照片(制动速度5000r /min )3　结论1)铜基粉末冶金摩擦材料在4000r /min 较高制动速度下仍具有较高摩擦系数(0.44),且摩擦系数的稳定性较好,可实现高速、平稳制动.2)制动速度小于4000r /min 时,铜基粉末冶金摩擦材料及对偶材料磨损量均较小.3)铜基粉末冶金摩擦材料在低速下磨损机理主要为疲劳磨损,高速下以磨粒磨损和氧化磨损为主.参考文献:[1]　周继承,黄伯云.列车制动摩擦材料研究进展[J ].材料科学与工程,1999,17(2):91—93.[2]　戴雅康.高速列车摩擦制动材料的现状与发展[J 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基体铜的粒度对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响刘建秀;贾徳晋;樊江磊;吴深;邵建敏;张驰【摘要】采用粒度为270、150、106和75 μm的气雾化纯铜粉作为基体,通过粉末冶金热压烧结的方式,制备铜基摩擦材料.研究基体铜的粒度对材料的物理力学性能、材料组织和摩擦性能的影响.采用MM-3000摩擦磨损试验机测试3000~7000 r/min转速条件下材料的摩擦性能,结果表明:铜粉粒度从270 μm减小到75 μm时,材料的流动性变差,压坯密度降低,材料的硬度呈减小趋势,从18.5 HBW降到14.0 HBW.但是铜粉粒度为106 μm时,硬度反而增加为2.0 HBW.随着转速的升高,摩擦系数呈先增加后减小的趋势,粒度为106 μm的试样摩擦系数比较稳定,摩擦系数变化从0.336到0.348,磨损率也最低,在7000 r/min初速度下仅为47 mg.%Taken gas-atomized copper powder of particle size (270、150、106 and 75 μm) as bases, the copper-based powder metallurgy friction materials were prepared by hotpress sinter. Effect of copper powder particle size on mechanical properties, morphology and friction performance was evaluated by a MM -3 000 friction damage test machine. The rotation speed is 3 000~7 000 r/min,The results showed that the hardness decreases from 18.5 HBW to 14.0 HBW with decrease of copper powder particle size. The material has a biggest hardness of 22.0 HBW when the copper powder particle size is75 μm. The friction coefficient increases and then decreases with the rotation speed increase. The friction coefficient becomes more steady when the copper powder particle size is 75 μm.The friction coefficient increases from 0.336 to 0.348,and rate ofwear decreases either. It is only 47 mg when the rotation speed is 7 000r/min.【期刊名称】《材料与冶金学报》【年(卷),期】2018(017)001【总页数】6页(P69-74)【关键词】铜基粉末冶金;基体铜粒度;摩擦系数;磨损率【作者】刘建秀;贾徳晋;樊江磊;吴深;邵建敏;张驰【作者单位】郑州轻工业学院机电工程学院,郑州45 0000;郑州轻工业学院机电工程学院,郑州45 0000;郑州轻工业学院机电工程学院,郑州45 0000;郑州轻工业学院机电工程学院,郑州45 0000;郑州轻工业学院机电工程学院,郑州45 0000;郑州轻工业学院机电工程学院,郑州45 0000【正文语种】中文【中图分类】TG115;TF802从2009年12月26日中国首条高速铁路通车至2014年中国高速铁路营业里程已达1.6万公里，稳居世界第一[1].高速铁路的快速发展，需要我国的列车不断的提速.然而，速度增加1倍，制动功率就需要增加8倍来满足要求，但是，国产的摩擦材料摩擦系数微低，且稳定性不佳，难以满足高速列车的需要，目前主要依赖进口.为了实现高速列车摩擦材料的早日国产化，国内针对高速摩擦材料开展了大量研究.粉末冶金材料以其良好的导热性、稳定的摩擦系数、高耐磨性等优点，得到广泛应用[2].铜基粉末冶金摩擦材料以其组织均匀、导热性好、耐磨性高、摩擦系数稳定等优点，大量应用于快速列车的制动摩擦材料.目前国内铜基粉末冶金摩擦材料的性能还不能满足250 km/h 以上快速列车的严格要求，需要进一步提高摩擦材料的性能.影响铜基粉末冶金摩擦材料性能的因素主要是其成分和工艺.铜基粉末冶金摩擦材料主要是由基体铜、摩擦组元、润滑组元和稀有金属[3-5]通过粉末冶金的方法制成的金属基颗粒复合材料[6].大多数人都通过研究摩擦组元[7-12]、润滑组元[13-16]等成分，以及烧结温度[17-20]、压制压力[19-22]等烧结工艺来提高铜基摩擦材料的性能.但是，有关基体对铜基粉末冶金摩擦材料性能影响的研究还很少.本文主要研究基体铜的粒度对摩擦材料硬度、孔隙率、密度、组织和摩擦性能的影响，为改变国内快速列车刹车摩擦材料依赖进口的现状提供理论基础.1 实验1.1 材料制备按照表1的比例，在V型混料机中混料8 h，冷压后热压烧结，经保温及室温冷却后，制备出铜粉粒度为270、150、106和75 μm的试样，依次编号为：Cu50、Cu100、Cu200、Cu300.表1 铜基粉末冶金摩擦材料成分组成Table 1 Chemical composition of the copper-based powder metallurgy friction material成分粒度μm纯度质量分数%气雾化CuFeCr-Fe鳞片状石墨MoS2Sn270、150、106、757515015075≤15099．899899999．999．95715～1710～129～111～3余量1.2 性能测试使用布氏硬度仪测量烧结试样的硬度，在试样上取5个均匀分布的数据点，测出硬度取平均值.采用排水法，根据国标GB 5163-1985，计算试样的密度(ρ)以及孔隙度(θ).采用MM-3 000摩擦磨损试验台测试材料的摩擦性能，试样摩擦面由三个厚13～15 mm 的正方体组成，试验参数如表2所示.采用电子扫描仪(SEM)观察试样的组织形貌以及磨损表面的形貌.表2 摩擦磨损试验参数Table 2 Test parameters of friction and wear试样面积cm2有效半径cm制动初速度r·min-1制动压力MPa试验惯量kg·m23730000 550 243740000 550 243750000 550 243760000 550 243770000 550242 结果与讨论2.1 显微组织与力学性能表3为4种试样的硬度、密度和孔隙率.由表3可以看出，试样Cu50、Cu100、Cu300的密度随着铜粉粒度的减小而逐渐降低，原因在于随着铜粉粒度的减小，粉末的流动性能变差，导致压坯密度降低，烧结密度随铜粉粒度的减小而减小.随着铜粉粒度的减小，铜颗粒的总体表面积增大，由于润湿性的差异，表面的结合性能降低，孔隙率呈上升的趋势.试样硬度值的变化规律同烧结密度的变化保持一致，随着烧结密度的增加，硬度值呈上升趋势.但是，试样Cu200的烧结密度为5.23g/cm3、硬度为22.0 HBW，都高于试样Cu50的烧结密度4.99 g/cm3、硬度18.5 HBW，孔隙率为12.54%低于试样Cu50的孔隙率16.55%，其原因在于Cu50和Cu100试样的基体颗粒较大，材料其他成分的颗粒很多在150 μm以上，接触颗粒之间形成较大的空隙，成型烧结过程中，彼此进入对方空隙的效果差.Cu200试样的基体粒度则较小，由于颗粒尺寸间的差异，在成型烧结的过程中，相互填补彼此空隙的效果好.Cu300试样的基体颗粒虽小，但其流动性差，并不能达到填补彼此空隙的良好效果.所以试样Cu200中基体铜颗粒和其他组元颗粒之间形成了最佳配比，增加各组元之间的接触面积，使压坯密度升高，孔隙率降低，提高烧结密度和硬度.表3 各试样的物理和力学性能Table 3 Physical and mechanical properties of the samples试样编号硬度HBW密度(g·cm-3)孔隙率%Cu5018 54 991655Cu100154 9517 15Cu20022 05 2312 54Cu30014 04 9317 45图1为4种试样的组织形貌.其中大片浅灰色为金属基体铜，镶嵌在基体铜中的深灰色为金属Fe，棱角分明的暗灰色为金属Cr-Fe，黑色条状成分为石墨，Fe粉上分布的黑色点状物质为空隙.由图1可以看出,随着铜粉粒度减小，基体铜分布的均匀性越高，且连续性越好，这是由于粒度越小，铜颗粒之间的界面越容易结合.但是，Fe和Cr-Fe与基体铜的界面结合性先升高后降低，孔隙率呈先降低后升高的趋势，这是因为随着基体铜粒度的减小,Fe和Cr-Fe的扩散性能提高，在试样中分布越均匀，相互接触面积增大，结合性能增强，同时由于润湿性的差异，孔隙率增加.然而Cu200的孔隙率却最低，原因是铜颗粒和其他组元颗粒之间相互填补，增大了不同组元之间的结合面积，提高了整体的结合性能.摩擦时材料剥落大多都是从石墨层开始的，随着基体铜粒度的减小，鳞片状石墨逐渐由杂乱分布状态变为层状分布状态，且试样Cu200的石墨垂直于压制方向呈层状分布，可以从表面变形层挤出，均匀分布在摩擦表面，从而降低磨损.图1 试样烧结后的微观形貌Fig.1 Microstructures of the sintered sample with different copper particle size(a)—Cu50; (b)—Cu100; (c)—Cu200; (d)—Cu300.2.2 摩擦磨损性能图2为4种试样在初速度为 3 000、 4 000、 5 000、 6 000 和 7 000 r/min 下的平均摩擦系数变化曲线，可以观察到随着转速的增加，4种试样的平均摩擦系数大体呈现先增大后减小的趋势.随着粒度的增大，直接作用于摩擦面的颗粒越大，摩擦系数越大.随着转速的增大，在摩擦力和摩擦热的作用下，由于润湿性、孔隙的存在，材料中有颗粒脱落，镶嵌在表面的摩擦膜中，起磨粒的作用，在3 000～6 000 r/min 的初速度下，4种试样的摩擦系数随着转速增大而增大，其中Cu50、Cu100、Cu300三种试样的摩擦系数增幅较大，最高可达0.03，Cu200样品组织分布均匀，各组元结合性好，颗粒脱落较少，摩擦系数的变化比较稳定，仅为±0.1.转速在6 000～7 000 r/min的条件下，由于摩擦面温度不断升高，促使摩擦面产生一系列的塑性变形和氧化现象，形成一层氧化膜.氧化膜有效减少了摩擦材料与对偶的直接接触，所以4种试样的摩擦系数都有所减小.氧化膜的稳定直接影响摩擦系数的稳定性，随着基体粒度的减小，在摩擦力作用下颗粒的脱落程度降低，摩擦面破坏程度降低，摩擦系数更稳定.所以Cu50、Cu100、Cu300试样随着粒度的减小，摩擦系数的变化幅度呈减小趋势，Cu200试样的摩擦系数几乎不变，是因为Cu200的基体粒度小，同其他组元相互颗粒间容隙度小，分布更加均匀，起到夹持作用，减少颗粒脱落，使摩擦面更稳定.图2 试样在不同初速度下的摩擦系数变化曲线Fig.2 Friction coefficient curves with different rotation speeds图3 为4种试样在初速度为3 000、 4 000、 5 000、 6 000和7 000 r/min下的磨损率变化曲线，以试样每10次制动的面磨损量(mg)作为磨损率参数.由图3可以看出，随着转速的升高，磨损率呈增大的趋势.试样Cu50、Cu100、Cu300随着基体Cu粒度的减小，磨损呈降低的趋势，Cu200的磨损率最小，且磨损率波动最小.在5 000 r/min初速度时，最大相差15 mg，但在7 000 r/min初速度条件下最大相差却达到50 mg.图3 试样在不同初速度下的磨损率变化曲线Fig.3 Wear loss curves with different rotation speeds图4 为4种试样摩擦(初速度为7 000 r/min)后的表面形貌.由图可观察出，Cu50试样的摩擦表面有大面积的脱落，摩擦膜被严重破坏，且脱落处有石墨粒聚集.Cu100试样呈现斑状脱落，仅有小片区域出现脱落，同时表面部分区域被磨屑覆盖.Cu200的摩擦表面比较平整几乎没有表面脱落现象，且分布着均匀的第三体，有效减小材料的磨损.Cu300的摩擦表面只有微量的脱落，第三体的分布状态介于Cu200和Cu100之间.4种试样随着粒度的减小，一方面，石墨分布状态由杂乱无章逐渐变为层状分布状态，良好的嵌入材料中，可以通过表面变形层挤出，均匀的分布在摩擦面，起到良好的润滑作用.另一方面，孔隙率逐渐减少，在摩擦的过程中，增强相与基体的结合性逐渐增强，从而减少了材料的脱落.在摩擦作用下，材料会产生磨屑，随着磨屑的不断增加，在摩擦力、压力和温度的共同作用下，这些磨屑颗粒会发生塑性变形，形成薄膜.由于氧化作用形成一层致密的氧化膜，氧化膜在摩擦过程中，一方面把材料和对偶阻隔开，减少直接接触，从而降低黏着磨损的可能；另一方面，高硬度的氧化膜阻碍遗留在摩擦副之间的磨粒直接作用在材料摩擦面上，降低磨粒对摩擦表面产生犁沟效应.通过观察摩擦表面脱落膜的厚度并进行Fe元素扫描分析，发现Fe、O元素含量较高，由此得出为氧化膜.在高速的摩擦作用下，磨屑增加，受摩擦力和载荷作用的影响，在摩擦面参与氧化膜的形成.当氧化层的厚度增加到一定程度，在摩擦过程中，压力和冲击同时作用在脆硬的氧化膜上，氧化膜会产生裂纹，进而不断地延伸和扩展，再由裂纹的相互连接，最后导致表面薄膜的脱落.如图4(a)所示，从氧化膜脱落的磨粒最终在摩擦表面参与摩擦，在压力和摩擦力的作用下，磨粒被压入氧化膜，导致材料表面进一步产生裂纹，引起材料表面脱落，循环往复，材料的磨损逐渐增大.如图4(c)和(d)所示，只有较小的脱落，在摩擦过程中，形成的磨屑较少，对表面的氧化膜破坏较小，所以摩擦表面的氧化膜比较稳定，不仅有效地降低了材料的磨损，同时氧化膜的脱落程度也很低，从而减少了氧化膜产生的磨粒对摩擦表面的进一步磨损.图4 试样摩擦后的微观形貌Fig.4 Friction surface micrographs of the samples(a)—Cu50; (b)—Cu100; (c)—Cu200; (d)—Cu3003 结论(1)采用不同粒度的气雾化铜粉作为基体，通过热压烧结制成铜基粉末冶金摩擦材料试样，研究表明随着铜粉粒度的减小，试样基体的连续性越来越均匀，试样的硬度大体呈降低的趋势，但试样Cu200的硬度最高，为22.0 HBW，提高了材料的耐磨损性能.(2)随着铜粉粒度的减小，密度呈减小的趋势，试样Cu200的密度最大，为5.23 g/cm3；孔隙率和密度相反，呈增大的趋势，但Cu200的孔隙率最小，为12.54/%，减少材料的脱落，提高材料的抗摩擦磨损性能.(3)在7 000 r/min的初速度下进行摩擦磨损试验，随着粒度的减小，摩擦系数整体呈降低的趋势，Cu200摩擦系数的稳定性最高，磨损率呈降低的趋势，且Cu200的磨损率最低.Cu基体的粒度为106 μm，铜基粉末冶金摩擦材料具有最佳综合性能，材料的硬度为22.0 HBW，密度为5.23 g/cm3，孔隙率为12.54/%，摩擦系数为0.348，磨损率为47 mg.参考文献:[1] 苏醒. 中国高铁到底有多牛？全球叹服！[N]. 人民日报, 2015-10-20.(Su Xing. 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制动速度对铜基粉末冶金闸片材料摩擦学性能的影响王毅;刘铁军;朱军;马强【摘要】以Sn+SiO2+Al2O3+CaF2作为摩擦组元,石墨+Pb作为润滑组元,制备铜基粉末冶金列车闸片材料,在MM-1000Ⅱ型摩擦试验机上进行摩擦试验,测定制动速度在120~200 km/h范围内材料的摩擦因数、磨损量与表面温度,并观察摩擦表面形貌,研究制动速度对该材料摩擦学性能的影响.结果表明:在制动速度<180 km/h时,随制动速度增加,闸片材料的摩擦因数在0.41~0.46之间波动,但制动速度达到200 km/h时,摩擦因数显著减小至0.32,摩擦因数稳定性总体较好.材料的磨损量随制动速度增大而增加,但在制动速度达到180 km/h时磨损量趋于稳定,为119 mg.低速制动下材料的磨损机理主要为疲劳磨损,高速制动时主要为磨粒磨损和氧化磨损.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2017(022)003【总页数】6页(P366-371)【关键词】铜基闸片材料;粉末冶金;制动速度;摩擦;磨损;显微组织【作者】王毅;刘铁军;朱军;马强【作者单位】郑州航空工业管理学院,郑州 450046;郑州航空工业管理学院,郑州450046;西北工业大学力学与土木建筑学院,西安 710129;西北工业大学力学与土木建筑学院,西安 710129【正文语种】中文【中图分类】TG46.2铁路车辆的制动器由制动盘和闸片构成，制动效果与闸片材料的性能密切相关。

我国高速列车常用的制动闸片主要有粉末冶金闸片和合成闸片[1−3]。

合成闸片称为三元复合物，是将树脂或橡胶粘结基体、各种增强纤维和摩擦性能调节剂等混合后加压加热固化而制得的材料。

合成闸片材料在制动时，由于温度升高和热负荷增大，制动功率低，造成制动性能稳定性差，难以满足列车高速运行的要求。

随着列车的不断提速，对制动器性能的要求更加苛刻。

粉末冶金闸片性能稳定，具有良好的耐磨性、导热性、抗粘性和多孔性等优点[4−5]。

铜基粉末冶金复合材料的摩擦性能铜基粉末是当前的冶金行业应用较为普遍的材料，利用其自身的性质，提升金属复合材料自身的性能，满足实际的需求。

与传统的金属相比，其复合材料具有优良的性能，如，导热性、导电性、耐热性、抗冲击性以及高韧性等，基于此，作者结合学习经验，对铜基粉末冶金复合材料的摩擦性能进行详细的分析研究，以供参考。

标签：铜基粉末；冶金复合材料；摩擦性能引言：随着时代不断发展，科学技术高速发展，人们对于材料的性能要求不断提升，促使复合材料应时代发展。

金属基复合材料自身具有良好的金属性，相对来说尺寸较为稳定，被广泛应用在各个行业中，促使各行业发展，并且相对来说，其成本较低，合成技术易于控制，其材料被广泛应用在电子、汽车、航天以及武器等领域。

一、铜基粉末冶金复合摩擦材料（一）成分铜基粉末冶金复合材料是指，以铜为或者合金为基体材料，并结合实际的要求，添加合理的材料进行制作，利用现阶段的粉末冶金方法进行合理制备，进而形成性能良好的复合材料。

改性填料的添加主要目的是防止铜在制动过程中由于产生热而导致摩擦材料发生粘着，保证其稳定性，同时改善其整体性能，促使其符合多元化性能要求。

（二）优点相对来说，与传统的金属材料相比，铜基粉末冶金复合材料自身具有较多的优良性能，具体来说，主要包括以下几方面：首先，良好的摩擦稳定性，其复合材料在实际的制作过程中，结合实际的需求，添加一定的填料，提升其整体的性能。

尤其是相对来说，在制动过程中，要求其在不同的情况下保证自身的稳定性，实际上，铜基粉末冶金复合材料自身的摩擦性能还受外界的环境影响，例如，高温、潮湿以及高载等，进而满足实际的需求[1]。

其次，良好的导热性，在实际的制动过程中，受摩擦自身的影响，会产生大量的热，进而影响材料自身的性能，因此，为保证其实际的性能不受影响，应保证其具有良好的导热性，将产生的热量进行合理的传导，避免其出现性能变化，物理与化学性质稳定，制动平稳。

最后，良好的耐磨性，受材料自身的作用影响，在实际的使用过程中，其材料必然会发生一定的磨损，进而降低材料自身的性能与使用寿命，增大消耗率，因此，应保证其具有良好的耐磨性，进而在应用过程中，可以利用其性能进行有效的制动，降低摩擦波动系数，满足实际的需求。

压制压力对铜基粉末冶金闸片材料的摩擦特性的影响王培;陈跃;张永振【摘要】研究压制压力对铜基粉末冶金闸片材料密度和硬度的影响,制备的闸片材料与15CrMo配副,采用MMS-1G型高速摩擦磨损试验机考察铜基粉末冶金材料的摩擦特性,利用扫描电镜观察并分析材料金相形貌及磨损表面形貌.结果表明,随着压制压力的增大,试样烧结体的密度和硬度都呈现先上升后下降而后上升的趋势；压制压力为900MPa时,试样的硬度和密度性能较好,同时摩擦因数较大且稳定,磨损量相对小.%The influences of compaction pressure on the density and hardness copper-based powder-metallurgy brake materials were studied.The tribological behavior of brake material against 15CrMo disc was investigated,and the metallographic micromorphology and the worn surface morphology were observed by photomicrograph and scanning electron microscope.The results show that the density and hardness of the brake materials are increased firstly then decreased along with the increase of compaction pressure.The brake materials prepared under the compaction pressure of 900 MPa have high density and hardness,big and stable friction coefficient,and little wear loss.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2013(038)004【总页数】4页(P23-26)【关键词】压制压力;硬度;摩擦磨损;粉末冶金材料【作者】王培;陈跃;张永振【作者单位】河南科技大学材料科学与工程学院,河南省材料摩擦学重点实验室河南洛阳471003;河南科技大学材料科学与工程学院,河南省材料摩擦学重点实验室河南洛阳471003;河南科技大学材料科学与工程学院,河南省材料摩擦学重点实验室河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】TH117.1随着高速列车的不断提速，高速列车制动安全的问题变得更为重要，研究性能较好的、经济实惠的高速列车闸片材料是当务之急。

粉末冶金渗铜钢力学性能与摩擦磨损性能研究我国粉末治金渗铜技术的相对比较落后，在液压系统中依旧使用相对比较落后的耐磨合金钢。

因此本次研究主要是通过液压压制、预烧以及熔渗技术，制配一种能够在液压零件中使用的粉末治金渗铜钢，研究其原材料的质量、强度以及密度与渗铜钢摩擦磨损性能的关系，并与传统的耐磨合金钢在润滑条件、渗铜相同等情况下进行比较。

促进我国粉末治金渗铜技术的运用，降低制作成本，并且起到提高成品的質量作用。

标签：粉末治金；力学性能；摩擦磨损性能粉末治金渗铜力学性的主要特点是其强度相对比较高、密度紧密以及成形速度过快。

粉末治金渗铜制作的基本技术和摩擦磨损性，近几年来被国内外大量的学者进行研究。

同时，美国多家公司都对液压系统进行广泛的研究，将液压技术运用到渗铜领域，如今渗铜钢零件逐渐取代了耐磨合金钢，同时在工作中已经取得了良好的实用效果。

但是我国液压系统的核心元件依旧是耐磨合金钢，国外先进的渗铜技术没有得到广泛的运用。

1 粉末治金法粉末治金法制作工序较为复杂，材料用量必须精确。

在粉末治金法的制作过程中，首先要通过液压系统进行压制、高温锅炉设备预烧。

渗铜制备中原材料需要准备销状一摩尔铁、二十二摩尔铜、零点八摩尔碳的试样和一摩尔铁、十四摩尔铜、零点八摩尔碳的试样，渗铜钢试样的原材料比例要按照下图表1配料比例进行配置。

渗铜钢式样的配料比例首先要以百分之五十的还原铁粉与百分之五十的雾化铁粉混合，作为原材料的基础材料。

然后再在混合粉末中添加百分之零点八的石墨粉和同样百分之零点八的硬脂酸锌，石墨粉和硬脂酸锌的单位都为质量分数，在制备样品中充当润滑剂的作用。

接着将基础材料和润滑剂进行混合，混合中运用V型混料机均匀压制，保证两种材料所压制的的铁粉压坯密度分别在六点四克每立方厘米、六点六克每立方厘米、六点八克每立方厘米三个数值之间。

再将铁粉压坯放入烧结炉中进行预烧结，温度调节到一千一百三十摄氏度，同时还要保温两小时。

铜基粉末冶金材料铜基粉末冶金材料是一类以铜粉为主体，添加少量其他金属元素，经过粉末冶金技术制成的材料。

它具有高强度、高导热、高导电、高耐磨等优良性能，被广泛应用于电子、机械、汽车、航空航天等领域。

一、铜基粉末冶金材料的制备技术铜基粉末冶金材料的制备技术包括粉末制备、混合、压制、烧结等工艺。

其中，粉末制备是铜基粉末冶金材料制备的关键步骤之一。

目前，常见的粉末制备方法有机械法、化学法、气相法等。

而混合、压制、烧结等工艺的优化也是铜基粉末冶金材料制备的重要环节。

铜基粉末冶金材料具有以下几个显著的性能特点：1.高强度：铜基粉末冶金材料的强度高于铸造材料和锻造材料。

2.高导热性：铜基粉末冶金材料具有良好的导热性能，能够快速传递热量，适用于高温环境。

3.高导电性：铜基粉末冶金材料具有优异的导电性能，适用于电子器件。

4.高耐磨性：铜基粉末冶金材料的硬度高，具有较好的耐磨性能，适用于高强度、高磨损的工作环境。

三、铜基粉末冶金材料的应用领域铜基粉末冶金材料在电子、机械、汽车、航空航天等领域都有应用。

其中，电子领域应用最为广泛。

铜基粉末冶金材料可以制成电子器件的散热片、导电板、焊接材料等。

而在机械领域，铜基粉末冶金材料可以制成摩擦材料、轴承、齿轮等。

在汽车领域，铜基粉末冶金材料可以制成摩擦材料、制动器等。

在航空航天领域，铜基粉末冶金材料可以制成航空发动机叶轮等。

四、铜基粉末冶金材料的发展前景铜基粉末冶金材料具有优良的性能特点和广泛的应用前景，目前已经成为了粉末冶金材料的重要组成部分之一。

随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，铜基粉末冶金材料的市场需求也在不断增加。

因此，铜基粉末冶金材料的发展前景十分广阔。

铜基粉末冶金材料具有高强度、高导热、高导电、高耐磨等优良性能，被广泛应用于电子、机械、汽车、航空航天等领域。

随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，铜基粉末冶金材料的市场需求也在不断增加，其发展前景十分广阔。

高速列车粉末冶金制动闸片的制备与摩擦磨损性能研究1. 本文概述随着高速列车技术的迅速发展，制动系统作为列车安全运行的关键组成部分，其性能的优化和提升日益受到重视。

高速列车制动系统通常采用粉末冶金制动闸片，因其具有优异的摩擦磨损性能、较高的热稳定性和良好的耐久性。

本文旨在研究高速列车粉末冶金制动闸片的制备工艺及其摩擦磨损性能，以期为高速列车制动系统的优化设计提供科学依据和技术支持。

本文将综述高速列车粉末冶金制动闸片的发展背景、研究现状和关键性能指标，明确研究的必要性和重要性。

随后，详细介绍粉末冶金制动闸片的制备工艺，包括原材料的选择、粉末混合、压制和烧结等关键步骤，探讨各工艺参数对制动闸片性能的影响。

在此基础上，本文将重点研究粉末冶金制动闸片的摩擦磨损性能。

通过设计一系列摩擦磨损试验，分析不同工况下制动闸片的摩擦系数、磨损率和摩擦表面的微观形貌，揭示其摩擦磨损机制。

本文还将考察制动闸片的热稳定性和耐久性，评估其在高速列车制动过程中的性能表现。

最终，本文将综合实验结果，提出优化高速列车粉末冶金制动闸片性能的方案和建议，为高速列车制动系统的安全、高效运行提供科学依据和技术支持。

通过本研究，期望能够推动高速列车制动技术的发展，为我国高速列车制动系统的自主研发和性能提升贡献力量。

2. 制动闸片材料的选择与制备制动闸片作为高速列车的重要安全部件，其材料的选择与制备工艺对列车的运行安全和制动性能具有决定性的影响。

本研究中，我们经过深入调研和试验，最终选择粉末冶金工艺制备制动闸片。

粉末冶金工艺能够制备出具有优良机械性能和摩擦磨损性能的复合材料，且易于实现材料的均匀分布和微观组织的优化。

在材料选择上，我们主要考虑了材料的硬度、耐磨性、抗热衰退性和热稳定性等因素。

通过对比分析，我们选择了以铁基粉末为基体，添加适量的铜、石墨、二硫化钼等润滑剂，以及稀土元素进行强化的复合材料。

这种材料组合既保证了制动闸片具有较高的硬度和耐磨性，又能够减少制动过程中的摩擦热，防止制动热衰退。

高铁粉末冶金刹车片用原材料作用分析粉末冶金摩擦材料的问世距今已有近百年的历史，尤其在近几年发展尤为迅猛。

粉末冶金工艺可以将金属和非金属组分的不同性能很好地配合于一种材料中，已有逐渐代替有机物粘结高分子材料的趋势。

粉末冶金摩擦材料一般由三部分组成：构成基体金属骨架的组元、润滑组元和摩擦组元。

是一种含有金属和非金属多种组分的假合金。

1构成基体金属骨架的组元简称基体组元。

常用铜、铁、二硫化钼、镍、钛、铬、钼、钨、磷、锡、铝、锌等。

基体组元由基本组元和辅助组元两部分组成，基本组元在成分中占的比重最大。

在铁基中，基本组元是铁。

在铜基中，基本组元是铜。

辅助组元与基本组元形成合金，从而改善基本组元的性能，或者是赋予基本组元以某种所需要的性能。

辅助组元在铁基材料中有二硫化钼、镍、铬、钼、铜及磷等。

在铜基中主要是锡、铝、锌及磷等。

粉末冶金摩擦材料的性能、工艺特点在很大程度上取决于基体组元的化学成分、结构和物理机械性能。

基体组元保证了材料的承载能力、热稳定性、耐磨性，以及在高温工作时保持住摩擦剂和润滑剂颗粒的能力。

一般在粉末冶金摩擦材料中，基体组元占铁基材料的50%~70%，占铜基材料的60%~90%。

1.1铁近年来铁基粉末冶金摩擦材料的发展很快，主要是由于它节省有色金属，在高温高负荷下显示出更加优良的摩擦性能，机械强度高，能够承受比较大的压力，因而它应用在很多领域。

但是，由于铁与对偶具有很强的亲和性，有利于粘结过程的发展，因此需加入大量的其他元素使铁合金化以降低铁的塑性，提高其强度、屈服极限和硬度，以克服次缺点，但同时也提高了成本和加工工艺复杂度。

铁基材料的基体组元中，加入镍、铬、钼，主要目的在于提高材料机械-物理性能和耐热耐腐性能。

加入磷，能提高材料的强度，提高耐磨性。

加入二硫化钼，能提高材料的机械性能和摩擦性能。

加入铜，能提高材料的导热性能，有利于材料的强度。

1.2铜铜基粉末冶金摩擦材料具有工艺性能好，摩擦系数稳定，抗粘结、卡滞性能好，导热快等特点，在中高速制动方面使用比较多，比如高铁刹车片基本都是铜基材料。