隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，交通運(yùn)輸車輛逐漸向高速化、輕量化和低能耗的趨勢發(fā)展。列車速度的提高，制動(dòng)系統(tǒng)承受著巨大的載荷和動(dòng)量，這對制動(dòng)技術(shù)提出了更高的要求，在緊急制動(dòng)情況下，全部能量需要完全由摩擦副承擔(dān)，對于制動(dòng)摩擦狀況，摩擦副處于應(yīng)力大、溫度高的干摩擦狀態(tài)，在摩擦表面形成了厚度為幾微米到幾十微米的第三體。第三體的形態(tài)和分布狀況與材料的成分和摩擦條件密切相關(guān)，它是影響材料的耐磨性和摩擦系數(shù)穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素。因此，認(rèn)識(shí)和掌握摩擦過程中產(chǎn)生的第三體對材料的摩擦磨損性能的影響越來越受到重視。諸如關(guān)注燒結(jié)材料的成分、含量等，研究所產(chǎn)生的第三體對材料摩擦磨損性能的影響，關(guān)注燒結(jié)材料成分與產(chǎn)生第三體之間的關(guān)系，這些工作認(rèn)為通過調(diào)節(jié)材料內(nèi)部各種燒結(jié)成分含量的不同會(huì)導(dǎo)致所產(chǎn)生第三體的作用不同。因此，為了系統(tǒng)研究摩擦面第三體對摩擦性能的影響機(jī)理，本文采取對Q235鋼添加銅粉的方法，研究了外源第三體對材料摩擦性能的影響，并考慮了摩擦順序的作用。
實(shí)驗(yàn)用粉末原料為電解銅粉，銅粉的純度為99.6%，顆粒粒度為300目；試樣材料為Q235鋼，加工成直徑為17mm，厚度為5mm的試樣。摩擦磨損試驗(yàn)在GF150D定速摩擦機(jī)上進(jìn)行，對偶盤材料為H13，摩擦半徑150mm，速度為100～1000r/min。在每個(gè)速度下的摩擦?xí)r間均為10s。摩擦順序有兩種：順序一，從低速向高速進(jìn)行；順序二，從高速向低速進(jìn)行。
添加外源銅粉后Q235鋼的摩擦系數(shù)增加。一方面外源銅粉本身作為第三體參與摩擦試驗(yàn)，增加了摩擦副微凸體之間的嚙合程度，增加了材料的摩擦阻力，進(jìn)而起到提高摩擦系數(shù)的作用；另一方面，添加外源銅粉后改善了材料的性能，提高了材料的硬度，使得加入外源銅粉后Q235鋼的摩擦系數(shù)在較高速度下高于未添加銅粉的Q235鋼材料的摩擦系數(shù)。
未加銅粉的Q235鋼材料，在高速下表面形成的第三體層隨著摩擦速度的減小而不斷剝落，增加了微凸體之間的嚙合程度，使得摩擦順序二的摩擦系數(shù)高于摩擦順序一的。加入外源銅粉后Q235鋼表面的摩擦性能得到了改善，提高了材料的硬度，在高速下所形成第三體氧化膜在速度下降過程中對切削阻力的貢獻(xiàn)，更提高了摩擦順序二下的摩擦系數(shù)。