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不同环境湿度条件下高速铁路制动盘材料摩擦磨损性能研究

摘 要: 随着高铁的快速发展，极端环境（如高温高湿等）下制动盘的异常磨损问题变得日益显著，严重影响高速列车的行车安全。本文利用多功能摩擦磨损试验机研究了不同初始盘面温度（20°C、100°C及200°C）在不同环境湿度（55％、95％）下高速铁路制动盘材料的摩擦磨损性能。结果表明：初始盘温和环境湿度对高速铁路制动盘材料的摩擦磨损性能有显著影响。在20°C、100°C的初始盘温条件下，55％环境湿度的摩擦系数与磨损率均大于95％环境湿度下的值；磨损机制由55％湿度下的磨粒磨损与粘着磨损为主逐渐转变为95％下的磨粒磨损、粘着磨损与疲劳磨损。在200°C的初始盘温条件下，出现了95％环境湿度的磨损率远大于55％环境湿度的磨损率的情况，这是由于处在高湿度环境中的摩擦面会吸收环境中的水分并在表面形成水膜，而高温又会导致盘面上的水膜迅速蒸发，氧化膜破裂，此时盘面上破碎颗粒数量增加，从而导致磨损率急剧增加；在200°C、95％的高温高湿环境下，磨损机制主要为磨粒磨损、粘着磨损与氧化磨损。因此，制动盘材料在20°C、100°C初始盘温及55％环境湿度下具有良好的摩擦磨损性能，而在高盘温、高湿度条件下摩擦磨损性能较差。

关键词：高速铁路制动材料；环境湿度；初始盘面温度；摩擦磨损性能