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研究生:曾誌信
研究生(外文):Zhi-Xin Tseng
論文名稱:鐵纖維對摩擦材料之摩擦行為影響
論文名稱(外文):Effect of the ferrous fiber on the friction behaviours of the friction materials
指導教授:羅勝益羅勝益引用關係
指導教授(外文):Shenq-Yih Luo
口試委員:蔡傳暉蔡曜陽
口試委員(外文):Yao-Yang Tsai
口試日期:2016-07-25
學位類別:碩士
校院名稱:華梵大學
系所名稱:機電工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:樹脂基摩擦材料鐵纖維摩擦係數磨耗率磨耗機構
外文關鍵詞:Resin-based friction materialsferrous fibercoefficient of frictionwear rate, wear mechanism
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本論文以熱壓成型法製作樹脂基底摩擦材料,探討鐵纖維與樹脂基底和不同填料等之混合與模壓成型、熱處理後的摩擦性能,分析其硬度、接著強度、摩擦係數、磨耗率與磨耗機構。
實驗結果顯示,摩擦材料經由熱處理後硬度比模壓成型者提高,且其接著強度隨鐵纖維含量增加而愈大。摩擦材料的鐵纖維含量愈低其摩擦係數相對低,當鐵纖維含量30 wt%時則摩擦係數呈現相對高可達0.35以上;摩擦材料的磨耗率隨鐵纖維含量愈多而相對愈高。整體而言,所設計樹脂基摩擦材料的磨耗率在低溫或高溫皆呈現較小且穩定,約為 0.5-2.0 x 10-7 cm3/kgf˖m間。進一步,樹脂基摩擦材料經動力測試,所得摩擦係數隨著速度提升而降低,且經溼式摩擦測試,其摩擦係數隨著作用壓力增加而增加,最後趨於穩定。樹脂基摩擦材料的磨損面,呈現光滑黏著面、一些刮痕,與一些剝落粉狀外觀,其磨耗機制是以刮磨、機械疲勞、黏著磨耗為主。

The paper studied the friction performance of the resin-based friction materials containing the ferrous fibers and several fillers fabricated by the mixer, compressive molding, and heat treatment. Their hardness, bonding strength, coefficient of friction, wear rate, and wear mechanisms were investigated.
The experiment results showed that the friction materials after heat treatment had a larger hardness than that after the compressive molding, and their bonding strengths increased with the more amount of ferrous fiber. However, the friction materials containing a fewer amount of ferrous fiber showed a relative lower coefficient of friction. When the amount of ferrous fiber contained 30 wt%, the resulting coefficient of friction showed a relative high up to above 0.35. The wear rate of the friction materials with the more amount of ferrous fiber became higher. Overall, the designed resin-based friction materials showed a relative lower and stable wear rate of about 0.5-2.0 x 10-7 cm3/kgf˖m under a low or high temperature. Furthermore, the resin-based friction materials tested at the dynamometer presented that the coefficient of friction decreased with the increase of the speed. And the friction coefficient under wet friction test increased to be stable with the increase of applied pressure. The worn surfaces of resin-based friction materials observed showed the appearances of some smooth adhesion, some scratches, and some powders peeled off to be the main wear mechanisms of abrasive, mechanical fatigue and adhesion.

目錄
摘要 I
ABSTRACT II
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究目的 11
1.4 本文內容 12
第二章 相關理論基礎 13
2.1 摩擦材料 [21-22] 13
2.2 混合機構 [23] 18
2.3 模壓成型 [24] 19
2.4 摩擦係數機制 [25-27] 20
2.5 摩擦性能測試 [28] 22
第三章 摩擦材料製作與實驗流程 24
3.1 實驗流程 24
3.2 配方選取 26
3.3 混料 27
3.4 預壓成型 28
3.5 模壓成型 28
3.6 熱處理 29
3.7 性質測試與測試 30
3.7.1 硬度 30
3.7.2 厚度 31
3.7.3 接著強度 31
3.7.4 金相觀察 33
3.7.5 定速摩擦試驗 34
第四章 實驗結果與討論 36
4.1 鐵纖維對樹脂基摩擦材料之特性 36
4.1.1 硬度 36
4.1.2 接著強度 38
4.1.3 定速測試摩擦係數與磨耗率 39
4.2 改良式樹脂基之特性 43
4.2.1 硬度 44
4.2.2 接著強度 45
4.2.3 定速測試摩擦係數與磨耗率 47
4.2.4 動力測試摩擦係數 49
4.3 溼式測試摩擦係數 51
4.4 磨損面觀察 52
第五章 結論 67
參考文獻 70









表目錄
表1.1-1 摩擦材料種類、成分及功用 2
表2.1-1 摩擦材料種類、成份、及特性 14
表2.1-2 摩擦材料常用的成份 [21] 17
表2.1-3 礦物材料硬度比較 [22] 18
表2.5-1 盤式制動器摩擦磨損性能 [28] 23
表3.2-1 摩擦材料F25-F56之配方 26
表4.1-1 樹脂基摩擦材在不同鐵纖維含量之平均硬度 38
表4.1-2 樹脂基鐵纖維含量對摩擦材與鋼板接著強度之影響 39
表4.1-2(a) 摩擦材含不同鐵纖維含量在不同溫度之摩擦係數 41
表4.1-2(b) 摩擦材含不同鐵纖維含量在不同溫度之磨耗率 42
表4.2-1 改良後摩擦材料A-D之配方 43
表4.2-2 摩擦材配方A-D之平均硬度 45
表4.2-3 摩擦材配方A-D之接著強度 46
表4.2-3(a) 摩擦材配方A-D之摩擦係數 48
表4.2-3(b) 摩擦材配方A-D之磨耗率 49
表4.2-4 摩擦材配方A-D之摩擦係數 50
表4.3-1 摩擦材配方D進行溼式之摩擦係數 52
圖目錄
圖2.2-1 混合三種機構 [23] 19
圖2.4-1 犁削之示意圖 [25] 22
圖3.1-1 實驗流程 25
圖3.3-1 雙錐式混合機 27
圖3.4-1 預壓成型 28
圖3.4-2 粉體半成品 28
圖3.5-1 模壓成型示意圖 29
圖3.6-1 恆溫烤箱 29
圖3.7-1 Mitutoyo AR-10型硬度機 30
圖3.7-2 煞車片成品 30
圖3.7-3 煞車片成品 31
圖3.7-4 萬能試驗機 32
圖3.7-5 剪斷方試測試 32
圖3.7-6 竣豐機械公司生產之研磨機 33
圖3.7-7 SEM電子顯微鏡儀器 34
圖3.7-8 定速試驗示意圖 35
圖4.1-1 樹脂基摩擦材在不同鐵纖維含量之平均硬度 37
圖4.1-2 樹脂基鐵纖維含量對摩擦材與鋼板接著強度之影響 39
圖4.1-2(a) 摩擦材含不同鐵纖維含量在不同溫度之摩擦係數 41
圖4.1-2(b) 摩擦材含不同鐵纖維含量在不同溫度之磨耗率 42
圖4.2-1 摩擦材配方A-D之平均硬度 45
圖4.2-2 摩擦材配方A-D之接著強度 46
圖4.2-3(a) 摩擦材配方A-D之摩擦係數 48
圖4.2-3(b) 摩擦材配方A-D之磨耗率 49
圖4.2-4 摩擦材配方A-D之摩擦係數 50
圖4.3-1 摩擦材配方D進行溼式之摩擦係數 51
圖4.4 (a) 配方A之磨損面SEM 250倍 54
圖4.4 (a1) 為圖4.4(a)中A-D之放大圖 55
圖4.4 (a2) 為圖4.4(a)中E-H之放大圖 56
圖4.4 (b) 配方B之磨損面SEM 250倍 57
圖4.4 (b1) 為圖4.4(b)中A-D之放大圖 58
圖4.4 (b2) 為圖4.4(b)中E-H之放大圖 59
圖4.4 (c) 配方C之磨損面SEM 250倍 60
圖4.4 (c1) 為圖4.4(c)中A-D之放大圖 61
圖4.4 (c2) 為圖4.4(c)中E-H之放大圖 62
圖4.4 (d) 配方D之磨損面SEM 250倍 63
圖4.4 (d1) 為圖4.4(d)中A-D之放大圖 64
圖4.4 (d2) 為圖4.4(d)中E-H之放大圖 65
圖4.4 (d3) 為圖4.4(d)中I-J之放大圖 66

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