Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV

TÍNH CHẤT MA SÁT HỌC CỦA VẬT LIỆU MA SÁT NỀN BỘT SẮT THIÊU
KẾT VÀ ÉP NÓNG ỨNG DỤNG LÀM PHANH TÀU VẬN TẢI ĐƯỜNG SẮT
TRIBOLOGY PROPERTIES OF FRICTION MATERIALS WITH IRON
FOUNDATION BEING SINTERED AND HOT-PRESSED FOR APPLICATION OF
MAKING BRAKE PADS OF TRAIN IN RAILWAY TRANSPORTATION
PGS. TS. Hà Minh Hùng (1,a), TS. Đoàn Đình Phương (2,b)
1
Viện Nghiên cứu Cơ khí
2
Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam:
a
, b
TÓM TẮT
Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác định tính chất ma sát học vật liệu
hợp kim ma sát nền bột sắt có thành phần hóa học hệ (Fe – Cu – Cgr – SiO2 – Al2O3 – B4C và
phụ gia) phụ thuộc vào chế độ ép - thiêu kết tạo hình lần 1 và ép nóng lần 2. Kết quả thực
nghiệm đo hệ số ma sát và tính toán xác định lượng mòn nhanh trong phòng thí nghiệm nhằm
mục đích dự báo khả năng làm việc của vật liệu chế thử ở điều kiện ma sát khô trong môi
trường không khí, sử dụng thiết bị TRIBOTESTER của hãng TTO-TRIBOtechnic có ở Việt
Nam và phương pháp thử của Viện IDAT đề xuất.
Từ khóa: luyện kim bột (LKB); hợp kim ma sát nền bột sắt (HKMSFe); Viện Phát triển
Kỹ thuật, Công nghệ tiên tiến (IDAT); Quy hoạch thực nghiệm (QHTN).
ABTRACT
This article introduces some experimental research results when determining the tribology
properties of friction materials with iron powder foundation, of which the chemical components
are selected basing on the second sintered and hot-pressed regime for application of making
brake pads of train in railway transportation. The experimental results on measurement of
friction coefficient and calculation of fast-wear figure in laboratory with an aim to forecast the
working ability of tested materials manufactured under dry friction conditions in the air

environment, using TRIBOTESTER equipment of TTO-TRIBOtechnic in Vietnam and testing
methods as recommended by the IDAT Institute.
Keywords: powder metallurgy; alloy friction materials with iron powder foundation;
Institute for Development of Advanced Technical and Technology, experimental Planing.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngay từ sau năm 1960 ở các nước công nghiệp phát triển như Mỹ, Đức, Liên Xô trước
đây, việc đưa vào ứng dụng vật liệu ma sát luyện kim bột (LKB) với nhiều ưu điểm quan
trọng của vật liệu tổ hợp (composite) làm lớp hợp kim ma sát trên các má phanh và đĩa ly hợp
của máy động lực đã được thực hiện có hệ thống. Vật liệu ma sát LKB có tính chất đặc biệt là
có thể điều chỉnh thành phần bột phối liệu các kim loại khác nhau là bột nền và bột hợp kim
hóa, chất kết dính với tỷ lệ lớn theo ý muốn. Ngoài ra còn có thể đưa vào phối liệu đầu vào
một lượng chất bôi trơn rắn như: graphit (Cgr), disulfit molipđen (MoS2), chì (Pb),... Các
nguyên tố này đảm bảo khả năng tự bôi trơn của vật liệu mới trong quá trình ma sát, điều đó
nâng cao rất nhiều tính chịu mòn của vật liệu thiêu kết luyện kim bột so với vật liệu ma sát
đúc – cán luyện kim truyền thống. Hiện nay các sản phẩm LKB đã được ứng dụng rộng rãi
trong nhiều ngành kinh tế của các nước công nghiệp phát triển trên thế giới, đặc biệt là trong
công nghiệp chế tạo ô tô, thiết bị khai thác mỏ, máy động lực,... Riêng nhóm vật liệu ma sát
276


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
làm đĩa ly hợp và phanh của những thiết bị này ở Liên bang Nga đã được tiêu chuẩn hóa và
trích dẫn trong [2], [3].
Ở Việt Nam hiện nay chủ yếu đang dùng các loại vật liệu compozit phi kim, gang đúc
để làm má phanh tàu hỏa. Một vài nghiên cứu ứng dụng công nghệ LKB ở nước ta gần đây
mới bắt đầu thăm dò định hướng khả năng chế tạo vật liệu ma sát trên cơ sở nền bột đồng [2]
và nền bột sắt [3]. Một số chỉ tiêu vật liệu ma sát thiêu kết trên cơ sở nền bột sắt (HKMSFe)
nhận được trong công trình [3] như sau: kích thước mảnh HKMSFe: H(6÷10) x B(30÷40) x
L(40÷60)mm; độ xốp HKMSFe: 5 ÷ 15 %; mật độ HKMSFe: 5 ÷ 7 g/cm3; độ cứng lớp
HKMSFe theo Brinel: HB = 600 ÷ 950 MPa; tổ chức tế vi của HKMSFe: phân bố các nguyên

tố cấu thành đều; tổ chức tế vi vật liệu trên biên giới giữa lớp HKMSFe và đế thép: liên kết
kim loại, ít tạp chất. Ngoài ra, việc đo hệ số ma sát và tính toán cường độ mòn nhanh trong
phòng thí nghiệm đối với vật liệu HKMSFe ở một số chế độ thử cho trước để có cơ sở khoa
học dự báo khả năng làm việc là cần thiết. Theo Tiêu chuẩn của LB Nga [1], tính chất ma sát
học làm việc ở điều kiện ma sát khô và nhiệt độ tức thời khi phanh được xác định bởi các tiêu
chí: Hệ số ma sát (khô): f = 0,17 ÷ 0,34; Độ bền mòn tính toán khi thử mòn nhanh trong
phòng thí nghiệm: Ih = 1,3÷15µm/1 lần phanh (vật liệu đối ứng là gang ЧHMX); Cường độ
mòn: Ih = 5÷40 µm/1 lần phanh (vật liệu đối ứng là thép 38XC).
2. ĐIỀU KIỆN THÍ NGHIỆM
- Vật liệu thí nghiệm sử dụng là các mẫu HKMSFe (có thành phần hóa học: 67 %Fe +
9 %Cu + 6 %Cgr + 5 %SiO2 + 3 % B4C + 7% phụ gia liên kết các loại, đã có điều chỉnh so
với vật liệu khảo sát ở công trình [4]) nhận được ở các chế độ tạo phôi khác nhau (theo quy
hoạch thực nghiệm định hướng công nghệ) sau ép nguội tạo hình và thiêu kết lần 1 có đặc
điểm: độ xốp thể tích trung bình γt.b = 40,0746 ÷ 25,8142 %, còn mật độ tương ứng là ρt.b =
3,8067 ÷ 4,7526 g/cm3. Độ xốp còn tương đối lớn, chưa đạt yêu cầu chế tạo má phanh ở
mức γt.b = 8 ÷ 18% như tài liệu của Nga công bố [3]. Vì thế, cần thực hiện các thí nghiệm ép
nóng mẫu hình trụ có kích thước phù hợp với khuôn ép nóng và được gia công từ các mảnh
ghép HKMSFe sau ép tạo hình và thiêu kết lần 1. Mức độ biến dạng dẻo tổng cộng áp dụng
cho công đoạn ép nóng lần 2 phải đạt được trong khoảng εΣ ≈ 19 ÷ 22%. Khi đó, độ xốp các
mẫu này sau ép nóng lần 2 sẽ có giá trị tính toán đạt khoảng γ*t.b = 8,8723 ÷ 10,3601 %,
còn mật độ tương ứng đạt ρ*t.b= 5,9876 ÷ 5,8802 g/cm3 [3].
- Để thí nghiệm biến dạng dẻo vật liệu HKMSFe cần sử dụng thiết bị ép nóng bằng
nguồn điện cảm ứng và các khuôn ép nóng chế tạo từ vật liệu graphit mật độ cao (có lớp áo
khuôn chịu lực làm bằng vật liệu composite cốt sợi cácbon – cácbon hoặc vật liệu gốm chịu
nhiệt độ cao). Khuôn ép nóng có đường kính ngoài D = 60 mm, đường kính trong d = 10 mm
nhằm mục đích chế tạo đồng thời các mẫu thí nghiệm đo độ xốp và đo hệ số ma sát của vật
liệu HKMSFe sau ép nóng lần 2. Dòng điện cảm ứng được cung cấp từ thiết bị ép nóng quy mô
phòng thí nghiệm có công suất nguồn đến 20 kW, chỉ dùng cho phôi ép nóng cỡ nhỏ (Hình 1a).

a)


b)

Hình 1. Ảnh chụp một thời điểm thí nghiệm (a) và sơ đồ nguyên lý ép nóng mẫu vật liệu
HKMSFe (b): 1 – Áo khuôn ép nóng; 2 – Lòng khuôn ép nóng graphit mật độ cao; 3 - Đế
khuôn; 4 - Chày ép nóng; 5 - Vòng cảm ứng nung khuôn; 6) Phôi ép nóng: mảnh ghép
HKMSFe sau ép tạo hình và thiêu kết lần 1 [3]
277


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV

Mạch cắt

Mạch cắt

Mạch cắt

Mạch cắt

b)

c)

a)

Hình 2. Ảnh giới thiệu thiết bị thí nghiệm TRIBOTESTER của hãng TTOTRIBOtechnic (a) và sơ đồ lấy mẫu vật liệu HKMSFe để thí nghiệm: (b) - cắt phôi dọc
theo hướng ép; (c) - cắt phôi ngang hướng ép [3]
Trong công trình [3] giới thiệu thiết bị TRIBOTESTER sử dụng cho thí nghiệm với
nguyên lý đo hệ số ma sát (Hình 2 a) và phương pháp lấy mẫu thử (Hình 2 b,c).

3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác định hệ số ma sát vật liệu HKMSFe ở trạng thái ép thiêu kết lần 1
Các thí nghiệm đo hệ số ma sát vật liệu HKMSFe sau ép tạo hình và thiêu kết lần 1
được thực hiện ở 4 chế độ thử khác nhau, kết quả cho trên Hình 3 a÷d.

a)

b)

c)

d)

Hình 3. Kết quả đo hệ số ma sát vật liệu HKMSFe ở các chế độ:
a) p = 6 N, v = 20 mm/s, S = 30 m; b) p = 12 N, v = 20 mm/s, S = 30 m;
c) p = 6 N, v = 30 mm/s, S = 30 m; d) p = 12 N, v = 30 mm/s, S = 30 m
278


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
Từ kết quả thí nghiệm trên Hình 3 cho thấy:
1. Ở chế độ thử với P = 6 N, v = 20 mm/s, quãng đường thử S = 30 m (Hình 3 a): hệ số
ma sát lúc khởi động fk.đ = 0,324, trong quá trình chạy thử có giá trị nhỏ nhất fmin = 0,324 và lớn
nhất fmax = 0,531, lấy trung bình là ft.b = 0,498;
2. Trong tường hợp thử với P = 12 N, v = 20 mm/s, quãng đường thử S = 30 m (Hình 3 b): hệ
số ma sát lúc khởi động fk.đ = 0,376, trong quá trình chạy thử có giá trị nhỏ nhất fmin = 0,360 và lớn
nhất fmax = 0,413, lấy trung bình là ft.b = 0,386;
3. Khi thử với P = 6 N, v = 30 mm/s, quãng đường thử S = 30 m (hình 3 c) ta nhận được hệ số
ma sát lúc khởi động fk.đ = 0,264, lúc chạy thử: fmin = 0,264, fmax = 0,548, ft.b = 0,504;
4. Với chế độ thử P = 12 N, v = 30 mm/s, quãng đường thử S = 30 m (Hình 3 d): hệ số ma sát

lúc khởi động fk.đ = 0,293, trong quá trình chạy thử có giá trị nhỏ nhất fmin = 0,248 và lớn nhất fmax
= 0,425, lấy trung bình là ft.b = 0,367.
- Ở chế độ tải trọng thử P = 6 ÷ 12 N, vận tốc trượt v = 20 mm/s và quãng đường thử
S = 30m: hệ số ma sát vật liệu HKMSFe lúc khởi động tăng từ fk.d = 0,324 lên fk.d = 0,376, còn
giá trị trung bình giảm tương đối mạnh từ ft.b = 0,498 xuống f t.b = 0,386 (xem Hình 3a, b).
Tương tự như vậy, ở chế độ thử P = 6 ÷ 12 N, vận tốc trượt v = 30 mm/s và quãng đường thử S
= 30 m: hệ số ma sát vật liệu HKMSFe lúc khởi động tăng từ fk.d = 0,264 lên f k.d = 0,293, còn
giá trị trung bình giảm cũng khá mạnh từ ft.b = 0,504 xuống f t.b = 0,367 (xem Hình 3c, d). Điều
này được giải thích bởi do khi tăng áp lực trong bộ đôi ma sát, tức là lực ma sát tác dụng theo
hướng pháp tuyến với bề mặt tiếp xúc ma sát tăng, dẫn đến lực ma sát tại thời điểm khởi động
tăng. Trong thời gian thử sau khởi động và xét trong cả thời gian thử nghiệm để đạt quãng
đường S = 30 m, hệ số ma sát trung bình không có thay đổi đột biến, điều đó chứng tỏ nó có
tính ổn định cao.
- Khi vận tốc trượt trong bộ đôi ma sát v = 20 mm/s biên độ dao động giữa giá trị nhỏ
nhất và lớn nhất trong quá trình thử ở các chế độ có tải trọng với (p) và (v) khác nhau là khác
6*20
6*20
nhau. Từ Hình 3a ta có hiệu số giữa hệ số ma sát lớn nhất và nhỏ nhất ∆f = f max
=
− f min
12*20
12*20
0,531 – 0,324 = 0,207, còn từ Hình 3b hiệu số đó là ∆f = f max
= 0,413 – 0,36 =
− f min
0,053. Khi tăng vận tốc trượt trong bộ đôi ma sát lên v = 30 mm/s, biên độ dao động giữa giá
trị nhỏ nhất (fmin) và lớn nhất (fmax) trong quá trình thử ở các chế độ với có tải trọng với (P) và
6*30
6*30
(v) thay đổi là khác nhau. Ở thí nghiệm ứng với kết quả trên hình 6 ta có ∆f = f max

=
− f min
12*30
12*30
0,548 – 0,264 = 0,294, còn ở thí nghiệm hình 3c thì ∆f = f max
= 0,425 – 0,248 =
− f min
0,177. Từ các số liệu tính toán này cho thấy ∆f có xu hướng giảm mạnh theo chiều tăng của
lực ép nén lớp vật liệu HKMSFe (P) và tăng nhẹ theo chiều tăng của vận tốc trượt (v) trong bộ
đôi ma sát thử nghiệm.

3.2. Xác định hệ số ma sát vật liệu HKMSFe ở trạng thái qua ép nóng lần 2
Phân tích kết quả thí nghiệm đo hệ số ma sát của vật liệu HKMSFe sau ép nóng lần 2 cho
trên Hình 4a÷f dưới đây cho thấy:
1. Chế độ thử tải mẫu vật liệu HKMSFe sau ép nóng lần 2 có ký hiệu số 1-EN (Hình 4a):
ma sát khô; môi trường thử ở nhiệt độ T = 25 OC và độ ẩm 90% r.H; lực ma sát P = 6 N (áp lực
tương ứng 1,91 MPa); vận tốc trượt v = 20 mm/s); quãng đường thử S = 30 m. Kết quả đo
được: hệ số ma sát tại thời điểm khởi động fk.d = 0,324; hệ số ma sát trong thời gian chạy thử ổn
định fô.đ = 0,498; hệ số ma sát nhỏ nhất fmin = 0,324; hệ số ma sát lớn nhất f max = 0,531. Ở đây:
áp lực (p) và tốc độ trượt (v) trong bộ đôi ma sát cho ở mức nhỏ nhất. Các giá trị đo được của hệ
số ma sát ở mẫu này đều cao, chứng tỏ vật liệu HKMSFe có đặc tính ma sát học rất tốt và ổn
định trong quá trình thử. Điều đó chứng tỏ khi vật liệu HKMSFe qua ép nóng lần 2 đã có độ
xốp trung bình giảm mạnh và mật độ tương ứng tăng cao làm cho diện tích tiếp xúc trực tiếp
279


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
của bề mặt khảo sát với chi tiết ma sát đối ứng được tăng cao hơn so với cùng bề mặt khảo sát ở
mẫu ép thiêu kết lần 1. Khi đó hệ số ma sát có xu hướng gia tăng là lẽ đương nhiên;
2. Mẫu vật liệu HKMSFe sau ép nóng lần 2 có ký hiệu số 2-EN cho trên Hình 4b: khảo

sát với điều kiện ma sát khô; môi trường thử ở nhiệt độ T = 25OC và độ ẩm 90% r.H; lực ma
sát P = 6 N (áp lực tương ứng p = 1,91 MPa); vận tốc trượt v = 30 mm/s; quãng đường thử S
= 30m. Hệ số ma sát đo được tại thời điểm khởi động fk.d = 0,284; hệ số ma sát trong thời gian
thử ổn định fô.đ = 0,504; hệ số ma sát nhỏ nhất fmin= 0,264; hệ số ma sát lớn nhất f max =
0,548. Các giá trị nhận được của hệ số ma sát tại thời điểm khởi động, trong quá trình thử ổn
định, giá trị nhỏ nhất và lớn nhất đều rất cao và gần giống như mẫu số 1-EN đã xét ở trên. Bộ
thông số thử ở chế độ này chứng tỏ vật liệu HKMSFe có đặc tính ma sát học rất tốt. Điều đó
đảm bảo cho việc có khả năng ứng dụng để chế tạo guốc phanh tàu vận tải khoáng sản đường
sắt trên thực tiễn vì có hệ số ma sát rất lớn và ổn định trong quá trình thử nghiệm.

a)

b)

c)

d)

e)

f)

Hình 4. Kết quả đo hệ số ma sát mẫu vật liệu HKMSFe sau ép nóng lần 2 ở điều kiện ma
sát khô trong môi trường không khí [3]: a) Mẫu số 1-EN; b) Mẫu số 2-EN;
c) Mẫu số 3-EN; d) Mẫu số 4-EN; e) Mẫu số 5-EN; f) Mẫu số 6-EN
3. Chế độ thử tải đối với mẫu vật liệu HKMSFe sau ép nóng lần 2 có ký hiệu số 3-EN
(hình 4c) với điều kiện ma sát khô; môi trường thử ở nhiệt độ T = 300C và độ ẩm 70% r.H;
lực ma sát P = 10 N (áp lực tương ứng p = 2,865 MPa); vận tốc trượt v = 42 mm/s; quãng
đường thử S = 30 m. Hệ số ma sát đo được tại thời điểm khởi động fk.d = 0,4; hệ số ma sát
trong quá trình thử ổn định fô.đ = 0,528; hệ số ma sát nhỏ nhất fmin = 0,394; hệ số ma sát lớn

280


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
nhất f max = 0,582. Các giá trị nhận được của hệ số ma sát tại thời điểm khởi động, trong quá
trình thử ổn định, giá trị nhỏ nhất và lớn nhất đều rất cao và tương tự như các mẫu số 1-EN và
mẫu 2-EN đã xét ở trên. Bộ thông số thử ở chế độ này có thể là căn cứ khoa học đảm bảo cho
vật liệu HKMSFe ứng dụng để chế tạo guốc phanh tàu vận tải khoáng sản đường sắt vì có hệ
số ma sát rất lớn và trong quá trình thử nghiệm có tính ổn định khá tốt;
4. Đối với mẫu vật liệu HKMSFe sau ép nóng lần 2 có ký hiệu là 4-EN (Hình 4d) thí
nghiệm với điều kiện ma sát khô; môi trường thử ở nhiệt độ T = 300c và độ ẩm 70% r.H; lực
ma sát P = 10 N (áp lực tương ứng p = 2,865 MPa); vận tốc trượt v = 62,8 mm/s); quãng
đường thử S = 30 m. Kết quả đo được: hệ số ma sát tại thời điểm khởi động fk.d = 0,439; hệ số
ma sát khi thử ổn định f ô.đ = 0,491; hệ số ma sát nhỏ nhất fmin = 0,41; hệ số ma sát lớn nhất
fmax = 0,576. Tương tự như các mẫu thử nghiệm ở chế độ tải và điều kiện môi trường thử
tương ứng đã xét ở trên, các giá trị nhận được của hệ số ma sát tại thời điểm khởi động, trong
quá trình thử ổn định, giá trị nhỏ nhất và lớn nhất đều rất cao. Điều đó đảm bảo cho vật liệu
HKMSFe sử dụng cho má phanh có khả năng làm việc tốt trong điều kiện thực tiễn của bộ
phanh tàu vận tải khoáng sản đường sắt vì có tính chất ma sát học ổn định;
5. Chế độ thử tải đối với mẫu vật liệu HKMSFe số 5-EN gia công ở trạng thái sau ép
nóng lần 2 (hình 4e) với điều kiện ma sát khô; môi trường thử ở nhiệt độ T = 250c và độ ẩm
90% r.H; lực ma sát P = 12 N (áp lực tương ứng p = 3,82 MPa); tốc độ trượt v = 30 mm/s);
quãng đường thử S = 30 m. Kết quả đo hệ số ma sát tại thời điểm khởi động là fk.d = 0,293; hệ
số ma sát khi quá trình thử ổn định fô.đ = 0,367; hệ số ma sát nhỏ nhất fmin = 0,248; hệ số ma
sát lớn nhất fmax = 0,425.Các giá trị đo được của hệ số ma sát tại thời điểm khởi động, trong
quá trình thử ổn định, giá trị nhỏ nhất và lớn nhất đều nằm trong phạm vi cho phép tương
đương vật liệu luyện kim bột mác ФMK -11 và MKB-50A của Liên bang Nga chế tạo. Vật
liệu HKMSFe nhận được ở chế độ QHTN này đảm bảo có khả năng làm việc tốt và ổn định
trong điều kiện thực tiễn của bộ phanh đầu máy kéo tàu vận tải khoảng sản;
6. Mẫu vật liệu HKMSFe sau ép nóng lần 2 có ký hiệu số 6-EN (hình 4f) thử nghiệm với điều

kiện ma sát khô; môi trường thử ở nhiệt độ T = 200C và độ ẩm 90% r.H; lực ma sát P = 12 N (áp lực
tương ứng p = 3,82 MPa); tốc độ trượt v = 125,7 mm/s); quãng đường thử S = 100 m. Kết quả đo
được: hệ số ma sát tại thời điểm khởi động fk.d = 0,223; hệ số ma sát trong khi chạy thử ổn định f ô.đ
= 0,338; hệ số ma sát nhỏ nhất f min = 0,219; hệ số ma sát lớn nhất f max = 0,423. Các số liệu nhận
được ở thí nghiệm này đối với các mẫu đã khảo sát ở trên cho thấy khi thay đổi bộ thông số quy
định điều kiện thử, đặc biệt là tăng áp lực tiếp xúc ma sát (p), tăng tốc độ trượt (v) và quãng đường
thử (S) thì hệ số ma sát nói chung có xu hướng còn giảm xuống thêm nữa. Điều này đúng với các
quy luật lý thuyết ma sát học nói chung. Vật liệu HKMSFe trong trường hợp này có thể đảm bảo
khả năng làm việc tốt trong bộ phanh tàu vận tải khoáng sản.
4. KẾT LUẬN
1. Qua việc phân tích và thảo luận trên đây đối với 4 mẫu sau ép tạo hình và thiêu kết lần 1, 6
mẫu sau ép nóng lần 2 khi thử nghiệm ở các chế độ tải khác nhau để xác định hệ số ma sát và tính
ổn định của nó trong quá trình ma sát cho thấy: vật liệu HKMSFe chế thử của nhóm nghiên cứu ở
trạng thái sau gia công ép nóng lần 2 với lượng biến dạng giảm thể tích khoảng 19 ÷ 22 % đã làm,
giảm độ xốp xuống còn γ*t.b = 8,8723% (mẫu số 3b, biến dạng εΣ(3) = 21,8%) và γ*t.b =
10,3601% (mẫu số 10b, biến dạng εΣ(10)= 20,5%), đồng thời làm tăng mật độ tương ứng lên
mức ρ*t..b = 5,9876 g/cm3 (mẫu số 3b) và ρ*t..b = 5,8802 g/cm3. Với đặc tính đó, vật liệu HKMSFe
chế thử có thể đạt chuẩn đảm bảo được tính năng vật liệu với hệ số ma sát tốt và ổn định khi thử với
điều kiện ma sát khô trong môi trường không khí theo yêu cầu chế tạo sản phẩm má phanh tàu vận
tải khoáng sản đường sắt;
2. Quy luật nhận được từ các kết quả thực nghiệm trong công trình này là phù hợp với lý
thuyết ma sát học: hệ số ma sát trong bộ đôi tiếp xúc ma sát phụ thuộc vào áp lực tác dụng giữa hai
chi tiết đối ứng và vận tốc trượt tương đối giữa chúng. Khi áp lực càng cao dẫn đến chúng bị ép nén
281


Kỷ yếu hội nghị khoa học và công nghệ toàn quốc về cơ khí - Lần thứ IV
vào với nhau chặt hơn và làm cho hệ số ma sát càng tăng. Còn khi vận tốc trượt càng lớn thì khả
năng dính bết giữa 2 chi tiết ma sát đối ứng càng giảm, dẫn đến hệ số ma sát giảm;
3. Các kết quả thực nghiệm đã chứng tỏ vật liệu HKMSFe chế thử ở Việt Nam có hệ số

ma sát khá cao (fmin = 0,248 ÷ 0,36; fmax = 0,425 ÷ 0,548 ở trạng thái sau thiêu kết lần 1; fmin =
0,219 ÷ 0,41; fmax = 0,423 ÷ 0,582 ở trạng thái sau ép nóng lần 2) và ổn định trong quá trình
thử ma sát, so sánh được với tính chất vật liệu tương tự như mác vật liệu hợp kim ma sát nền
bột sắt ФMK-11 hoặc MKB-50A của Nga chế tạo.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Федорченко И. М. и другие, Свойства порошков, металлов, тугоплавких
cоединений и спеченных материалов, Киев, Издат-вo: Наукова думка, 1978, 183 c.;
[2]. Hà Minh Hùng, Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu hợp kim 3 lớp (trimetal) Ứng
dụng làm đĩa ma sát của bộ ly hợp động cơ máy động lực, máy công trình và phương tiện
vận tải, Báo cáo tổng kết đề tài NCKH cấp Bộ Công thương mã số 119.13RD/HĐ-KHCN,
Viện Nghiên cứu Cơ khí, Hà Nội, 2013;
[3]. Hà Minh Hùng, Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phối hợp luyện kim bột và xử lý bề mặt
để chế tạo vật liệu hợp kim ma sát nền bột sắt làm guốc phanh tàu vận tải khoáng sản
đường sắt, Báo cáo tổng kết đề tài NCKH cấp Bộ Công thương mã số 106.14RD/HĐKHCN, Viện Nghiên cứu Cơ khí, Hà Nội, 2014;
[4]. Hà Minh Hùng, Đoàn Đình Phương, Ứng dụng công nghệ luyện kim bột chế tạo vật liệu
ma sát nền sắt sử dụng làm má phanh tàu vận tải đường sắt, Báo cáo khoa học tham dự
Hội nghị KH&CN toàn quốc về Cơ khí lần thứ IV (bài báo 1), mã số 63.

282