钨/铜载流摩擦副的电弧烧蚀行为

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(1.机械科学研究总院武汉材料保护研究所，特种表面保护材料及应用国家重点实验室，武汉 430030； 2.洛阳理工学院材料科学与工程学院，洛阳 471023;3.河南科技大学，河南省材料摩擦学重点实验，洛阳 471003)

0 引 言

载流摩擦副是在相对运动中传递电能的摩擦副，如为电力机车提供电能的受电弓滑板和接触网导线、电动机中的碳刷和金属滑环以及高低压开关等。载流摩擦副的摩擦磨损性能直接影响着其使用寿命和电能传递的可靠性[1-3]。由于电流的导入，载流摩擦副的摩擦磨损行为具有特殊性，在高速重载条件下，其摩擦磨损性能会急剧恶化[4-8]。研究发现，载流摩擦副因运动不平稳而脱离或闭合时产生的载流电弧是导致其性能恶化的主要原因。在日本和德国，学者们希望通过先进制造和装配技术来提高载流摩擦副接触的平稳性，从而避免载流电弧的产生，但效果并不理想[9]。载流电弧的产生是不可避免的，因此减轻电弧烧蚀成为研究人员关注的重点。

载流摩擦副在工作过程中，接触表面会产生摩擦热、电阻热和接触不平稳时形成的电弧热，其中电弧热是导致其摩擦磨损性能和导电品质下降的主要因素[10]。载流电弧的产生具有随机性和瞬时性，很难对其性能进行研究。目前研究大多集中在高低压开关在脱离或闭合时产生的载流电弧的燃弧和烧蚀性能[11-12]，以及电力机车升弓条件下产生的弓网电弧的性能上[13]。一般的载流电弧在燃弧过程中只做垂直方向的单向运动，但是电力机车运行时产生的弓网电弧不仅会随受电弓滑板做垂直方向的上下运动，还会沿接触线做水平方向的切向运动，而目前对多向运动下载流电弧性能的研究还未见报道。……