CN102796270B - 一种离合器用摩擦材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离合器用摩擦材料的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：1)按重量配比称料，然后将氧化铝粉、氧化锌粉、氮化硼粉、硅藻土、铬铁矿粉、硅酸钙陶瓷粉、硫酸钡、滑石粉放入混料机中混合约5-7小时，然后加入胶体二硫化钼再混合约1-2小时，然后加入片状石墨再混合约1-2小时，制备得到粉体混合料备用；2)将酚醛树脂、聚乙稀醇缩丁醛、海泡石纤维、天然纤维素纤维混合搅拌约2-4小时，然后加入步骤1)制备的混合料，再搅拌约5-7小时，获得摩擦材料混合料；3)将步骤2)获得的摩擦材料混合料压制成坯体，然后在约165-175℃、15-25MPa的压力下模压20-22分钟，再在185-195℃下热处理10-14小时即可。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域，特别涉及一种离合器用摩擦材料的制备方法。
背景技术
离合器用摩擦材料是中高档汽车如轿车、面包车及其它机动车和各种重型机械使用的离合装置中传递动力的关键材料。
离合器用摩擦材料性能各异，但通常都是由粘结剂、增强纤维、磨料、润滑材料、填料五大类材料组成。在20世纪20-70年代，含石棉的复合摩擦材料几乎是一统天下，采用含石棉的复合摩擦材料作为各种机动车辆的制动摩擦材料具有较好的性能和价格。从1972年国际肿瘤医学会确认石棉及高温挥发物属于致癌物后，国际上掀起一股禁止使用石棉摩擦材料的浪潮，在近30多年的摩擦材料研究中，绝大部分集中在无石棉复合摩擦材料方面。在代替石棉的纤维中，除了钢纤维外，目前比较多见的有：玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维以及这些纤维相混合的混杂纤维。
以钢纤维或金属粉(铸铁粉、还原铁粉)代替石棉纤维，申请号：89100843.8，半金属摩擦材料；申请号：92106617.1，半金属无石棉轿车刹车片及其生产方法。在使用中发现半金属摩擦材料存在如下缺点：钢纤维容易生锈，锈蚀后或者出现粘着对偶或者损伤对偶，使摩擦片强度降低，磨损加剧，摩擦系数稳定性变差；半金属摩擦材料虽然消除了石棉摩擦材料容易产生的高频噪音，却易产生低速下的低频噪音。
玻璃纤维的特点是硬度高、热稳定性较好、与树脂亲和性好、价格低廉。玻璃纤维发展历史较长，是早期无石棉摩擦材料中使用较多的纤维。申请号：02112952.5无石棉摩擦材料增强基材及其制造工艺，介绍了主要含玻璃纤维的复合摩擦材料。在使用中玻璃纤维摩擦材料都表现出较高的磨损率，玻璃纤维硬度过高而塑性极差也是造成高磨损率的原因之一。同时也会对偶件产生擦伤和磨损，在重载高温下，摩擦系数波动较大，稳定性较差。
芳纶纤维又称Kevlar纤维，是一种芳族聚酰胺有机人造纤维，是美国杜邦公司开发的产品。申请号：200610200693.4，一种混杂纤维增强摩擦材料及其制备方法，介绍了主要含芳纶纤维的复合摩擦材料。其特征是具有相当高的强度和韧性、中等的模量、很小的密度、耐磨、耐热、高温下尺寸稳定好，没有碳纤维与玻璃纤维所呈现的脆性。但在使用中发现摩擦材料中Kevlar的含量会对其摩擦学特性产生较大的影响。当Kevlar的含量超过10％时，摩擦系数降低50％，磨损率降低一个数量级，但Kevlar含量继续增加，摩擦系数基本保持不变，而磨损率随Kevlar含量增加而继续下降。这表明，Kevlar的加入极大地提高了摩擦材料的耐磨性，但其摩擦系数也随之下降。尽管芳纶纤维增强的摩擦材料具有极明显的耐磨性优势，并且在装车试验中也到了令人满意的结果，但由此引起的摩擦系数的降低却是汽车摩擦材料所不希望的。
碳纤维有机摩擦材料的突出优点是其高温摩擦稳定性好、耐磨。申请号：200410075132.7，含部分碳化的碳纤维的摩擦材料。但由于较高的价格影响了它的推广使用。
综上所述，现代摩擦材料的发展必须在考虑减少摩擦材料生产和加工时的环境污染的同时，还必须考虑以及摩擦材料在使用过程中的污染和报废的摩擦材料对环境的污染作用，以及摩擦材料的成本和性能等各种因素。随着技术的发展，现有的摩擦材料越来越不能满足离合器片的使用要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种离合器用摩擦材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种离合器用摩擦材料的制备方法，该摩擦材料以重量份计由下列组分组成：酚醛树脂35-37份，聚乙稀醇缩丁醛2-4份，海泡石纤维10-12份，天然纤维素纤维6-8份，120-320目氧化铝粉4-6份，-200目氧化锌粉5-7份，-200目氮化硼粉1-2份，硅藻土2-4份，-320目铬铁矿粉5-7份，-150目硅酸钙陶瓷粉6-8份，-320目硫酸钡8-10份，滑石粉3-5份，胶体二硫化钼2-4份、-120目片状石墨8-10份；所述的制备方法包括如下步骤：
1)按上述重量配比称料，然后将氧化铝粉、氧化锌粉、氮化硼粉、硅藻土、铬铁矿粉、硅酸钙陶瓷粉、硫酸钡、滑石粉放入混料机中混合约5-7小时，然后加入胶体二硫化钼再混合约1-2小时，然后加入片状石墨再混合约1-2小时，制备得到粉体混合料备用；
2)将酚醛树脂、聚乙稀醇缩丁醛、海泡石纤维、天然纤维素纤维混合搅拌约2-4小时，然后加入步骤1)制备的混合料，再搅拌约5-7小时，获得摩擦材料混合料；
3)将步骤2)获得的摩擦材料混合料压制成坯体，然后在约165-175℃、15-25MPa的压力下模压20-22分钟，再在185-195℃下热处理10-14小时即可。
本发明具有以下有益效果：
1)本发明优化选择了摩擦组元和润滑组元的材料，采用海泡石纤维和天然纤维素纤维的组合作为纤维增强组元。
2)同时添加氧化铝粉、氧化锌粉、氮化硼粉、硅藻土、铬铁矿粉、硅酸钙陶瓷粉、硫酸钡、滑石粉多种陶瓷组分，利用上述各种陶瓷的硬度、孔隙度、耐火度、颗粒形状的不同，相互结合，相互弥补，共同提高摩擦材料的性能。
3)特别是优化了上述各陶瓷粉末的粒度搭配，使得其在摩擦材料中有骨架形成组分，有填充组分。上述粒度的配合使得在离合器工作过程中陶瓷组分可起到支撑作用以降低磨损作用，还能起到降低对对偶面的粘接，还能保证不划伤对偶件。
4)并在大量实验的基础上，合理的选择了各组分的比例，使得各组分在离合器工作期间可起到协调作用效果，即合理的调配摩擦系数，使其稳定适宜，又降低了磨损，并且工作平稳，无噪音。
5)本发明的制备方法按组分的特性多次分步混合，特别是将不易混匀的胶体二硫化钼和石墨后续分次添加，待其它粉末混匀后再分别添加，使得制备的粉末混合料均匀一致。
6)然后根据所选取的各组分的特点和比例，在大量实验的基础上优化了热压温度和压力以及热处理的温度和时间，从而使得制备的摩擦材料性能优异。
7)本发明的摩擦材料的静摩擦系数大，磨损小，传递动力效率高。
具体实施方式
实施例一
一种离合器用摩擦材料的制备方法，该摩擦材料以重量份计由下列组分组成：酚醛树脂35份，聚乙稀醇缩丁醛4份，海泡石纤维10份，天然纤维素纤维8份，120-320目氧化铝粉4份，-200目氧化锌粉7份，-200目氮化硼粉1份，硅藻土4份，-320目铬铁矿粉5份，-150目硅酸钙陶瓷粉8份，-320目硫酸钡8份，滑石粉5份，胶体二硫化钼2份、-120目片状石墨10份；所述的制备方法包括如下步骤：
1)按上述重量配比称料，然后将氧化铝粉、氧化锌粉、氮化硼粉、硅藻土、铬铁矿粉、硅酸钙陶瓷粉、硫酸钡、滑石粉放入混料机中混合约5小时，然后加入胶体二硫化钼再混合约2小时，然后加入片状石墨再混合约1小时，制备得到粉体混合料备用；
2)将酚醛树脂、聚乙稀醇缩丁醛、海泡石纤维、天然纤维素纤维混合搅拌约2小时，然后加入步骤1)制备的混合料，再搅拌约7小时，获得摩擦材料混合料；
3)将步骤2)获得的摩擦材料混合料压制成坯体，然后在约165℃、25MPa的压力下模压20分钟，再在195℃下热处理10小时即可。
实施例二
一种离合器用摩擦材料的制备方法，该摩擦材料以重量份计由下列组分组成：酚醛树脂37份，聚乙稀醇缩丁醛2份，海泡石纤维12份，天然纤维素纤维6份，120-320目氧化铝粉6份，-200目氧化锌粉5份，-200目氮化硼粉2份，硅藻土2份，-320目铬铁矿粉7份，-150目硅酸钙陶瓷粉6份，-320目硫酸钡10份，滑石粉3份，胶体二硫化钼4份、-120目片状石墨8份；所述的制备方法包括如下步骤：
1)按上述重量配比称料，然后将氧化铝粉、氧化锌粉、氮化硼粉、硅藻土、铬铁矿粉、硅酸钙陶瓷粉、硫酸钡、滑石粉放入混料机中混合约7小时，然后加入胶体二硫化钼再混合约1小时，然后加入片状石墨再混合约2小时，制备得到粉体混合料备用；
2)将酚醛树脂、聚乙稀醇缩丁醛、海泡石纤维、天然纤维素纤维混合搅拌约4小时，然后加入步骤1)制备的混合料，再搅拌约5小时，获得摩擦材料混合料；
3)将步骤2)获得的摩擦材料混合料压制成坯体，然后在约175℃、15MPa的压力下模压22分钟，再在185℃下热处理14小时即可。
实施例三
一种离合器用摩擦材料的制备方法，该摩擦材料以重量份计由下列组分组成：酚醛树脂36份，聚乙稀醇缩丁醛3份，海泡石纤维11份，天然纤维素纤维7份，120-320目氧化铝粉5份，-200目氧化锌粉6份，-200目氮化硼粉1.5份，硅藻土3份，-320目铬铁矿粉6份，-150目硅酸钙陶瓷粉7份，-320目硫酸钡9份，滑石粉4份，胶体二硫化钼3份、-120目片状石墨9份；所述的制备方法包括如下步骤：
1)按上述重量配比称料，然后将氧化铝粉、氧化锌粉、氮化硼粉、硅藻土、铬铁矿粉、硅酸钙陶瓷粉、硫酸钡、滑石粉放入混料机中混合约6小时，然后加入胶体二硫化钼再混合约1.5小时，然后加入片状石墨再混合约1.5小时，制备得到粉体混合料备用；
2)将酚醛树脂、聚乙稀醇缩丁醛、海泡石纤维、天然纤维素纤维混合搅拌约3小时，然后加入步骤1)制备的混合料，再搅拌约6小时，获得摩擦材料混合料；
3)将步骤2)获得的摩擦材料混合料压制成坯体，然后在约170℃、20MPa的压力下模压21分钟，再在190℃下热处理12小时即可。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (1)
1.一种离合器用摩擦材料的制备方法，其特征在于，该摩擦材料以重量份计由下列组分组成：酚醛树脂35-37份，聚乙稀醇缩丁醛2-4份，海泡石纤维10-12份，天然纤维素纤维6-8份，120-320目氧化铝粉4-6份，-200目氧化锌粉5-7份，-200目氮化硼粉1-2份，硅藻土2-4份，-320目铬铁矿粉5-7份，-150目硅酸钙陶瓷粉6-8份，-320目硫酸钡8-10份，滑石粉3-5份，胶体二硫化钼2-4份、-120目片状石墨8-10份；所述的制备方法包括如下步骤：
1)按上述重量配比称料，然后将氧化铝粉、氧化锌粉、氮化硼粉、硅藻土、铬铁矿粉、硅酸钙陶瓷粉、硫酸钡、滑石粉放入混料机中混合5-7小时，然后加入胶体二硫化钼再混合1-2小时，然后加入片状石墨再混合1-2小时，制备得到粉体混合料备用；
2)将酚醛树脂、聚乙稀醇缩丁醛、海泡石纤维、天然纤维素纤维混合搅拌2-4小时，然后加入步骤1)制备的混合料，再搅拌5-7小时，获得摩擦材料混合料；
3)将步骤2)获得的摩擦材料混合料压制成坯体，然后在165-175℃、15-25MPa的压力下模压20-22分钟，再在185-195℃下热处理10-14小时即可。
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