一種離合器從動盤用摩擦材料及其制備方法與流程

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本發(fā)明涉及一種混雜纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種離合器從動盤用摩擦材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

摩擦材料已經(jīng)被普遍應(yīng)用于軌道交通工具的制動器摩擦材料和離合器從動盤上，它們是實(shí)現(xiàn)減速、啟停功能的十分關(guān)鍵的零部件，通過行駛過程中的摩擦將機(jī)器的動能轉(zhuǎn)化為熱能或其它形式的能量，從而達(dá)到制動的目的。隨著摩擦材料所應(yīng)用的工況條件越來越嚴(yán)峻，同時，伴著國內(nèi)外越來越注重摩擦材料在各領(lǐng)域使用的過程中對人類健康、周圍環(huán)境及能源資源的影響，在企業(yè)生產(chǎn)中，摩擦材料除了需要良好而適中的摩擦系數(shù)、較低的磨損率、優(yōu)秀的耐熱性、較高的力學(xué)強(qiáng)度、不易損傷對偶材料等綜合性能，還需要具有環(huán)保性，如低噪音、落灰少、無污染等。

多種纖維混雜增強(qiáng)摩擦材料已經(jīng)成了這個行業(yè)主流的發(fā)展趨勢，增強(qiáng)纖維之間的協(xié)同作用是影響摩擦材料綜合性能的關(guān)鍵因素之一，科學(xué)設(shè)計增強(qiáng)纖維的混雜配比能有效提高摩擦材料的摩擦磨損性能。

摩擦材料的增強(qiáng)纖維主要是金屬纖維、陶瓷纖維、玻璃纖維、有機(jī)纖維、礦物纖維及碳纖維等，但它們在作為單一纖維使用時都存在一些問題，如傳統(tǒng)的石棉纖維會污染環(huán)境，產(chǎn)生致癌作用，現(xiàn)在已被禁止投入生產(chǎn)；而玻璃纖維材料的磨損率比較大，涉水性差，高溫摩擦系數(shù)不穩(wěn)定；碳纖維增強(qiáng)摩擦材料的性能優(yōu)異，但是生產(chǎn)中材料成本過高，量產(chǎn)化的收益比較低；其它的纖維增強(qiáng)材料，有的浸潤性不佳，有的制備工藝復(fù)雜，因此本發(fā)明選擇玄武巖纖維、鋼纖維和鈦酸鉀晶須混雜增強(qiáng)摩擦材料，充分利用它們之間協(xié)同作用，取長補(bǔ)短，彌補(bǔ)摩擦材料綜合性能上的不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對單一纖維增強(qiáng)作用的不足以及同類摩擦產(chǎn)品出現(xiàn)的一些問題，提供一種多種纖維和晶須混雜增強(qiáng)摩擦材料，降低了高溫摩擦材料的磨損率，穩(wěn)定了高溫工況下的摩擦系數(shù)，明顯改善了其抗熱衰退性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的離合器從動盤用摩擦材料，其是以玄武巖纖維、鋼纖維和鈦酸鉀晶須混雜作為主要增強(qiáng)材料，以腰果殼油改性酚醛樹脂和丁腈膠粉為基體材料，按照質(zhì)量百分比，由以下原材料組成：腰果殼油改性酚醛樹脂14％、丁腈膠粉7％、玄武巖纖維4.6-12％、鋼纖維4.6-12％、鈦酸鉀晶須4.6-12％、硫酸鋇粉末21％、石墨12％、蛭石6％、鋁粉5％、重晶石7％，棕剛玉4％，各組分總質(zhì)量百分比為100％。

本發(fā)明提供的離合器從動盤用摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)配料：

將配方中各組分按質(zhì)量百分比進(jìn)行稱量，所述配方為：

腰果殼油改性酚醛樹脂14％、丁腈膠粉7％、玄武巖纖維4.6-12％、鋼纖維4.6-12％、鈦酸鉀晶須4.6-12％、硫酸鋇粉末21％、石墨12％、蛭石6％、鋁粉5％、重晶石7％，棕剛玉4％，各組分總質(zhì)量百分比為100％。

(2)混料：

先將玄武巖纖維、鋼纖維和摩擦填料加入混料機(jī)中攪拌5-8分鐘，混合均勻后，再依次加入腰果殼油改性酚醛樹脂和鈦酸鉀晶須再次攪拌5-8分鐘至混合均勻；

(3)熱壓成型：

將混合均勻的粉料倒入模具中，設(shè)置壓機(jī)成型溫度為170℃，成型壓力為15mpa，分別間隔25s、20s、15s、10s排氣一次，一共4次，保壓450s；

(4)熱處理：

將脫模出的半成品放入烘箱中，設(shè)置以每20℃的溫度變化梯度，從室溫開始等速升溫至155℃，每個溫度梯度保溫1h。

本發(fā)明中，所述的玄武巖纖維采用短切玄武巖纖維，其直徑3-15um，長徑比100-300。

本發(fā)明中，所述的鋼纖維采用短切鋼纖維，其直徑0.5-0.8mm，長徑比30-60。

本發(fā)明中，所述的鈦酸鉀晶須的直徑為0.5-1.5um，長徑比8-30。

本發(fā)明制備的離合器從動盤用摩擦材料，其在250℃以上摩擦系數(shù)＞0.45，每個溫度下的磨損率很低僅有0.08-0.31。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有的技術(shù)而言具有以下主要的優(yōu)勢：

本發(fā)明提供離合器從動盤用摩擦材料的體系中，玄武巖纖維能使摩擦材料在200℃-300℃時摩擦系數(shù)穩(wěn)定，但是100℃-200℃時摩擦系數(shù)較低；而鋼纖維能提高摩擦材料的摩擦系數(shù)和機(jī)械強(qiáng)度，但其磨損率會增大；鈦酸鉀晶須對提高摩擦材料的摩擦系數(shù)影響不大，但可以降低摩擦材料在高溫時的磨損率，這三種增強(qiáng)材料混雜后能取長補(bǔ)短，充分發(fā)揮它們之間的協(xié)同作用，使摩擦材料在250℃以上，摩擦系數(shù)u＞0.45，沖擊強(qiáng)度＞4.5kj/m²，而每個溫度下的磨損率在0.08-0.31之間。采用步驟(2)中的混料順序，可以讓鈦酸鉀晶須更好包裹著玄武巖纖維和鋼纖維，并均勻分散在摩擦體系中，在摩擦過程中使摩擦表面形成連續(xù)的轉(zhuǎn)移膜，既能提供比較高的摩擦系數(shù)，又能降低磨損率。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但并不局限于下面所述內(nèi)容。

本發(fā)明提供的一種用于離合器從動盤用摩擦材料，原材料按質(zhì)量百分比計算，包括：腰果殼油改性酚醛樹脂14％、丁腈膠粉7％、玄武巖纖維4.6-12％、鋼纖維4.6-12％、鈦酸鉀晶須4.6-12％、硫酸鋇粉末21％、石墨12％、蛭石6％、鋁粉5％、重晶石7％，棕剛玉4％，各組分總質(zhì)量百分比為100％。

所述離合器從動盤用摩擦材料中樹脂和橡膠的含量須適中，過大則會使材料的硬度太高，影響摩擦性能；過小則導(dǎo)致不能充分、完全浸潤纖維和填料，導(dǎo)致粘結(jié)作用降低，使它們發(fā)生剝落，因此本發(fā)明選擇腰果殼油改性酚醛樹脂14％，丁腈膠粉7％。

增強(qiáng)纖維之間的協(xié)同作用對摩擦材料綜合性能的影響比較顯著，鋼纖維和玄武巖纖維對材料摩擦系數(shù)影響較大，同時也會造成高溫時磨損率較高、摩擦系數(shù)不穩(wěn)定，而鈦酸鉀晶須對增大材料摩擦系數(shù)的效果不大，但是能有效降低摩擦材料高溫時磨損率和穩(wěn)定摩擦系數(shù)，本發(fā)明控制它們的總質(zhì)量百分比為24％時，可以獲得良好的綜合性能。

實(shí)施例1：

離合器從動盤用摩擦材料由以下原材料制成：腰果殼油改性酚醛樹脂14％，丁腈膠粉7％，玄武巖纖維12％，鋼纖維7.4％，鈦酸鉀晶須4.6％，硫酸鋇粉末21％，石墨12％，蛭石6％，鋁粉5％，重晶石7％，棕剛玉4％，均為質(zhì)量百分比，各組分總質(zhì)量百分比為100％。

上述離合器從動盤用摩擦材料的制備方法，其步驟如下：

(1)配料：將配方中各組分按質(zhì)量百分比進(jìn)行稱量；

(2)混料：先將玄武巖纖維、鋼纖維和摩擦填料加入混料機(jī)中攪拌5-8分鐘，混合均勻后依次加入腰果殼油改性酚醛樹脂和鈦酸鉀晶須，然后攪拌5-8分鐘至混合均勻；所述摩擦填料為硫酸鋇粉末、石墨、蛭石、鋁粉、重晶石，棕剛玉；

(3)熱壓成型：將混合均勻的粉料倒入模具中，設(shè)置壓機(jī)成型溫度為165-170℃，成型壓力為15mpa，分別間隔25s、20s、15s、10s排氣一次，一共4次，保壓450s；

(4)熱處理：將脫模出的半成品放入烘箱中，設(shè)置以每20℃的溫度變化梯度，從室溫開始等速升溫至155℃，每個溫度梯度保溫1h，待自然冷卻至常溫后取出，得到離合器從動盤用摩擦材料。

實(shí)施例2：

離合器從動盤用摩擦材料由以下原材料制成：腰果殼油改性酚醛樹脂14％、丁腈膠粉7％、玄武巖纖維12％、鋼纖維4.6％、鈦酸鉀晶須7.4％、硫酸鋇粉末21％、石墨12％、蛭石6％、鋁粉5％、重晶石7％，棕剛玉4％，均為質(zhì)量百分比，各組分總質(zhì)量百分比為100％。