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摩擦材料的結構組分

發布時間:2018-06-21 14:19:08 文章來源:cqnfsxwy 點擊次數:845次

  摩擦材料屬于高分子三元復合材料,它包括三部分:

  (1) 以高分子化合物為粘結劑;

  (2) 以無機或有機纖維為增強組分;

  (3) 以填料為摩擦性能調節劑或配合劑。

  粘結劑

  摩擦材料所用的有機粘結劑為酚醛類樹脂和合成橡膠,而以酚醛類樹脂為主。它們的特點和作用是當處于一定加熱溫度下時先呈軟化而后進入粘流態,產生流動并均勻分布在材料中形成材料的基體,最后通過樹脂固化作用的橡膠硫化作用,把纖維和填料粘結在一起,形成質地致密的有相當強度及能滿足摩擦材料使用性能要求的摩擦片制品。

  對于摩擦材料而言,樹脂和橡膠的耐熱性是非常重要的性能指標。因為車輛和機械在進行制動和傳動工作時,摩擦片處于200℃~450℃左右的高溫工況條件下。此溫度范圍內,纖維和填料的主要部分為無機類型,不會發生熱分解。而對于樹脂和橡膠,有機類的來說,又進入熱分解區域。

  摩擦材料的各項性能指標此時多會發生不利的變化(摩擦系數、磨損、機械強度等),特別是摩擦材料在檢測和使用過程中發生的三熱(熱衰退、熱膨脹、熱龜裂)現象,其根源都是由于樹脂和橡膠、有機類的熱分解而致。因此選擇樹脂與橡膠對摩擦材料的性能具有非常重要的作用。選用不同的粘結劑就會得出不同的摩擦性能和結構性能。2013年使用酚醛樹脂及其改性樹脂。如:腰果殼油改性、丁腈粉改性、橡膠改性及其它改性酚醛樹脂作為摩擦材料的粘結劑。

  對樹脂的質量要求是:

  (1) 耐熱性好,有較好的熱分解溫度和較低的熱失重。

  (2) 粉狀樹脂細度要高,一般為100目~200目,最好在200目以上,有利于混料分散的均勻性,可降低樹脂在配方中的用量。

  (3) 游離酚含量低,以1%~3%為宜。

  (4) 適宜的固化速度 40s~60s(150℃)和流動距離(120℃ 40~80mm)。

  增強纖維

  纖維增強材料構成摩擦材料的基材,它賦予摩擦制品足夠的機械強度,使其能承受摩擦片在生產過程中的磨削和鉚接加工的負荷力以及使用過程中由于制動和傳動而產生的沖擊力、剪切力、壓力。

  我國有關標準及汽車制造廠根據摩擦片的實際使用工況條件,對摩擦片提出了相應的機械強度要求。如:沖擊強度、抗彎強度、抗壓強度、剪切強度等。為了滿足這些強的性能要求,需要選用合適的纖維品種增加、滿足強度性能。

  摩擦材料對其使用的纖維組分要求:

  (1) 增強效果好。

  (2) 耐熱性好。在摩擦工作溫度下不會發生熔斷、碳化與熱分解現象。

  (3) 具有基本的摩擦系數。

  (4) 硬度不宜過高,以免產生制動噪音和損傷制動盤或鼓。

  (5) 工藝可操作性好。

  填料

  摩擦材料組分中的填料,主要是由摩擦性能調節劑和配合劑組成。使用填料的目的,主要有以下幾個方面:

  (1) 調節和改善制品的摩擦性能、物理性能與機械強度。

  (2) 控制制品熱膨脹系數、導熱性、收縮率,增加產品尺寸的穩定性。

  (3) 改善制品的制動噪音。

  (4) 提高制品的制造工藝性能與加工性能。

  (5) 改善制品外觀質量及密度。

  (6) 降低生產成本。

  在摩擦材料的配方設計時,選用填料必須要了解填料的性能以及在摩擦材料的各種特性中所起到的作用。正確使用填料決定摩擦材料的性能,在制造工藝上也是非常重要的。

  根據摩擦性能調節劑在摩擦材料中的作用,可將其分為“增磨填料”與“減磨填料”兩類。摩擦材料本身屬于摩阻材料,為能執行制動和傳動功能要求具有較高的摩擦系數,因此增摩填料是摩擦性能調節劑的主要成分。不同填料的增摩作用是不同的。

  增摩填料的莫氏硬度通常為3~9。硬度高的增摩效果顯著明顯。5.5硬度以上的填料屬硬質填料,但要控制其用量、粒度。(如氧化鋁、鋯英石等)

  減磨填料:一般為低硬度物質,低于莫氏硬度2的礦物。如:石墨、二硫化鉬、滑石粉、云母等。它既能降低摩擦系數又能減少對偶材料的磨損,從而提高摩擦材料的使用壽命。

  摩擦材料是在熱與較高壓力的環境中工作的一種特殊材料,因此就要求所用的填料成分必須有良好的耐熱性,即熱穩定性,包括熱物理效應和熱化學效應等。

  填料的堆砌密度對摩擦材料的性能影響很大。摩擦材料的不同的性能要求,對填料的堆砌密度的要求也是不同的。


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