CN101033786A - 无石棉汽车用离合器面片及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无石棉汽车用离合器面片及其生产工艺，各组分配方：E－玻璃纤维30～50％、芳纶纤维1～4％、聚丙烯腈纤维0.6～1.2％、腰果壳油摩擦粉3～6％、油焦炭粉3～5％、颗粒石墨5～8％、氧化锌0.2～1％、硫酸钡5～15％、重质碳酸钙10～20％、粉末丁腈橡胶15～25％、防老剂TMQ0.2～1％、硫化促进剂MBTS 0.2～0.5％、腰果壳油改性树脂6～12％。将所述组分按比例在适宜温度下密炼混合，经开炼制成胶片后与最后组分E－玻璃纤维辊压，经缠绕成不同规格的毛坯，毛坯通过热压，在适宜温度、压强下热压成型，再经热处理以及磨削、钻孔等加工制成成品。具有强度高，韧性好，摩擦系数稳定等优点。
Description
所属技术领域：
本发明属于汽车制动系统技术领域，尤其涉及一种无石棉汽车用离合器面片的生产配方及其生产工艺。
背景技术：
离合器面片主要由粘结剂、增强材料、摩擦填料三部分组成，上个世纪90年代前所用的增强材料主要是以石棉为主，而石棉会导致环境污染与危害人身健康。随着中国加入WTO新形势，汽车工业快速发展，汽车配件采购也成为全球化发展的趋势，离合器面片的用量在逐年增加，对其性能也提出更高的要求(尤其是重卡离合器面片)。为了与国际市场接轨，国内汽车摩擦材料行业纷纷研究开发无石棉产品，其中有采用陶瓷片或粉末冶金片为摩擦片，然而这两种配方的离合器面片都有硬度过高、易伤对偶等缺点。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种无石棉汽车用离合器面片的生产配方及其生产工艺，不仅解决了使用石棉造成环境污染的问题，又能避免使用陶瓷片或粉末冶金片而导致硬度过高、伤及对偶等弊病。其制品主要优点是：花纹清晰，强度高，韧性好，摩擦系数稳定，旋转爆破强度高，表面硬度低，与对偶贴合性好，不损伤对偶，具有十分突出的耐磨性能，使用时不打滑及烧片。
本发明的目的是这样实现的，将芳纶纤维、聚丙烯腈纤维、腰果壳油摩擦粉、油焦炭粉、颗粒石墨、氧化锌、硫酸钡、重质碳酸钙、粉末丁腈橡胶、防老剂TMQ与硫化促进剂MBTS、腰果壳油改性树脂按一定的比例，在温度100-150℃下密炼混合10-15分钟，经开炼制成胶片后与E-玻璃纤维辊压15-25分钟，之后经缠绕机缠绕成不同规格的毛坯，毛坯通过热压，在温度为140～160℃、压强为14～16Mpa的条件下热压成型，再经温度160-200℃、时间为15-18小时的热处理以及磨削、钻孔等加工制成成品。上述混合物料各组份的比例范围(重量百分比)是：E-玻璃纤维30～50％、芳纶纤维1～4％、聚丙烯腈纤维0.6～1.2％、腰果壳油摩擦粉3～6％、油焦炭粉3～5％、颗粒石墨5～8％、氧化锌0.2～1％、硫酸钡5～15％、重质碳酸钙10～20％、粉末丁腈橡胶15～25％、防老剂TMQ 0.2～1％、硫化促进剂MBTS 0.2～0.5％、腰果壳油改性树脂6～12％。本发明所述的各组分重量百分比之和为100％。
所述的①芳纶纤维，增强材料。热稳定性好，它在180℃下可长期使用，初始热分解温度高达500℃，而且加热到分解也不熔融。而其它天然、人造或合成的非石棉纤维，共同点是：耐热性低，初始分解温度只有200-300℃，部分人造纤维达到热分解前都先软化后而熔融，使摩擦系数产生热衰退。芳纶纤维除了具有一般无机纤维(玻璃纤维、石棉纤维、钢纤维)的高强度、高弹性模量、耐热性好等优点外，还具有有机纤维的优点。芳纶纤维质地柔软，密度低，比表面积大，吸附性良好。因此，使用芳纶纤维为增强材料的摩擦材料有如下优点：低、高温摩擦系数稳定，磨损小；增强效果好，有较好的抗冲击强度；产品密度低；制品硬度低，制动噪音低，不易损伤制动对偶。适宜现代车辆高速、重负荷使用的工况。但因其价格昂贵，一般只使用产品性价比较高或NAO型产品。
②粉末丁腈橡胶：粘接剂。具有较好的抗拉强度和耐热性，质地柔软，低温摩擦性能较好，可减少制动振颤和噪音。而粉末丁腈橡胶优点是：使用方便，能直接与树脂、纤维、填料等混合使用，其用量小受工艺条件限制，可根据制品机械强度、硬度及其它性能的要求，来调节其用量多少。但其价格较高，一般只有产品性价比较高的产品使用。
③石墨：减摩材料。质软，具有良好的导电、导热和耐高温性能。而天然石墨，如磷片石墨，润滑性好，减摩作用好，可使摩擦表面传热、散热速度快，制动柔和。
④油焦炭粉：增摩材料。可使制品具有疏松的结构，降低制品噪音。
本发明具有如下特点，它是以E-玻璃纤维、芳纶纤维及聚丙烯腈纤维等按一定比例混合为骨架材料，这样的骨架与仅以钢纤维和玻璃纤维形成的骨架在物理性能上区别在于：高温时摩擦系数稳定，强度高，硬度低，不损伤对偶；以腰果壳油改性树脂、粉末丁腈橡胶为粘接剂，选用腰果壳油摩擦粉、油焦炭粉、颗粒石墨、氧化锌、硫酸钡、重质碳酸钙等优质稳定的填料与摩擦性能调节剂，经密炼、开炼制成胶片，再经辊压、缠绕制坯、热压成型、热处理、磨削及钻孔等多道工序加工制造而成。在生产和使用过程中均无危害和污染。本发明的配方中的成分具有协同作用，制得的离合器面片的性能比已有的产品机械性能指标如摩擦系数、磨耗等具有明显改善，性能突出。
该配方制品的主要特点是：花纹清晰，强度高，韧性好，摩擦系数稳定，旋转爆破强度高，表面硬度低，与对偶贴合性好，不易损伤对偶，具有十分突出的耐磨性能，使用时不打滑及烧片。适用于卡车及重型车的离合器总成。
该配方的产品经定速式摩擦试验机与机械式拉力试验机测试，其摩擦系数、磨损率、弯曲强度、最大应变均符合国家标准，与已有的产品对比，摩擦系数较高且稳定(0.45-0.6)，磨损率低[(0.1-0.3)10-7cm3/N·m]，弯曲强度高(≥150N/mm2)、最大应变高(≥2010-3mm/mm)，最低开裂转速高(如：φ200×φ140×3.5的产品，常温时＞14000转/分，200℃时＞12000转/分)，具有较好的摩擦性能与弯曲性能。
下面结合实施例对本发明的结构和工作原理及工作过程进行详细说明：
具体实施方式：
下述的配方中1)芳纶纤维，选自美国杜邦公司生产的；2)E-玻璃纤维，选自丹阳振兴玻璃纤维有限公司生产的；3)油焦炭粉，选自江苏镇江焦化煤气集团公司生产的；4)防老剂TMQ，选自Bayer公司生产的；5)硫化促进剂MBTS，选自Bayer公司生产的；6)硫酸钡：选自通用的市售产品；7)腰果壳油改性酚醛树脂，选自山东圣泉海沃斯树脂有限公司生产的；8)重质碳酸钙，选自福建三农公司生产的；9)颗粒石墨，选自青岛石墨有限公司生产的；10)腰果壳油摩擦粉，选自美国卡德莱公司生产的；11)粉末丁腈橡胶，选自兰州化学工业公司合成橡胶厂生产的；12)氧化锌，选自通用的市售产品；13)聚丙烯腈纤维，选自武汉华东特种纤维有限公司生产的。
实例1
按下述所选择的配方各种原料，总量为100千克，其重量比为：芳纶纤维∶聚丙烯腈纤维∶腰果壳油摩擦粉∶油焦炭粉∶颗粒石墨∶氧化锌∶硫酸钡∶重质碳酸钙∶粉末丁腈橡胶∶防老剂TMQ∶硫化促进剂MBTS∶腰果壳油改性酚醛树脂∶E-玻璃纤维＝2∶0.8∶5∶4∶5∶0.7∶8∶14∶20∶0.3∶0.2∶7∶33；先将所述配比量的芳纶纤维、聚丙烯腈纤维、腰果壳油摩擦粉、油焦炭粉、颗粒石墨、氧化锌、硫酸钡、重质碳酸钙、粉末丁腈橡胶、防老剂TMQ、硫化促进剂MBTS和腰果壳油改性树脂放入炼胶机，在温度100±10℃下密炼混合15分钟，经开炼制成胶片后再与所述比量的E-玻璃纤维辊压20分钟，通过缠绕机缠绕成每份0.8千克的毛坯，每份毛坯通过热压机热压成型，热压成型工艺条件为：温度为140℃、压强为14Mpa，时间3分钟，热压后的面片经热处理及磨削、钻孔步骤后加工制成成品。
实例2
按下述所选择的配方各种原料，总量为100千克，其重量比为：芳纶纤维∶聚丙烯腈纤维∶腰果壳油摩擦粉∶油焦炭粉∶颗粒石墨∶氧化锌∶硫酸钡∶重质碳酸钙∶粉末丁腈橡胶∶防老剂TMQ∶硫化促进剂MBTS∶腰果壳油改性酚醛树脂∶E-玻璃纤维＝3∶0.7∶4∶3∶6∶0.3∶10∶15∶16∶0.6∶0.4∶6∶35；先将所述配比量的芳纶纤维、聚丙烯腈纤维、腰果壳油摩擦粉、油焦炭粉、颗粒石墨、氧化锌、硫酸钡、重质碳酸钙、粉末丁腈橡胶、防老剂TMQ、硫化促进剂MBTS和腰果壳油改性树脂放入炼胶机，在温度100±10℃下密炼混合15分钟，经开炼制成胶片后再与所述配比量的E-玻璃纤维辊压22分钟，通过缠绕机缠绕成每份1.3千克的毛坯，每份毛坯通过热压机热压成型，热压成型工艺条件为：温度为150℃、压强为15Mpa，时间为5分钟，热压后的面片经热处理及磨削、钻孔步骤后加工制成成品。
实例3
按下述所选择的配方各种原料，总量为100千克，其重量比为：芳纶纤维∶聚丙烯腈纤维∶腰果壳油摩擦粉∶油焦炭粉∶颗粒石墨∶氧化锌∶硫酸钡∶重质碳酸钙∶粉末丁腈橡胶∶防老剂TMQ∶硫化促进剂MBTS∶腰果壳油改性酚醛树脂∶E-玻璃纤维＝4∶0.7∶4∶3∶5∶0.3∶9∶16∶15∶0.6∶0.4∶7∶35；先将所述配比量的芳纶纤维、聚丙烯腈纤维、腰果壳油摩擦粉、油焦炭粉、颗粒石墨、氧化锌、硫酸钡、重质碳酸钙、粉末丁腈橡胶、防老剂TMQ、硫化促进剂MBTS和腰果壳油改性树脂放入炼胶机，在温度100±10℃下密炼混合15分钟，经开炼制成胶片后再与所述配比量的E-玻璃纤维辊压25分钟，通过缠绕机缠绕成每份1.5千克的毛坯，每份毛坯通过热压机热压成型，热压成型工艺条件为：温度为160℃、压强为16Mpa，时间为8分钟，热压后的面片经热处理及磨削、钻孔步骤后加工制成成品。
Claims (2)
1.一种无石棉汽车用离合器面片，它由下述重量百分比配比的原料制成：
E-玻璃纤维 30～50％；
芳纶纤维 1～4％；
聚丙烯腈纤维 0.6～1.2％；
腰果壳油摩擦粉 3～6％；
油焦炭粉 3～5％；
颗粒石墨 5～8％；
氧化锌 0.2～1％；
硫酸钡 5～15％；
重质碳酸钙 10～20％；
粉末丁腈橡胶 15～25％；
防老剂TMQ 0.2～1％；
硫化促进剂MBTS 0.2～0.5％；
腰果壳油改性酚醛树脂 6～12％。
2.权利要求1所述的无石棉汽车用离合器面片的生产工艺，其特征在于将芳纶纤维、聚丙烯腈纤维、腰果壳油摩擦粉、油焦炭粉、颗粒石墨、氧化锌、硫酸钡、重质碳酸钙、粉末丁腈橡胶、防老剂TMQ与硫化促进剂MBTS、腰果壳油改性树脂按所述配比量，在温度100-150℃下密炼混合10-15分钟，经开炼制成胶片后与所述配比量的E-玻璃纤维辊压15-25分钟，通过缠绕机缠绕成不同规格的毛坯，毛坯通过热压，在热压温度为140～160℃、热压压强为14～16Mpa的条件下热压成型，经温度为160-200℃、时间为15-18小时的热处理及磨削、钻孔步骤后加工制成成品。
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Denomination of invention: Asbestos-free clutch facing used in vehicle and manufacture method therefor Effective date of registration: 20120927 Granted publication date: 20100127 Pledgee: Bank of China, Limited by Share Ltd, Fuqing branch Pledgor: Fujian Guanlean Automotive Parts Industry Co., Ltd. Registration number: 2012990000574 |
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