CN101187407B - 干式无石棉摩擦片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种干式无石棉摩擦片，由粉末冶金的金属骨架和以下组分按重量份数计组成：氧化铁黑1～5、腰果壳油树脂摩擦粉5～10、硫酸钡30～50、蛭石1～8、二硫化钼5～10、胶体石墨10～20、粘结剂15～20、陶瓷纤维20～30、环氧树脂类固化剂8～10、抗老化剂5～6；所述粘结剂由60％～70％酚醛树脂与30％～40％腰果壳油树脂组成，其制备方法为：使用粉末冶金压制成金属骨架，用粘结剂涂布在金属骨架表面；再按配方配制出混合均匀的摩擦材料，将混合均匀的粉末直接压制在金属骨架上，控制温度在180～210℃、压力在200～220kg/mm2进行烧结3～15分钟，即可热压成型。
Description
技术领域
本发明涉及一种工程机械制动用摩擦部件，尤其是涉及一种干式无石棉摩擦片。
背景技术
摩擦片的现有技术是利用传统的机械铆接技术，通常将摩擦材料通过机械铆接法固定在金属片上，这种方法存在以下缺点：(1)分步成型，先将摩擦材料成型再将其铆接到金属片上。(2)摩擦材料强度低，成型后的摩擦材料需要打孔，使摩擦材料的整体强度受到破坏，铆接后也容易在铆接处产生应力集中。(3)摩擦材料利用率低，由于需要让出铆钉在摩擦材料中占有的位置，摩擦材料不能被充分利用。(4)报废率高，由于铆接后在铆接处产生应力集中，使摩擦片出现破裂及损坏增加了制造时间、人力和物料的使用，无形中增加了生产成本，并且产品质量得不到保证，铆接的产品精度达不到用户要求。
发明内容
本发明提供了一种摩擦片的制备方法，改进了摩擦材料的配方，以解决现有技术所存在摩擦材料成型强度低、摩擦材料利用率低等的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：干式无石棉摩擦片，由金属骨架、润滑材料和摩擦材料制成，所述金属骨架是使用铜基粉末冶金或铁基粉末冶金制成，其摩擦材料配方由以下组分按重量份数计组成：氧化铁黑1～5、摩擦粉5～10、硫酸钡30～50、蛭石1～8；润滑材料由二硫化钼5～10、胶体石墨10～20按重量份数计组成；所述摩擦粉是腰果壳油树脂。在所述干式摩擦片中还添加了粘结剂15～20、增强材料20～30、固化剂8～10、抗老化剂5～6；所述粘结剂是酚醛树脂与腰果壳油树脂的混合物，所述增强材料是陶瓷纤维，所述固化剂是环氧树脂类固化剂。
作为优选，所述粘结剂是由60％～70％酚醛树脂与30％～40％腰果壳油树脂组成的；所述酚醛树脂是经过硅铝合金改性处理的酚醛树脂。
干式无石棉摩擦片采用一次热压成型工艺：使用粉末冶金压制成金属骨架后，用粘结剂涂布在金属骨架表面；再按配方配制出混合均匀的摩擦材料粉末和润滑材料粉末，将二者混合均匀后直接压制在金属骨架上，控制温度在180～210℃、压力在200～220kg/mm2进行烧结3～15分钟，即可热压成型。
作为优选，粘结剂的涂布包含如下步骤：将粘结剂粉末与固化剂、抗老化剂粉末常温下搅拌10分钟至均匀状态；加入9～12倍体积的溶剂，搅拌至完全溶解；涂布在金属骨架表面，于180～190℃温度下烘制30分钟，进行二次涂布，令其自然风干即可，所述溶剂可以是酒精也可以是丙酮，一次涂布和二次涂布的涂层厚度为0.05～4mm。
干式无石棉摩擦片的结构特点是：配方中各种微粒均匀地分布在连续的金属骨架中，金属骨架发挥导热作用并承受机械应力，均匀分布的微利保证所需的摩擦性能。各个组分材料性能机理如下：
铜基粉末冶金通常是加锡、铅、锌组成合金，导热性好，耐腐蚀，耐摩擦性好，铁基粉末冶金有更高的摩擦系数和耐热性，二者能很快吸收动能，它的优点是制动、传动速度快，磨损小；强度高，耐高温高压，导热性好，即使在高温高压下也能保持较稳定的摩擦系数；不易与对摩材料发生咬合，耐腐蚀，摩擦系数受油脂、潮湿的影响小；噪声低，寿命长等。
润滑材料：二硫化钼作为固体润滑剂，适用于高温高压下，它能将滑动摩擦转化为滚动摩擦，用于摩擦材料时其主要功能是低温时减摩，高温时增摩，烧失量小，在摩擦材料中易挥发。胶体石墨粉又称超细微粉，其胶体粒子的大小，在理论上为0.1～0.01微米之间，具有优质天然鳞片的性能，在高温条件下具有特殊的抗氧化性，自润滑性和可塑性同时具有良好的导电性和附着性，可用做橡胶、塑料及各种复合材料的填充剂或性能改进剂以提高材料的耐磨、抗压或传导性能。
摩擦材料：用以提高材料的摩擦系数即增加滑动阻力。氧化铁黑的作用主要是防锈。腰果壳油树脂主要用做摩擦材料高温下粘合，具有弹性好、耐摩性好、抗衰减和热稳定性好，同时它能明显降低噪音和减少摩擦，研究还发现，其有利于摩擦材料和对偶面的平滑接触，由此磨耗性能更为平稳。硫酸钡能使摩擦系数稳定，磨耗小，特别是在高温下能形成的摩擦界层，能防止对偶表面擦伤，使对偶表面磨得更光洁，研究显示，增大硫酸钡含量能较好地控制摩擦因数随温度的波动，摩擦材料的洛氏硬度值有所降低，而冲击强度则不同程度地提高。蛭石在刹车片中为增强材料，可起增强剂，热稳定剂的作用，其摩擦系数都在0.4～0.5之间且稳定，磨损量也小，对其冲击强度同样具有良好的增强作用，既可使摩擦系数在不同的环境下使用保持稳定，又能使摩擦系数～温度曲数和摩擦系数～速度曲线保持平稳。此外，用蛭石制作刹车片，还具有良好的耐热性、抗剪、抗弯曲性，效果极好。
陶瓷纤维，具有性能稳定，纤维长、抗拉强度大、渣球少、热稳定性高等特点，分类温度为1050～1600℃，是高温环境密封、填充及隔热的理想材料，其低热容量，低热导率，优良的热稳定和抗热震等性能，是高档摩擦材料的首选材料。
本发明采用一次热压成型工艺，将摩擦材料填充进入铜基骨架孔中，采用自制粘结剂，热压成型。该工艺的优点是一方面增加粉末层内部颗粒间的结合强度，另一方面借助于高温和压力的作用，使粉末层和钢板牢固地结合在一起，保证摩擦材料与铜基骨架有很好的粘接强度，粘接可靠；增强纤维不被机加工切断，保持了摩擦材料的连续性，增加摩擦面积，提高摩擦片的传扭能力及摩擦片机械强度，能降低噪音，延长摩擦片使用寿命。
因此，本发明具有配方科学、制备方法简洁高效，强度高，耐高温高压，导热性好，即使在高温高压下也能保持较稳定的摩擦系数等特点，既保持了摩擦材料的连续性，增加摩擦面积，又能提高摩擦片的传扭能力及摩擦片机械强度，能降低噪音，延长摩擦片使用寿命。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：干式无石棉摩擦片，由金属骨架、润滑材料和摩擦材料制成，所述金属骨架是使用铁基粉末冶制成，其摩擦材料配方由氧化铁黑5、腰果壳油树脂摩擦粉7、硫酸钡30、蛭石2按重量份数计组成；润滑材料由二硫化钼5、胶体石墨10按重量份数计组成；还添加了粘结剂15、陶瓷纤维20、环氧树脂类固化剂10、抗老化剂5；粘结剂是由9份酚醛树脂与6份腰果壳油树脂组成。
干式无石棉摩擦片制备方法采用一次热压成型工艺：使用粉末冶金压制成金属骨架后，将粘结剂粉末与固化剂、抗老化剂粉末常温下搅拌10分钟至均匀状态；加入9倍体积的酒精，搅拌至完全溶解；涂布在金属骨架表面，于180℃温度下烘制30分钟，进行二次涂布，令其自然风干即可，一次涂布和二次涂布的涂层厚度为1mm；再按配方配制出混合均匀的摩擦材料粉末和润滑材料粉末，将二者混合均匀后直接压制在金属骨架上，控制温度在180℃、压力在220kg/mm2进行烧结5分钟，即可热压成型。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种干式无石棉摩擦片，由金属骨架、润滑材料和摩擦材料制成，其特征在于金属骨架是使用铜基粉末冶金或铁基粉末冶制成，其摩擦材料配方由以下组分按重量份数计组成：氧化铁黑1～5、摩擦粉5～10、硫酸钡30～50、蛭石1～8；润滑材料由二硫化钼5～10、胶体石墨10～20按重量份数计组成；所述摩擦粉是腰果壳油树脂。
2.根据权利要求1所述的干式无石棉摩擦片，其特征在于其制备方法采用一次热压成型工艺：使用粉末冶金压制成金属骨架后，用粘结剂涂布在金属骨架表面；再按配方配制出混合均匀的摩擦材料粉末和润滑材料粉末，将二者混合均匀后直接压制在金属骨架上，控制温度在180～210℃、压力在200～220kg/mm2进行烧结3～15分钟，即可热压成型。
3.根据权利要求2所述的干式无石棉摩擦片，其特征在于粘结剂的涂布包含如下步骤：将粘结剂粉末与固化剂、抗老化剂粉末常温下搅拌10分钟至均匀状态；加入9～12倍体积的溶剂，搅拌至完全溶解；涂布在金属骨架表面，于180～190℃温度下烘制30分钟，进行二次涂布，令其自然风干即可，所述溶剂可以是酒精也可以是丙酮，一次涂布和二次涂布的涂层厚度为0.05～4mm。
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| DE20121680U1 (de) * | 2001-07-20 | 2003-04-10 | Tmd Friction Europe Gmbh | Trägerblech für einen Brems- oder Kupplungsbelag |
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| CN1624028A (zh) * | 2003-12-03 | 2005-06-08 | 李海 | 一种无石棉摩擦片及其制造方法 |
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2007
- 2007-10-24 CN CN2007101561520A patent/CN101187407B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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