CN101222188A - 具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子 - Google Patents
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Abstract
具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，它涉及一种具有摩擦材料的转子或定子。它解决现有技术中摩擦材料结构单一、整体组织同性、很难同时满足表面摩擦特性和整体接触变形，及需要后续机械加工的问题。梯度涂层摩擦材料由底层(3)、中间层(2)和表层(1)组成。制备方法：将预处理后的转子或定子(4)放入模具(5)并将模具存胶槽(5－1)中的底层混合料压平并保温，再将粘接有底层的转子或定子(4)取下，将粘接有底层的转子或定子(4)放入模具(5)并将模具存胶槽(5－1)中的表层混合料压平并保温。本发明不需要后续机械加工，而且为多层结构、整体组织异性、能同时满足表面摩擦特性和整体接触变形。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有摩擦材料的转子或定子。
背景技术
超声马达是依靠摩擦力来传递动力的，其定转子之间的摩擦材料主要有两个方面的特殊要求，一方面是摩擦材料的摩擦学特性，具有大摩擦系数、低磨损、噪音小、运行稳定性好等；另一方面是摩擦材料的接触变形特性，需要摩擦材料具有一定的变形能力，变形太大或太小都不利与动力的传递。常用的超声马达摩擦材料主要有粘贴式摩擦材料、粘涂式摩擦材料、镀层式摩擦材料和粉末冶金烧结含油金属摩擦材料等。名称为“聚四氟乙烯基超声马达的摩擦材料(中国专利号：ZL03132555.6，申请日：2003年08月07日)”和“聚苯酯塑料合金超声马达摩擦材料(中国专利号：ZL200410043602.1，申请日：2004年06月02日)”的专利中摩擦材料具有堵转力矩较大、转速高、噪声低的特点，但是加工方法较为复杂，制作周期长，需要粘接等，制约了它们的应用；名称为“超声电机热固性树脂基摩擦材料及摩层制作法和辅助工具(中国申请号：200610040708.5，申请日：2006年05月29日)”的专利中摩擦材料的制作工艺简单，可直接成型，但是该种方法的摩层是粘涂在未成型的定子或转子上，需要机加工才能满足要求；目前方法制备的具有摩擦材料的转子或定子组织结构单一、整体组织同性、很难同时满足表面摩擦特性和整体接触变形的特殊要求。
发明内容
本发明目的是为了解决现有技术中摩擦材料结构单一、整体组织同性、很难同时满足表面摩擦特性和整体接触变形，及需要后续机械加工的问题，而提供一种具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子。
本发明具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，包括梯度涂层摩擦材料和转子或定子，梯度涂层摩擦材料由底层、中间层和表层组成；底层按质量百分比由30％～90％底层胶粘剂和10％～70％底层填料制成，表层按质量百分比由20％～90％表层胶粘剂和10％～80％表层填料制成，中间层是底层材料和表层材料粘结后复合而成，其中底层与转子或定子相粘接，底层与表层之间为中间层。
制备具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子按以下步骤实现：一、将转子或定子用100#砂纸交叉打磨表面，再用丙酮擦洗后烘干；二、按质量百分比将30％～90％的底层胶粘剂和10％～70％底层填料混合，搅拌均匀后超声波震荡5～10min，再涂覆到模具存胶槽中；三、将烘干后的转子或定子放入模具并将模具存胶槽中的底层混合料压平，然后放入50～70℃条件下保温25～35min，再将粘接有底层的转子或定子取下；四、按质量百分比将20％～90％表层胶粘剂和10％～80％表层填料混合，搅拌均匀后超声波震荡5～10min，再涂覆到模具存胶槽中，放入60～80℃条件下保温10～20min；五、将粘接有底层的转子或定子放入模具并将模具存胶槽中的表层混合料压平，然后放入90～110℃条件下保温2～4h后，得具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子；其中，步骤五保温过程中底层与表层之间形成中间层。
本发明中具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，底层和表层的中间在制备过程中会形成中间层，使底层和表层之间没有明显界面，提高具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子的性能。梯度摩擦材料具有界面摩擦学特性，还可通过调节材料结构实现较好的接触变形能力，同时梯度结构具有连续变化、无明显界面特性的优点；本发明中具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子制备后只需研磨抛光摩擦表面而不需要后续机械加工，而且为多层结构、整体组织异性、能同时满足表面摩擦特性和整体接触变形。
附图说明
图1是具体实施方式六中制备的具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子的示意图，图2是具体实施方式六中制备具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子的模具示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，包括梯度涂层摩擦材料和转子或定子，梯度涂层摩擦材料由底层3、中间层2和表层1组成；底层3按质量百分比由30％～90％底层胶粘剂和10％～70％底层填料制成，表层1按质量百分比由20％～90％表层胶粘剂和10％～80％表层填料制成，中间层2是底层材料和表层材料粘结后复合而成，其中底层3与超声马达的转子或定子4相粘接，底层3与表层1之间为中间层2。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是底层3厚度为0.08～0.8mm，表层1厚度为0.08～0.8mm，中间层2厚度为0.05～0.2mm。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是底层3厚度为0.5mm，表层1厚度为0.5mm，中间层2为0.1mm。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同是底层胶粘剂为有机硅改性环氧树脂、丁腈改性酚醛树脂、聚氨酯、不饱和聚酯树脂、聚丙烯酸酯树脂、有机硅中的一种或几种的复合；底层填料为导热剂和/或增韧剂；其中导热剂为微米或纳米级的铜粉、铝粉、铁粉、镍粉、铅粉、钴粉中的一种或几种的复合；增韧剂为钛酸钾晶须、碳纤维、开芙拉纤维、玻璃纤维、硼纤维、三氧化二铝晶须中的一种或几种的复合。其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中加入底层填料为导热剂和增韧剂时，导热剂与增韧剂间可为任意质量比；导热剂由两种或两种以上物质组成时各种物质间可为任意质量比；增韧剂由两种或两种以上物质组成时各种物质间可为任意质量比。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同是表层胶粘剂为耐高低温型甲基或氰基丙烯酸酯胶粘剂、耐高温型改性环氧树脂、腰果壳油改性酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂中的一种或几种的复合，所述的耐高温环氧树脂为双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂、缩水甘油型多官能环氧树脂或脂环族环氧树脂；表层填料为导热剂、增韧剂和/或摩擦改进剂；其中导热剂为微米或纳米级的铜粉、铝粉、铁粉、镍粉、铅粉、钴粉中的一种或几种的复合；增韧剂为钛酸钾晶须、碳纤维、开芙拉纤维、玻璃纤维、硼纤维、三氧化二铝晶须中的一种或几种的复合；摩擦改进剂为二硫化钼、聚四氟乙烯、石墨、二硫化钨、氟化石墨、氧化铜、硅灰石、硅线石、纳米金刚石中的一种或几种的复合。其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中加入表层填料为导热剂、增韧剂和摩擦改进剂时，导热剂、增韧剂与摩擦改进剂间可为任意质量比；导热剂由两种或两种以上物质组成时各种物质间可为任意质量比；增韧剂由两种或两种以上物质组成时各种物质间可为任意质量比；摩擦改进剂由两种或两种以上物质组成时各种物质间可为任意质量比。
具体实施方式六：本实施方式制备具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子按以下步骤实现：一、将转子或定子4用100#砂纸交叉打磨表面，再用丙酮擦洗后烘干；二、按质量百分比将30％～90％的底层胶粘剂和10％～70％底层填料混合，搅拌均匀后超声波震荡5～10min，再涂覆到模具存胶槽5-1中；三、将烘干后的转子或定子4放入模具5并将模具存胶槽5-1中的底层混合料压平，然后放入50～70℃条件下保温25～35min，再将粘接有底层的转子或定子4取下；四、按质量百分比将20％～90％表层胶粘剂和10％～80％表层填料混合，搅拌均匀后超声波震荡5～10min，再涂覆到模具存胶槽5-1中，放入60～80℃条件下保温10～20min；五、将粘接有底层的转子或定子4放入模具5并将模具存胶槽5-1中的表层混合料压平，然后放入90～110℃条件下保温2～4h后，得具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子；其中，步骤五保温过程中底层3与表层1之间形成中间层2。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤一中是用丙酮溶液擦洗2～3次，然后在30℃条件下烘干8～10min。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤二中按质量百分比将60％底层胶粘剂和40％底层填料混合制成，搅拌均匀后超声波震荡8min。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤二中底层填料为导热剂，底层3按质量百分比由70％～99.5％底层胶粘剂和0.5％～30％导热剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤二中底层填料为导热剂，底层3按质量百分比由85％底层胶粘剂和15％导热剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤二中底层填料为增韧剂，底层3按质量百分比由50％～99.5％底层胶粘剂和0.5％～50％增韧剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤二中底层填料为增韧剂，底层3按质量百分比由90％底层胶粘剂和10％增韧剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤二中底层填料为导热剂和增韧剂，底层3按质量百分比由40％～99％底层胶粘剂、0.5％～30％导热剂和0.5％～30％增韧剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤二中底层填料为导热剂和增韧剂，底层3按质量百分比由75％底层胶粘剂、15％导热剂和10％增韧剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤三中放入60℃条件下保温30min。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中按质量百分比将65％表层胶粘剂与35％表层填料混合，搅拌均匀后超声波震荡8min，再涂覆到模具存胶槽5-1中，放入70℃条件下保温15min。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为导热剂，表层1按质量百分比由70％～99.5％表层胶粘剂和0.5％～30％导热剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为导热剂，表层1按质量百分比由85％表层胶粘剂和15％导热剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为增韧剂，表层1按质量百分比由50％～99.5％表层胶粘剂和0.5％～50％增韧剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为增韧剂，表层1按质量百分比由90％表层胶粘剂和10％增韧剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为摩擦改进剂，表层1按质量百分比由50％～95％表层胶粘剂和5％～50％摩擦改进剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式二十二：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为摩擦改进剂，表层1按质量百分比由85％表层胶粘剂和15％摩擦改进剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式二十三：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为导热剂和增韧剂，表层1按质量百分比由20％～99％表层胶粘剂、0.5％～30％导热剂和0.5％～50％增韧剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式二十四：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为导热剂和增韧剂，表层1按质量百分比由70％表层胶粘剂、20％导热剂和10％增韧剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式二十五：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为导热剂和摩擦改进剂，表层1按质量百分比由20％～94.5％表层胶粘剂、0.5％～30％导热剂和5％～50％摩擦改进剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式二十六：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为导热剂和摩擦改进剂，表层1按质量百分比由65％表层胶粘剂、20％导热剂和15％摩擦改进剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式二十七：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为增韧剂和摩擦改进剂，表层1按质量百分比由10％～94.5％表层胶粘剂、0.5％～40％增韧剂和5％～50％摩擦改进剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式二十八：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为增韧剂和摩擦改进剂，表层1按质量百分比由65％表层胶粘剂、10％增韧剂和25％摩擦改进剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式二十九：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为导热剂、增韧剂和摩擦改进剂，表层1按质量百分比由20％～89％表层胶粘剂、10％～20％导热剂、0.5％～10％增韧剂和0.5％～50％摩擦改进剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式三十：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤四中表层填料为导热剂、增韧剂和摩擦改进剂，表层1按质量百分比由60％表层胶粘剂、15％摩擦改进剂、5％增韧剂和20％导热剂混合制成。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
具体实施方式三十一：本实施方式与具体实施方式六的不同是步骤五中放入100℃条件下保温3h后。其它步骤及参数与具体实施方式六相同。
Claims (10)
1.具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，包括梯度涂层摩擦材料，其特征在于梯度涂层摩擦材料由底层(3)、中间层(2)和表层(1)组成；底层(3)按质量百分比由30％～90％底层胶粘剂和10％～70％底层填料制成，表层(1)按质量百分比由20％～90％表层胶粘剂和10％～80％表层填料制成，中间层(2)是底层材料和表层材料粘结后复合而成，其中底层(3)与转子或定子(4)相粘接，底层(3)与表层(1)之间为中间层(2)。
2.根据权利要求1所述的具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，其特征在于底层(3)厚度为0.08～0.8mm，表层(1)厚度为0.08～0.8mm，中间层(2)厚度为0.05～0.2mm。
3.根据权利要求1所述的具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，其特征在于底层胶粘剂为有机硅改性环氧树脂、丁腈改性酚醛树脂、聚氨酯、不饱和聚酯树脂、聚丙烯酸酯树脂、有机硅中的一种或几种的复合；底层填料为导热剂和/或增韧剂；其中导热剂为微米或纳米级的铜粉、铝粉、铁粉、镍粉、铅粉、钴粉中的一种或几种的复合；增韧剂为钛酸钾晶须、碳纤维、开芙拉纤维、玻璃纤维、硼纤维、三氧化二铝晶须中的一种或几种的复合。
4.根据权利要求1所述的具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，其特征在于表层胶粘剂为耐高低温型甲基或氰基丙烯酸酯胶粘剂、耐高温型改性环氧树脂、腰果壳油改性酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂中的一种或几种的复合，所述的耐高温环氧树脂为双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂、缩水甘油型多官能环氧树脂或脂环族环氧树脂；表层填料为导热剂、增韧剂和/或摩擦改进剂；其中导热剂为微米或纳米级的铜粉、铝粉、铁粉、镍粉、铅粉、钴粉中的一种或几种的复合；增韧剂为钛酸钾晶须、碳纤维、开芙拉纤维、玻璃纤维、硼纤维、三氧化二铝晶须中的一种或几种的复合；摩擦改进剂为二硫化钼、聚四氟乙烯、石墨、二硫化钨、氟化石墨、氧化铜、硅灰石、硅线石、纳米金刚石中的一种或几种的复合。
5.制备权利要求1所述的具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，其特征在于具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子按以下步骤制备：一、将转子或定子(4)用100#砂纸交叉打磨表面，再用丙酮擦洗后烘干；二、按质量百分比将30％～90％的底层胶粘剂和10％～70％底层填料混合，搅拌均匀后超声波震荡5～10min，再涂覆到模具存胶槽(5-1)中；三、将烘干后的转子或定子(4)放入模具(5)并将模具存胶槽(5-1)中的底层混合料压平，然后放入50～70℃条件下保温25～35min，再将粘接有底层的转子或定子(4)取下；四、按质量百分比将20％～90％表层胶粘剂和10％～80％表层填料混合，搅拌均匀后超声波震荡5～10min，再涂覆到模具存胶槽(5-1)中，放入60～80℃条件下保温10～20min；五、将粘接有底层的转子或定子(4)放入模具(5)并将模具存胶槽(5-1)中的表层混合料压平，然后放入90～110℃条件下保温2～4h后，得具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子；其中，步骤五保温过程中底层(3)与表层(1)之间形成中间层(2)。
6.根据权利要求5所述的具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，其特征在于步骤二中底层填料为导热剂，底层(3)按质量百分比由70％～99.5％底层胶粘剂和0.5％～30％导热剂混合制成。
7.根据权利要求5所述的具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，其特征在于步骤二中底层填料为增韧剂，底层(3)按质量百分比由50％～99.5％底层胶粘剂和0.5％～50％增韧剂混合制成。
8.根据权利要求5所述的具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，其特征在于步骤二中底层填料为导热剂和增韧剂，底层(3)按质量百分比由40％～99％底层胶粘剂、0.5％～30％导热剂和0.5％～30％增韧剂混合制成。
9.根据权利要求5所述的具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，其特征在于步骤四中表层填料为增韧剂和摩擦改进剂，表层(1)按质量百分比由10％～94.5％表层胶粘剂、0.5％～40％增韧剂和5％～50％摩擦改进剂混合制成。
10.根据权利要求5所述的具有梯度涂层摩擦材料的转子或定子，其特征在于步骤四中表层填料为导热剂、增韧剂和摩擦改进剂，表层(1)按质量百分比由20％～89％表层胶粘剂、10％～20％导热剂、0.5％～10％增韧剂和0.5％～50％摩擦改进剂混合制成。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20101124 Termination date: 20101225 |