CN102343679A - 一种用于湿式离合器的炭纤维布摩擦材料制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

一种用于湿式离合器的炭纤维布摩擦材料制备方法及应用，包括以下步骤：1)、以碳毡或将炭纤维三维编织穿刺成炭纤维布作为预制体；2)、预制体置于浸渍炉内，浸渍炉内有含SiO₂、ZrO₂、硼铁、锰铁、铬铁一种或几种摩擦剂的耐高温刹车片酚醛树脂，通过控制浸渍压力或控制耐高温刹车片酚醛树脂的加入量的方式，控制浸渍后预制体密度为1.68g/cm³～2g/cm³；3)、将浸渍后预制体即浸渍布加压热固化；4)、浸渍布经加压热固化后，将所得的浸渍布冲裁成所需的形状，在浸渍布的一面涂覆粘结剂，使浸渍布与支撑钢背热粘结。本发明的方法可以提高湿式炭纤维布的摩擦磨损性能的；可以传递比较大的扭矩的炭纤维布摩擦材料的制备方法及应用；通过本发明的方法，所得的摩擦材料可在其变薄的情况下，仍可达到良好的摩擦磨损性能。

Description

一种用于湿式离合器的炭纤维布摩擦材料制备方法及应用

技术领域

本发明涉及一种应用于湿式离合器中的炭纤维布基或碳毡基的摩擦材料制备方法和应用。

背景技术

目前应用于湿式离合器中的摩擦材料主要是粉末冶金方法生产金属基摩擦材料或造纸法生产的纸基摩擦材料。前者用于大功率领域，但是这种摩擦材料的静、动摩擦系数相差大，动摩擦系数一股在0.08以下，造成离合瞬间平稳性差，在频繁离合过程，摩擦系数平稳性差，且生产工艺较为复杂；后者虽然动静摩擦系数比较接近，动摩擦系数也可达0.12左右，但由于材料强度较低，一股应用在小或中负荷，难以应用在大负荷离合器。炭纤维布强度大于纸基，但纤维布层之间的粘结强度仍然较低，若层间联系不好，造成摩擦材料层面脱落。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于湿式离合器的，可以提高湿式炭纤维布的摩擦磨损性能的；可以传递比较大的扭矩的炭纤维布摩擦材料的制备方法及应用；通过本发明的方法，所得的摩擦材料可在其变薄的情况下，仍可达到良好的摩擦磨损性能。

因此，本发明的发明人研发的通过采用炭纤维布三维编织穿刺，并采用浸渍的方式浸渍摩擦剂，是解决炭纤维布摩擦材料生产的重要途径。

另外，用本发明的炭纤维布材料作为湿式离合器中的摩擦材料也未见有关的报道。

本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1)、以碳毡或将炭纤维三维编织穿刺成炭纤维布作为预制体；

2)、预制体置于浸渍炉内，浸渍炉内有含SiO₂、ZrO₂、硼铁、锰铁、铬铁一种或几种摩擦剂的耐高温刹车片酚醛树脂，通过控制浸渍压力或控制耐高温刹车片酚醛树脂的加入量的方式，控制浸渍后预制体密度为1.68g/cm³～2g/cm³；

3)、浸渍后预制体即浸渍布加压热固化；

4)、浸渍布经加压热固化后，将所得的浸渍布冲裁成所需的形状，在浸渍布的一面涂覆粘结剂，使浸渍布与支撑钢背热粘结。

本发明的优选技术方案之一在于，2)步中，浸渍压力为-0.1MPa～-0.4MPa为较优的选择。

本发明的优选技术方案之一在于，2)步中，浸渍时间0.5～3h。

本发明的优选技术方案之一在于，2)步中优选将浸渍时温度控制在320～380℃。

本发明的优选技术方案之一在于，3)步中，浸渍布优选在230～320℃以下加压热固化，固化压力8～14MPa；特别优选是8～12MPa。

本发明的优选技术方案之一在于，所述的热粘结优选是在220～280℃、1～1.5MPa压力下热粘结3～10分钟。本发明最为优选热粘结是在250℃、1.2MPa压力下热粘结5分钟。

本发明可优选采用的炭纤维的密度为1.0g/cm³～1.5g/cm³。

因此，按以上方法所制得的炭纤维布可用于作为湿式离合器的摩擦材料。

本发明所采用的耐高温刹车片酚醛树脂为常规的市场上有售的用于耐高温刹车片的酚醛树脂即可，如可购自长沙志达绝缘化工有限公司等单位。

本发明的粘结剂为常规的市场上有售的用于摩擦材料的粘结剂即可，如可购自深圳市天奥胶粘经营部等单位。

本发明具有如下优点和积极效果

因此，本发明的工艺是通过将炭纤维三维编织穿刺成炭纤维布，然后采用含有摩擦剂的酚醛树脂进行浸渍炭纤维布，并热固化处理，所得到的摩擦材料应用于湿式离合器中具有良好的摩擦磨损性能。本发明的方法最大的优势还在于工艺上作出了新的尝试和创新，使得本发明的工艺步骤更加简单，操作方便，成本更加低廉。通过将炭纤维布由编织并穿刺，可以避免层与层之间结合强度弱而难以承载大功率的剪切破坏。因此这种湿式离合片可以传递比较大的扭矩。且在浸渍树脂同时掺入摩擦剂，可以得到薄如0.2mm的摩擦材料的同时，其动摩擦系数仍可达0.15，静摩擦系数可达0.18，耐磨率Δw小于10^-9cm³/J的良好性能效果。

本发明更进一步的优势还在于，经浸渍并热固化的炭纤维布或碳毡制成摩擦材料，可以通过控制浸渍压力与浸渍时间来控制材料孔隙度在15％-30％之间，这样可以提高湿式炭纤维布的摩擦磨损性能。

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1

首先，将密度为1.3g/cm³的炭纤维，经三维编制成炭纤维布，将粘结剂涂在炭纤维布两面，按所需厚度叠加布层并用炭纤维穿刺成一个整体。然后将穿刺整体布置于浸渍炉中，在温度为350℃，真空度为了-0.15MPa下，浸渍含有10％SiO₂，10％ZrO₂的酚醛树脂。之后，将浸渍布在250℃，12MPa下，加压固化。涂耐高温摩擦材料粘结剂并与支撑钢背粘合，加压1.2MPa，250℃热粘结5分钟。用MM-1000实验机检测，压力2MPa，转速7000r/min，对偶65Mn(HRC39)，测得在润滑油中的动摩擦系数0.13～0.15，静摩擦系数为0.17，摩擦系数稳定度≥0.95，磨损小于3×10^-9cm³/J。

实施例2

其它步骤同实施例1，只将树脂所含摩擦剂改为含5％硼铁、5％锰铁、5％铬铁，同样测得其动摩擦系数为0.12～0.13，静摩擦系数为0.16，摩擦系数稳定度≥0.95，磨损小于1×10^-9cm³/J。

实施例3

将密度为1.3g/cm³的炭纤维编织穿刺成所需厚度的炭纤维布，直接将穿刺布在真空浸渍炉浸渍含有10％SiO₂、10％ZrO₂的酚醛树脂，浸渍温度为350℃，真空度为-0.2MPa。之后，将浸渍布在300℃，压力12MPa下热固化，涂耐高温摩擦材料粘结剂并于支撑钢背粘合，加压1.2MPa，250℃热粘结5分钟。得到的实用摩擦片其在润滑油中动摩擦系数为0.12～0.15，静摩擦系数0.18，磨损为3×10^-9cm³/J，摩擦系数稳定度≥0.95，对偶磨损1×10^-9cm³/J。

实施例4

其它步骤同实施例3，改浸渍树脂中所含摩擦剂为5％铬铁、、5％硼铁、5％锰铁。所得摩擦材料在同样条件下的动摩擦系数为0.12～0.13，静摩擦系数0.16，摩擦系数稳定度≥0.95，磨损2×10^-9cm³/J，对偶磨损小于实例3。

实施例5

其它步骤同实施例3，改浸渍树中所含摩擦剂为5％SiO₂粉、5％ZrO₂粉及5％铸铁粉。其它工艺不变，所得到的摩擦材料在润滑油中的动摩擦系数0.15，静摩擦系数0.17，摩擦系数稳定度≥0.90，磨损为2×10^-9cm³/J，对偶磨损1×10^-9cm³/J。

Claims (9)

1.一种炭纤维布摩擦材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、以碳毡或将炭纤维三维编织穿刺成炭纤维布作为预制体；

2)、预制体置于浸渍炉内，浸渍炉内有含SiO₂、ZrO₂、硼铁、锰铁、铬铁一种或几种摩擦剂的耐高温刹车片酚醛树脂，通过控制浸渍压力或控制耐高温刹车片酚醛树脂的加入量的方式，控制浸渍后预制体密度为1.68g/cm³～2g/cm³；

3)、将浸渍后预制体即浸渍布加压热固化；

4)、浸渍布经加压热固化后，将所得的浸渍布冲裁成所需的形状，在浸渍布的一面涂覆粘结剂，使浸渍布与支撑钢背热粘结。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，2)步中，浸渍压力为-0.1MPa～-0.4MPa。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，2)步中，浸渍时间0.5～3h。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，2)步中，浸渍时温度控制在320～380℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，3)步中，浸渍布在230～320℃以下加压热固化，固化压力8～14MPa。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的热粘结是在220～280℃、1～1.5MPa压力下热粘结3～10分钟。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，热粘结是在250℃、1.2MPa压力下热粘结5分钟。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，，所采用的炭纤维的密度为1.0g/cm³～1.5g/cm³。

9.将权利要求1-8任一项方法所制得的炭纤维布用于作为湿式离合器的摩擦材料。