CN102588460A - 一种用于同步器的同步环及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于同步器的同步环及其制造方法，包括同步环基体，同步环基体内设有摩擦片，所述摩擦片由软质基层和摩擦层复合构成。本发明通过用软质基层与摩擦层的组合结构替换现有的机加工摩擦层结构，实现了把不具备弹韧性的硬质摩擦材料改进成可弯曲粘贴无机加工的摩擦材料，提高了本同步环的摩擦磨损性能和可靠性；直接在摩擦层上压制出排油沟槽，简化了工艺，降低了成本；本发明可以根据实际需要将所述板状摩擦片裁剪成各种形状，工艺简单，免机械加工且节省材料，本发明适用于同步器。

Description

一种用于同步器的同步环及其制造方法
技术领域
本发明涉及同步器摩擦元件，特别是涉及一种用于同步器的同步环及其制造方法。
背景技术
同步环是同步器中的重要部件，是汽车变速器为使换档轻便无声和延长结合齿寿命而设置的同步器摩擦元件。它与配合的锥面产生摩擦力矩使主被动元件在瞬间同步，从而实现主被动齿端无冲击的和轻便无声的换档。
目前，同步环的制造方法主要有以下几种：锻造黄铜机加工螺线、钼热喷涂、青铜烧结、碳基压烧工艺等。
一、锻造黄铜机加工螺线--是汽车变速箱同步器摩擦锥环(同步环)最早开发投入生产应用的，制造工艺简单，但存在摩擦系数和耐久性能不足以及基体强度不足的缺点；
二、钼热喷涂--在同步环基体上的钼热喷涂技术，该技术在以德国ZF公司变速器技术为代表的变速箱同步器摩擦环上得到大批量应用。具有制造工艺简单、耐磨性能好的优点，但存在钼价格昂贵、摩擦系数不足、抗过载能力差的缺点；
三、青铜烧结--烧结青铜材料用于同步器摩擦环技术是德国hoerbiger公司开发并批量生产应用，耐磨耗，生产效率高，成本低，但存在动摩擦系数不足，与油品产生化学反应的缺点；
四、碳基压烧工艺--把含树脂的碳基粉末填在模腔中与同步环基体一起压烧，再机加工成摩擦面(包括沟槽)，日本达耐时公司开发了该碳基同步环技术。这种同步环具有动摩擦系数高、耐磨耗等优点，但其材料利用率低，80％以上的摩擦材料被机械加工去除，且摩擦层与同步环基体之间粘接可靠性差。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种不仅动摩擦系数高、耐磨耗，而且结构简单、工艺简单、材料利用率高、成本低、可靠性高的用于同步器的同步环及其制造方法。
为了实现以上目的，本发明提供的一种用于同步器的同步环，包括同步环基体，同步环基体内设有摩擦片，所述摩擦片由软质基层和摩擦层复合构成。通过用软质基层与摩擦层的组合结构替换现有的单层结构，并直接在摩擦层上压制出排油沟槽，工艺简单，材料利用率高，成本低，且提高了本同步环的可靠性高。
在上述方案中，所述摩擦层表面设有排油沟槽。
在上述方案中，所述摩擦片的厚度为0.5mm～1mm。
本发明还提供了一种用于同步器的同步环的制造方法，它包括下列步骤：
(1)将人造石墨和摩擦添加剂与树脂粉末混合均匀，制成摩擦层混合料；
(2)将芳纶无纺布、碳纤维无纺布或纸基材料经液体树脂浸渍处理后，烘干制成软质基层；
(3)将步骤(1)中的摩擦层混合料均匀撒在上述软质基层上后，放在热板压机上，并用表面带凸凹结构的模板压烧成板状摩擦片，所述凸凹结构用于形成排油沟槽；
(4)按产品尺寸要求将上述板状摩擦片裁剪成对应形状；
(5)将上述裁剪好的摩擦片用高温胶粘接在同步环基体表面上，并放入模具中热压成形，制成产品。
在上述方案中，所述步骤(1)中人造石墨的质量比为45％～63％，摩擦添加剂的质量比为25％～42％，树脂粉末的质量比为12％～13％。
在上述方案中，所述摩擦添加剂为硅藻土和铜合金粉的混合物或碳纤维粉、硅藻土和铜合金粉的混合物。
在上述方案中，所述步骤(2)中的烘干是指，在150～170℃下烘干25～35分钟，使软质基层的含胶量为30％～40％。
在上述方案中，所述步骤(3)中的压烧是指，在0.9～1.6吨/cm2的压力和190～210℃的温度下压烧5～9分钟。
在上述方案中，所述步骤(5)中的热压成形是指，在220～270℃的温度下热压成形。
本发明一方面，通过用软质基层与摩擦层的组合结构替换现有的机加工摩擦层结构，实现了把不具备弹韧性的硬质摩擦材料改进成可弯曲粘贴无机加工的摩擦材料，提高了本同步环的摩擦磨损性能和可靠性；另一方面，步骤(3)中直接在摩擦层上压制出排油沟槽，简化了工艺，降低了成本；最后，本发明可以根据实际需要将所述板状摩擦片裁剪成各种形状，工艺简单，免机加工且节省材料。
本发明与现有技术对比，充分显示其优越性在于：不仅动摩擦系数高、耐磨耗，而且结构简单、工艺简单、材料利用率高、成本低、可靠性高等。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中摩擦片的结构示意图。
图中：同步环基体1  摩擦片2  软质基层21  摩擦层  22排油沟槽3。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
实施例1：提供一种用于同步器的同步环，包括同步环基体1，同步环基体1内设有摩擦片2，所述摩擦片2由软质基层21和摩擦层22组成。通过用软质基层21与摩擦层22的组合结构替换现有的硬质摩擦层结构，提高了本同步环的抗过载性能。所述摩擦层22表面设有排油沟槽3。所述摩擦片2的厚度为0.5mm～1mm。
一种用于同步器的同步环的制造方法，它包括下列步骤：
(1)将人造石墨和摩擦添加剂与树脂粉末混合均匀，制成摩擦层混合料，其中，人造石墨的质量比为45％～63％，摩擦添加剂的质量比为25％～42％，树脂粉末的质量比为12％～13％，所述摩擦添加剂为硅藻土和铜合金粉的混合物。；
(2)将纸基材料经液体树脂浸渍处理后，在150～170℃下烘干25～35分钟，制成软质基层，使软质基层的含胶量为30％～40％；
(3)将步骤(1)中的摩擦层混合料均匀撒在上述软质基层上后，放在热板压机上，并用表面带凸凹结构的模板压烧成板状摩擦片，所述凸凹结构与排油沟槽相配合，所述压烧是指，在0.9～1.6吨/cm2的压力和190～210℃的温度下压烧5～9分钟；
(4)按产品尺寸要求将上述板状摩擦片裁剪成对应形状；
(5)将上述裁剪好的摩擦片用高温胶粘接在同步环基体表面上，并放入模具中在220～270℃的温度下热压成形，制成产品。
实施例2：提供一种用于同步器的同步环，包括同步环基体1，同步环基体1内设有摩擦片2，所述摩擦片2由软质基层21和摩擦层22组成。通过用软质基层21与摩擦层22的组合结构替换现有的硬质摩擦层结构，提高了本同步环的抗过载性能。所述摩擦层22表面设有排油沟槽3。所述摩擦片2的厚度为0.5mm～1mm。
一种用于同步器的同步环的制造方法，它包括下列步骤：
(1)将人造石墨和摩擦添加剂与树脂粉末混合均匀，制成摩擦层混合料，其中，人造石墨的质量比为45％～63％，摩擦添加剂的质量比为25％～42％，树脂粉末的质量比为12％～13％，所述摩擦添加剂为碳纤维粉、硅藻土和铜合金粉的混合物。；
(2)将芳纶无纺布或碳纤维无纺布经液体树脂浸渍处理后，在150～170℃下烘干25～35分钟，制成软质基层，使软质基层的含胶量为30％～40％；
(3)将步骤(1)中的摩擦层混合料均匀撒在上述软质基层上后，放在热板压机上，并用表面带凸凹结构的模板压烧成板状摩擦片，所述凸凹结构与排油沟槽相配合，所述压烧是指，在0.9～1.6吨/cm2的压力和190～210℃的温度下压烧5～9分钟；
(4)按产品尺寸要求将上述板状摩擦片裁剪成对应形状；
(5)将上述裁剪好的摩擦片用高温胶粘接在同步环基体表面上，并放入模具中在220～270℃的温度下热压成形，制成产品。
本发明一方面，通过用软质基层21与摩擦层22的组合结构替换现有的机加工摩擦层结构，实现了把不具备弹韧性的硬质摩擦材料改进成可弯曲粘贴无机加工的摩擦材料，提高了本同步环的摩擦磨损性能和可靠性；另一方面，步骤(3)中直接在摩擦层22上压制出排油沟槽3，简化了工艺，降低了成本；最后，本发明可以根据实际需要将所述板状摩擦片裁剪成各种形状，工艺简单，免机加工且节省材料。不仅动摩擦系数高、耐磨耗，而且结构简单、工艺简单、材料利用率高、成本低、可靠性高等。

Claims (9)

1.一种用于同步器的同步环，包括同步环基体，同步环基体内设有摩擦片，其特征在于，所述摩擦片由软质基层和摩擦层复合构成。
2.如权利要求1所述的一种用于同步器的同步环，其特征在于，所述摩擦层表面设有排油沟槽。
3.如权利要求1或2所述的一种用于同步器的同步环，其特征在于，所述摩擦片的厚度为0.5mm～1mm。
4.一种用于同步器的同步环的制造方法，其特征在于，它包括下列步骤：
(1)将人造石墨和摩擦添加剂与树脂粉末混合均匀，制成摩擦层混合料；
(2)将芳纶无纺布、碳纤维无纺布或纸基材料经液体树脂浸渍处理后，烘干制成软质基层；
(3)将所述的摩擦层混合料均匀撒在上述软质基层上后，放在热板压机上，并用表面带凸凹结构的模板压烧成板状摩擦片；
(4)按产品尺寸要求将上述板状摩擦片裁剪成对应形状；
(5)将上述裁剪好的摩擦片用高温胶粘接在同步环基体表面上，并放入模具中热压成形，制成产品。
5.如权利要求4所述的一种用于同步器的同步环的制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中人造石墨的质量比为45％～63％，摩擦添加剂的质量比为25％～42％，树脂粉末的质量比为12％～13％。
6.如权利要求4或5所述的一种用于同步器的同步环的制造方法，其特征在于，所述步骤(1)中摩擦添加剂为硅藻土和铜合金粉的混合物或碳纤维粉、硅藻土和铜合金粉的混合物。
7.如权利要求4所述的一种用于同步器的同步环的制造方法，其特征在于，所述步骤(2)中的烘干是指，在150～170℃下烘干25～35分钟，使软质基层的含胶量为30％～40％。
8.如权利要求4所述的一种用于同步器的同步环的制造方法，其特征在于，所述步骤(3)中的压烧是指，在0.9～1.6吨/cm2的压力和190～210℃的温度下压烧5～9分钟。
9.如权利要求4所述的一种用于同步器的同步环的制造方法，其特征在于，所述步骤(5)中的热压成形是指，在220～270℃的温度下热压成形。
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