CN105443601A - 一种重型货车用高性能离合器面片 - Google Patents
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Abstract
本发明所要解决的技术问题在于提供了一种结构新颖，材料配方合理，性能指标、成本和应用效果均平衡且优良的重型货车用高性能离合器面片。一种重型货车用高性能离合器面片，它分为摩擦工作层和结构层，所述摩擦工作层包括至少三种不同材料的摩擦衬片；三种不同材料的摩擦衬片包括厚度相同的橡胶基摩擦衬片、替胶FA摩擦衬片和陶瓷纤维摩擦衬片；本发明的有益效果如下：本发明的结构层表面设置混合排列的橡胶基摩擦衬片、陶瓷纤维摩擦衬片及替胶FA摩擦衬片，不仅使离合器片在离合操作时，能发挥该三种不同材质特性，当该离合器片应用于重型货车的离合机构中，有效降低高温中耐衰退而保持稳定的摩擦力,特别适合在重型货车中应用。
Description
技术领域
本发明属于货车离合器中的零配件，特别是涉及一种用于重型货车离合器内摩擦接触的离合器面片。
背景技术
在重型货车传动系统中，离合器是连接重型货车发动机和变速箱的关键零部件，其中离合器面片是一种复合摩擦材料的制品，其主要作用是通过摩擦实现动力的传递。
目前，现有的文献或市场中所见到的离合器面片都是单层的，即整个产品由单一的摩擦工作层构成，摩擦工作层既要有优良的摩擦磨损性能，又要满足弯曲性能、热性能等各方面的性能要求，同时要求可加工性好、成本较低，这对离合器面片的配方设计提出了极大的挑战,由于重型卡车对离合器的要求要高于普通汽车，所以上述的离合器很难满足要求。即摩擦工作层的组分和配方选择性大大降低，导致现有的离合器难以具均衡的性能指标，同时也难以满足性能指标、成本和应用的平衡。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供了一种结构新颖，材料配方合理，性能指标、成本和应用效果均平衡且优良的重型货车用高性能离合器面片。
为了解决上述本发明所要解决的技术问题，本发明采用以下技术方案实现：
一种重型货车用高性能离合器面片，它分为摩擦工作层和结构层，所述摩擦工作层包括至少三种不同材料的摩擦衬片；三种不同材料的摩擦衬片包括厚度相同的橡胶基摩擦衬片、替胶FA摩擦衬片和陶瓷纤维摩擦衬片21，所述橡胶基摩擦衬片和替胶FA摩擦衬片的工作面积之和占摩擦工作层总面积的60％以上；
所述橡胶基摩擦衬片、替胶FA摩擦衬片和陶瓷纤维摩擦衬片数量分别为多片，并且相互交错设置；由下述制成的橡胶基摩擦衬片、替胶FA摩擦衬片和陶瓷纤维摩擦衬片分别与结构层之间均经过压制、热处理和机械加工制成的离合器面片成品；
所述橡胶基摩擦衬片由玻璃纤维束、水溶性酚醛树脂溶液和橡胶原料，所述橡胶原料由下述重量份的原料组成：高腈丁腈橡胶8-15份、羧基丁苯乳胶10-12份、碱式碳酸锌3-4份、促进剂DM0.3-0.6份、抗氧剂10100.2-0.4份、zonyl水溶性羧酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂0.1-0.3份、碳酸钙3-4份、滑石粉2-6份、高岭土8-12份、马来酸二辛酯1.5-2.5份、石英粉4-9份、硫化粉0.2-0.5份、重晶石8-12份、金刚砂6-12份、碳黑12-18份、氧化铝1-2份、邻苯二甲酸环已酯1.5-2.3份、氢氧化铝8-10份；经过如下步骤：
a、将玻璃纤维束浸渍在调配好的水溶性酚醛树脂溶液中，然后通过烘干塔烘干；
b、再通过机械张紧得到张紧的玻璃纤维束；
c、将上述橡胶原料加入密炼机,密炼，然后经过开炼制成片状橡胶；
d、将得到的片状橡胶分为上下层，分别叠夹在玻璃纤维的上下表面；
e、玻璃纤维束及其上下两层橡胶片首先通过压线贴胶机，将上下两层橡胶胶片挤压包覆在玻璃纤维束表面，再通过切胶分条机分条，得到包覆有橡胶的玻璃纤维束；
f、将得到的包覆有橡胶的玻璃纤维束通过缠绕机缠绕即得坯料；
g、由该坯料制成具体形状的橡胶基摩擦衬片；
所述替胶FA摩擦衬片的原料包括替胶FA复合粉和水溶性酚醛树脂，所述FA复合粉由下述重量份的原料制成：分子式为(C6H10O5)n类多糖粉35-60份、氢氧化钙35-60份、锌铬黄3-5份、碳黑0.5-1份、氧化铁红0.5-1份、硬脂酸铅1-2份、亚磷酸三苯酯0.5-1份、碳酸钙2-10份和氧化镁3-8份；替胶FA复合粉与水溶性酚醛树脂组成粘结剂，采用一次浸胶法制成替胶FA摩擦衬片；
所述陶瓷纤维摩擦衬片的原料由下述重量份的原料制成：氧化钨纤维9-16份、羧甲基纤维素钠8-12份、碳化锆6-10份，粉煤灰5-10份、聚丙烯酸4-8份、纳米二氧化钼1-2份、钨粉3-6份、钨钢石粉2-3份、水玻璃1-2份、聚乙烯醇1.2-4份、青铜粉0.5-3份、亚硝酸钾0.3-0.8份、羟乙基纤维素7-11份、鹿沼土4-7份、高岭土2.5-6份、助剂3-5份；
所述助剂是下述重量份的原料制成：氧化铝15-25份、碳酸钇1-3份，二硅化钼6-8份、铝镁尖晶石粉10-15份、金刚石粉0.5-1份、氮化硅2-5份、骨粉2-3份、聚丙烯酸钠0.5-0.8份、聚乙二醇1-3份、甘油2-4份和水适量，所述助剂的制备方法：将氧化铝、碳酸钇、二硅化钼、铝镁尖晶石粉、金刚石粉、氮化硅和骨粉加入湿料机中，加入聚丙烯酸钠和水进行湿法混合，将混合好后的浆料加入胶磨机中研磨过100-200目筛，加热干燥除去水分，再加入上述剩余组分搅拌均匀，制成粉末颗粒的助剂成品。
作为本发明的进一步改进：所述结构层由以下重量份的原料制成：粘结剂15-30份和改性填料70-80份，其中，粘结剂由以下重量份的原料组成：酚醛树脂20-25份和丁腈橡胶8-15份；其中，改性填料由以下重量份的原料组成：钢纤维25-30份、硫酸钡10-25份、蛭石12-15份、硅灰石25-30份、轻质碳酸钙2-3份和膨润土2-4份；将所述粘接剂和改性填料混合均匀后配制成浆料，然后对连续玻璃纤维进行浸渍，连续玻璃纤维浸渍后，干燥后再经缠绕制成结构层备用。
优选地，所述橡胶基摩擦衬片的数量在6-10片，替胶FA摩擦衬片数量在4-8片，而陶瓷纤维摩擦衬片2-4片；它们均规则分布排列在环形的结构层上。进一步地，所述橡胶基摩擦衬片的数量为6片，替胶FA摩擦衬片数量6片，而陶瓷纤维摩擦衬片3片；陶瓷纤维摩擦衬片3片相隔120度规则分布在环形的结构层中，每片陶瓷纤维摩擦衬片的两侧均是替胶FA摩擦衬片，橡胶基摩擦衬片两片一组，规则分布在替胶FA摩擦衬片之间。
作为本发明的进一步改进：所述水溶性酚醛树脂溶液由聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液、纳米级凹凸棒土以及微米级铜粉组成；按照重量份数计，聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液是由苯酚100份、甲醛水溶液100-110份、聚乙烯醇5-15份以及碳酸钠2-5份混合反应而成；甲醛水溶液的质量百分比浓度为30％-45％；按照苯酚含量为100份数计，纳米级凹凸棒土含量为1-4份，微米级铁粉含量为1-2份；纳米级凹凸棒土、微米级铁粉和聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液混合搅拌得到所述水溶性酚醛树脂溶液成品。
作为本发明的进一步改进方案，所述陶瓷纤维摩擦衬片的制备步骤如下：
S1、将高岭土、钨钢石粉、粉煤灰和鹿沼土混合，在800-980℃下处理3小时以上，冷却后粉碎备用；
S2、将步骤S1中的粉碎物与氧化钨纤维、碳化锆、纳米二氧化钼、钨粉、青铜粉以及适量水，加入到球磨罐中，球料比3：1，球磨3小时后加入聚丙烯酸和水玻璃，搅拌均匀后过300目筛，再转移到造粒机中制成颗粒备用；
S3、将助剂和剩余组分混合，以5-6℃/min的速度边搅拌边加热，加热至80℃时保温半小时以上，再将该混合物喷涂到步骤S2制备的颗粒上；
S4、将步骤S3的物料送入模具中，通过压机压制成所需形状的陶瓷纤维摩擦衬片素胚，再将该素胚送入真空的烧结炉中烧结，获得陶瓷纤维摩擦衬片成品。
作为本发明的进一步改进方案，所述S4步骤中烧结指的是：在温度为1600-1700℃高温烧结，保温3-4小时，待温度降至1350度以下，随炉冷却。
作为本发明的进一步改进方案，所述陶瓷纤维摩擦衬片上设有固定通孔，相对于的结构层上设有与固定通孔相对于的安装孔，紧固件通过固定通孔和安装孔将陶瓷纤维摩擦衬片固定在结构层上。
本发明采用上述重型货车用高性能离合器面片，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
一、本发明在结构层表面所设的陶瓷纤维摩擦衬片是一种轻质而硬的材质，具有良好的耐热性，细腻而脆，耐热衰退；替胶FA摩擦衬片具有柔软而良好的韧性、耐高温及耐磨等性能，还具有良好的抗疲劳，热膨胀系数低等特性；橡胶基摩擦衬片中的橡胶基本身具有很好的摩擦性能，本发明在原有的橡胶原料配方中加入了碳酸钙、滑石粉、高岭土、马来酸二辛酯、石英粉、重晶石和金刚砂等作为改性填料，使得橡胶基摩擦衬片的耐磨性、稳定性提高，热衰退指标降低，并且具有一定的陶瓷纤维性质。本发明的结构层表面设置混合排列的橡胶基摩擦衬片、陶瓷纤维摩擦衬片及替胶FA摩擦衬片，不仅使离合器片在离合操作时，能发挥该三种不同材质特性，当该离合器片应用于重型货车的离合机构中，还有效降低高温中耐衰退而保持稳定的摩擦力，同时可降低磨损而延长使用寿命；另外，利用陶瓷纤维摩擦衬片与替胶FA摩擦衬片刚柔结合而降低摩擦噪音等等。
本发明在结构层表面设置若采用陶瓷纤维摩擦衬片，陶瓷纤维摩擦衬片可达到耐高温500℃的耐磨性能，而且陶瓷纤维摩擦衬片、替胶FA摩擦衬片和橡胶基摩擦衬片之间不可避免地具有缝隙，再加之上述配方的陶瓷纤维摩擦衬片还具有很好的散热性能，配合使用增加了离合器面片整体的耐高温性能，而且分立的多片陶瓷纤维摩擦衬片、替胶FA摩擦衬片和橡胶基摩擦衬片还能有效地释放膨胀，从而也有效防止摩擦衬片出现裂缝而降低使用寿命。
本发明所设计的离合器片在机械测试中显示，其静摩擦系数与动摩擦系数之差值非常低，对于重型卡车离合器机构操作过程中，不会造成换挡暴动现象，同时该离合器片受高、低温影响甚小，对高温时且无明确的热膨胀现象，对低温时与离合机构的相关构件摩擦接触不会产生打滑，并能确保离合机构起动及行驶中的操控更为平稳顺畅。
而且，本发明设计的离合器面片，其压力动摩擦系数与转速动摩擦系数，可依重型货车的重量和动力需求，弹性的调整陶瓷纤维摩擦垫与替胶FA摩擦衬片的设置数量及配方，使其能符合客户需求，而可适用于不同自重、载重和动力的重型卡车；该离合器不仅适用于重型卡车，应用在其它普通汽车上，比现有的汽车离合器性能更好。
另外，本发明设计在结构层表面固定排列有三中不同材质的摩擦衬片，可提供高气孔率，有利于离合机构油压制动时油液被挤进，输出时的流动性更为顺畅，以提高离合器片与离合机构作用时构件间之密合度，及提升制动力，进而能提高重型货车操控时的安全性和舒适性。
二、本发明的离合器面片是由摩擦工作层和结构层分立设置的，其中结构层可以有一层或一层以上，作用在于传热和支撑，其中，结构层可根据需要选用；不同的材料层实现不同的性能，摩擦工作层具有优秀的摩擦磨损性能，能够实现离合器面片的主要功能—通过摩擦传递动力；结构层一方面具有较高的热传导率，能及时将摩擦工作层工作产生的热量传导出去，降低摩擦工作层的能量负荷；第二方面还能为整个离合器面片产品提供足够的机械性能，以保证离合器面片的装配和使用。
将这些具有不同性能特点的材料层复合制造成离合器面片产品，其中摩擦工作层位于工作面，支撑层位于背面，铺设好的毛坯经压制、热处理、机械加工制成离合器面片成品。若需要使用传热层，则将传热层铺设在摩擦工作层和支撑层之间，同样经压制、热处理、机械加工制成离合器面片成品，大大释放了材料的选择性，使得橡胶基摩擦衬片、陶瓷纤维摩擦衬片和替胶FA摩擦衬片配方的性能更加突出；同时，由于对各个材料层的性能要求并不复杂，各材料层的制造成本也相对较容易控制，从而在整体上控制了离合器面片的制造成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1：本发明实施例的结构示意图。
图中：1-结构层，21-陶瓷纤维摩擦衬片，22-替胶FA摩擦衬片，23-橡胶基摩擦衬片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
实施例一：
在结构方面，如图1所示，本发明的离合器面片由摩擦工作层和结构层1组成，结构层1形成呈环形，其厚度和摩擦工作层相等；其中的摩擦工作层由三种不同材料的摩擦衬片交错排列而成。三种不同材料的摩擦衬片包括厚度相同的橡胶基摩擦衬片23、替胶FA摩擦衬片22和陶瓷纤维摩擦衬片21。
如图1所示，橡胶基摩擦衬片23的数量为六片，替胶FA摩擦衬片22数量六片，而陶瓷纤维摩擦衬片21三片；陶瓷纤维摩擦衬片21三片相隔120度规则分布在环形的结构层1中，每片陶瓷纤维摩擦衬片21的两侧均是替胶FA摩擦衬片22，橡胶基摩擦衬片23两片一组，规则分布在替胶FA摩擦衬片22之间。
一、橡胶基摩擦衬片23的制备：
橡胶基摩擦衬片23由玻璃纤维束、水溶性酚醛树脂溶液和橡胶原料，橡胶原料由下述重量份的原料组成：高腈丁腈橡胶8份、羧基丁苯乳胶11份、碱式碳酸锌3份、促进剂DM0.35份、抗氧剂10100.2份、zonyl水溶性羧酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂0.2份、碳酸钙3.1份、滑石粉6份、高岭土12份、马来酸二辛酯1.5份、石英粉4份、硫化粉0.2份、重晶石8份、金刚砂6份、碳黑17份、氧化铝1份、邻苯二甲酸环已酯1.8份、氢氧化铝9份；经过如下步骤：
a、将玻璃纤维束浸渍在调配好的水溶性酚醛树脂溶液中，然后通过烘干塔烘干，烘干塔温度为70-80℃，烘干时间为40-60分钟，其中玻璃纤维束的截面直径要求要小于5mm。
b、将烘干后的玻璃纤维束依次通过包胶机的第一张紧流线辊、分线轮、压线贴胶机的两辊筒之间、切胶分条机的两辊筒之间、第二张紧流线辊，得到张紧的玻璃纤维束。
c、将上述橡胶原料加入密炼机,密炼，然后经过开炼制成片状橡胶。
d、将得到的片状橡胶分为上下层，分别叠夹在玻璃纤维的上下表面。
e、玻璃纤维束及其上下两层橡胶片首先通过压线贴胶机，将上下两层橡胶胶片挤压包覆在玻璃纤维束表面，再通过切胶分条机分条，得到包覆有橡胶的玻璃纤维束。
f、将得到的包覆有橡胶的玻璃纤维束通过缠绕机缠绕即得坯料。
g、由该坯料制成具体形状的橡胶基摩擦衬片23。
二、替胶FA摩擦衬片22的制备：
替胶FA摩擦衬片22的原料包括替胶FA复合粉和水溶性酚醛树脂，其中，FA复合粉由下述重量份的原料制成：分子式为(C6H10O5)n类多糖粉37份、氢氧化钙37份、锌铬黄4份、碳黑0.55份、氧化铁红0.5份、硬脂酸铅1份、亚磷酸三苯酯0.7份、碳酸钙2份和氧化镁8份。上述替胶FA复合粉与水溶性酚醛树脂组成粘结剂，采用一次浸胶法制成替胶FA摩擦衬片22。
三、陶瓷纤维摩擦衬片21的制备：
陶瓷纤维摩擦衬片21由下述重量份的原料制成：氧化钨纤维16份、羧甲基纤维素钠8份、碳化锆6份，粉煤灰7份、聚丙烯酸4份、纳米二氧化钼2份、钨粉3份、钨钢石粉3份、水玻璃1份、聚乙烯醇3份、青铜粉0.7份、亚硝酸钾0.3份、羟乙基纤维素8份、鹿沼土5份、高岭土6份、助剂5份。
上述助剂是下述重量份的原料制成：氧化铝15份、碳酸钇2份，二硅化钼6份、铝镁尖晶石粉12份、金刚石粉0.5份、氮化硅3份、骨粉3份、聚丙烯酸钠0.6份、聚乙二醇2份、甘油3份和水适量，所述助剂的制备方法：将氧化铝、碳酸钇、二硅化钼、铝镁尖晶石粉、金刚石粉、氮化硅和骨粉加入湿料机中，加入聚丙烯酸钠和水进行湿法混合，将混合好后的浆料加入胶磨机中研磨过165目筛，加热干燥除去水分，再加入上述剩余组分搅拌均匀，制成粉末颗粒的助剂成品。
上述陶瓷纤维摩擦衬片21的制备步骤如下：
S1、将高岭土、钨钢石粉、粉煤灰和鹿沼土混合，在800℃下处理3小时以上，冷却后粉碎备用。
S2、将步骤S1中的粉碎物与氧化钨纤维、碳化锆、纳米二氧化钼、钨粉、青铜粉以及适量水，加入到球磨罐中，球料比3：1，球磨3小时后加入聚丙烯酸和水玻璃，搅拌均匀后过300目筛，再转移到造粒机中制成颗粒备用。
S3、将助剂和剩余组分混合，以6℃/min的速度边搅拌边加热，加热至80℃时保温半小时以上，再将该混合物喷涂到步骤S2制备的颗粒上。
S4、将步骤S3的物料送入模具中，通过压机压制成所需形状的陶瓷纤维摩擦衬片21素胚，再将该素胚送入真空的烧结炉中烧结，获得陶瓷纤维摩擦衬片21成品，压制在模具中采用150-200MPa干压成型。
所述S4步骤中烧结指的是：在温度为1650℃高温烧结，保温3.5小时，待温度降至1350度以下，随炉冷却。
四、结构层1的制备：
结构层1由以下重量份的原料制成：粘结剂15份和改性填料75份，其中，粘结剂由以下重量份的原料组成：酚醛树脂23份和丁腈橡胶12份；其中，改性填料由以下重量份的原料组成：钢纤维25份、硫酸钡10份、蛭石13份、硅灰石26份、轻质碳酸钙2份和膨润土3份；将所述粘接剂和改性填料混合均匀后配制成浆料，然后对连续玻璃纤维进行浸渍，连续玻璃纤维浸渍后，干燥后再经缠绕制成结构层1备用。
对于上述的水溶性酚醛树脂溶液，本发明的水溶性酚醛树脂溶液均由聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液、纳米级凹凸棒土以及微米级铜粉组成；按照重量份数计，聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液是由苯酚100份、甲醛水溶液105份、聚乙烯醇8份以及碳酸钠3份混合反应而成，其中的甲醛水溶液的质量百分比浓度为35％。
按照苯酚含量为100份数计，纳米级凹凸棒土含量为2份，微米级铁粉含量为2份；纳米级凹凸棒土、微米级铁粉和聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液混合搅拌得到所述水溶性酚醛树脂溶液成品。
制备好上述橡胶基摩擦衬片23、替胶FA摩擦衬片22和陶瓷纤维摩擦衬片21后，本发明的摩擦工作层即上述数量的橡胶基摩擦衬片23、替胶FA摩擦衬片22和陶瓷纤维摩擦衬片21分别与结构层1经过压制、热处理和机械加工制成如图1所示的离合器面片成品。压制一般采用200Mpa干压，热处理可以采用高温烧结，但由于替胶FA摩擦衬片22的成分所限制，高温烧结的稳定要控制在1200度以下。另外，上述的机械加工包括表面处理，去毛刺等加工方式。
当然，在本发明的热处理之前，还可以加入必要的高温粘结剂来烧结成型。
上述zonyl水溶性羧酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂中的氟碳表面活性剂的结构式为：RfCH2CH2SCH2CH2CO2Li，Rf＝F(CF2CF2)x，x＝1～9；其按照重量的组份组成：25％氟碳表面活性剂，37.5％异丙醇，37.5％水。本发明的zonyl水溶性羧酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂由美国杜邦生产，购于上海舰邦实业有限公司，属于市售常规的zonyl水溶性羧酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂。
实施例二：
与实施例一的不同之处在于：
本发明考虑到陶瓷纤维摩擦衬片21的配方成分所限，在离合器面片成品制成过程中，陶瓷纤维摩擦衬片21与结构层1最难粘接好，因此可以在陶瓷纤维摩擦衬片21上设有内凹的固定通孔，相对应的结构层1上设有与固定通孔对应的安装孔，紧固件通过固定通孔和安装孔将陶瓷纤维摩擦衬片21固定在结构层1上，紧固件可以是如图所示的内六角螺栓。
实施例三：
与实施例一的不同之处在于：
橡胶原料由下述重量份的原料组成：高腈丁腈橡胶12份、羧基丁苯乳胶11份、碱式碳酸锌3.5份、促进剂DM0.5份、抗氧剂10100.4份、zonyl水溶性羧酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂0.2份、碳酸钙4份、滑石粉5份、高岭土9份、马来酸二辛酯2份、石英粉6份、硫化粉0.4份、重晶石11份、金刚砂8份、碳黑16份、氧化铝2份、邻苯二甲酸环已酯2份、氢氧化铝9份；经过如下步骤：
a、将玻璃纤维束浸渍在调配好的水溶性酚醛树脂溶液中，然后通过烘干塔烘干；
b、再通过机械张紧得到张紧的玻璃纤维束；
c、将上述橡胶原料加入密炼机,密炼，然后经过开炼制成片状橡胶；
d、将得到的片状橡胶分为上下层，分别叠夹在玻璃纤维的上下表面；
e、玻璃纤维束及其上下两层橡胶片首先通过压线贴胶机，将上下两层橡胶胶片挤压包覆在玻璃纤维束表面，再通过切胶分条机分条，得到包覆有橡胶的玻璃纤维束；
f、将得到的包覆有橡胶的玻璃纤维束通过缠绕机缠绕即得坯料；
g、由该坯料制成具体形状的橡胶基摩擦衬片23。
替胶FA摩擦衬片22的原料包括替胶FA复合粉和水溶性酚醛树脂，所述FA复合粉由下述重量份的原料制成：分子式为(C6H10O5)n类多糖粉45份、氢氧化钙56份、锌铬黄4份、碳黑0.8份、氧化铁红0.7份、硬脂酸铅1.2份、亚磷酸三苯酯0.7份、碳酸钙6份和氧化镁5份；替胶FA复合粉与水溶性酚醛树脂组成粘结剂，采用一次浸胶法制成替胶FA摩擦衬片22；
陶瓷纤维摩擦衬片21的原料由下述重量份的原料制成：氧化钨纤维9-16份、羧甲基纤维素钠9份、碳化锆7份，粉煤灰8份、聚丙烯酸5份、纳米二氧化钼1.2份、钨粉4份、钨钢石粉3份、水玻璃2份、聚乙烯醇1.4份、青铜粉2份、亚硝酸钾0.6份、羟乙基纤维素8份、鹿沼土6份、高岭土5份、助剂4份。
助剂是下述重量份的原料制成：氧化铝19份、碳酸钇2份，二硅化钼7份、铝镁尖晶石粉13份、金刚石粉0.7份、氮化硅4份、骨粉2.5份、聚丙烯酸钠0.7份、聚乙二醇3份、甘油2份和水适量，助剂的制备方法：将氧化铝、碳酸钇、二硅化钼、铝镁尖晶石粉、金刚石粉、氮化硅和骨粉加入湿料机中，加入聚丙烯酸钠和水进行湿法混合，将混合好后的浆料加入胶磨机中研磨过150目筛，加热干燥除去水分，再加入上述剩余组分搅拌均匀，制成粉末颗粒的助剂成品。
结构层1由以下重量份的原料制成：粘结剂18份和改性填料75份，其中，粘结剂由以下重量份的原料组成：酚醛树脂24份和丁腈橡胶12份；其中，改性填料由以下重量份的原料组成：钢纤维28份、硫酸钡20份、蛭石14份、硅灰石26份、轻质碳酸钙3份和膨润土4份；将所述粘接剂和改性填料混合均匀后配制成浆料，然后对连续玻璃纤维进行浸渍，连续玻璃纤维浸渍后，干燥后再经缠绕制成结构层1备用。
水溶性酚醛树脂溶液由聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液、纳米级凹凸棒土以及微米级铜粉组成；按照重量份数计，聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液是由苯酚100份、甲醛水溶液105份、聚乙烯醇10份以及碳酸钠3份混合反应而成；
甲醛水溶液的质量百分比浓度为35％；
按照苯酚含量为100份数计，纳米级凹凸棒土含量为3份，微米级铁粉含量为1份；纳米级凹凸棒土、微米级铁粉和聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液混合搅拌得到所述水溶性酚醛树脂溶液成品。
陶瓷纤维摩擦衬片21的制备步骤如下：
S1、将高岭土、钨钢石粉、粉煤灰和鹿沼土混合，在880℃下处理3小时以上，冷却后粉碎备用；
S2、将步骤S1中的粉碎物与氧化钨纤维、碳化锆、纳米二氧化钼、钨粉、青铜粉以及适量水，加入到球磨罐中，球料比3：1，球磨3小时后加入聚丙烯酸和水玻璃，搅拌均匀后过300目筛，再转移到造粒机中制成颗粒备用；
S3、将助剂和剩余组分混合，以6℃/min的速度边搅拌边加热，加热至80℃时保温1小时，再将该混合物喷涂到步骤S2制备的颗粒上；
S4、将步骤S3的物料送入模具中，通过压机压制成所需形状的陶瓷纤维摩擦衬片21素胚，再将该素胚送入真空的烧结炉中烧结，获得陶瓷纤维摩擦衬片21成品。
S4步骤中烧结指的是：在温度为1680℃高温烧结，保温3.5小时，待温度降至1350度以下，随炉冷却。
实施例四：
与其它实施例的不同之处在于：
橡胶原料由下述重量份的原料组成：高腈丁腈橡胶14份、羧基丁苯乳胶12份、碱式碳酸锌34份、促进剂DM0.5份、抗氧剂10100.3份、zonyl水溶性羧酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂0.2份、碳酸钙3.4份、滑石粉6份、高岭土11份、马来酸二辛酯2.5份、石英粉8份、硫化粉0.45份、重晶石11份、金刚砂11份、碳黑17份、氧化铝2份、邻苯二甲酸环已酯2份、氢氧化铝9份；经过如下步骤：
a、将玻璃纤维束浸渍在调配好的水溶性酚醛树脂溶液中，然后通过烘干塔烘干；
b、再通过机械张紧得到张紧的玻璃纤维束；
c、将上述橡胶原料加入密炼机,密炼，然后经过开炼制成片状橡胶；
d、将得到的片状橡胶分为上下层，分别叠夹在玻璃纤维的上下表面；
e、玻璃纤维束及其上下两层橡胶片首先通过压线贴胶机，将上下两层橡胶胶片挤压包覆在玻璃纤维束表面，再通过切胶分条机分条，得到包覆有橡胶的玻璃纤维束；
f、将得到的包覆有橡胶的玻璃纤维束通过缠绕机缠绕即得坯料；
g、由该坯料制成具体形状的橡胶基摩擦衬片23；
替胶FA摩擦衬片22的原料包括替胶FA复合粉和水溶性酚醛树脂，所述FA复合粉由下述重量份的原料制成：分子式为(C6H10O5)n类多糖粉40份、氢氧化钙50份、锌铬黄4份、碳黑0.7份、氧化铁红1份、硬脂酸铅2份、亚磷酸三苯酯1份、碳酸钙7份和氧化镁6份；替胶FA复合粉与水溶性酚醛树脂组成粘结剂，采用一次浸胶法制成替胶FA摩擦衬片22；
陶瓷纤维摩擦衬片21的原料由下述重量份的原料制成：氧化钨纤维9-16份、羧甲基纤维素钠11份、碳化锆9份，粉煤灰8份、聚丙烯酸7份、纳米二氧化钼1份、钨粉4份、钨钢石粉2份、水玻璃2份、聚乙烯醇2.4份、青铜粉0.6份、亚硝酸钾0.5份、羟乙基纤维素10份、鹿沼土6份、高岭土5份、助剂5份；助剂是下述重量份的原料制成：氧化铝23份、碳酸钇1份，二硅化钼8份、铝镁尖晶石粉15份、金刚石粉0.9份、氮化硅5份、骨粉2份、聚丙烯酸钠0.7份、聚乙二醇1份、甘油3份和水适量，所述助剂的制备方法：将氧化铝、碳酸钇、二硅化钼、铝镁尖晶石粉、金刚石粉、氮化硅和骨粉加入湿料机中，加入聚丙烯酸钠和水进行湿法混合，将混合好后的浆料加入胶磨机中研磨过130目筛，加热干燥除去水分，再加入上述剩余组分搅拌均匀，制成粉末颗粒的助剂成品。
结构层1由以下重量份的原料制成：粘结剂24份和改性填料77份，其中，粘结剂由以下重量份的原料组成：酚醛树脂24份和丁腈橡胶9份；其中，改性填料由以下重量份的原料组成：钢纤维29份、硫酸钡11份、蛭石13份、硅灰石28份、轻质碳酸钙3份和膨润土4份；将所述粘接剂和改性填料混合均匀后配制成浆料，然后对连续玻璃纤维进行浸渍，连续玻璃纤维浸渍后，干燥后再经缠绕制成结构层1备用。
橡胶基摩擦衬片23的数量在9片，替胶FA摩擦衬片22数量在7片，而陶瓷纤维摩擦衬片214片；它们均规则分布排列在环形的结构层1上。
水溶性酚醛树脂溶液由聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液、纳米级凹凸棒土以及微米级铜粉组成；按照重量份数计，聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液是由苯酚100份、甲醛水溶液108份、聚乙烯醇12份以及碳酸钠4份混合反应而成；
甲醛水溶液的质量百分比浓度为33％；
按照苯酚含量为100份数计，纳米级凹凸棒土含量为4份，微米级铁粉含量为2份；纳米级凹凸棒土、微米级铁粉和聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液混合搅拌得到所述水溶性酚醛树脂溶液成品。
陶瓷纤维摩擦衬片21的制备步骤如下：
S1、将高岭土、钨钢石粉、粉煤灰和鹿沼土混合，在900℃下处理3小时以上，冷却后粉碎备用；
S2、将步骤S1中的粉碎物与氧化钨纤维、碳化锆、纳米二氧化钼、钨粉、青铜粉以及适量水，加入到球磨罐中，球料比3：1，球磨3小时后加入聚丙烯酸和水玻璃，搅拌均匀后过300目筛，再转移到造粒机中制成颗粒备用；
S3、将助剂和剩余组分混合，以5℃/min的速度边搅拌边加热，加热至80℃时保温半小时以上，再将该混合物喷涂到步骤S2制备的颗粒上；
S4、将步骤S3的物料送入模具中，通过压机压制成所需形状的陶瓷纤维摩擦衬片21素胚，再将该素胚送入真空的烧结炉中烧结，获得陶瓷纤维摩擦衬片21成品。所述S4步骤中烧结指的是：在温度为1630℃高温烧结，保温3-4小时，待温度降至1350度以下，随炉冷却。
实施例五：
与其它实施例的不同之处在于：
一种离合器面片，它分为摩擦工作层和结构层1，所述摩擦工作层包括至少三种不同材料的摩擦衬片；三种不同材料的摩擦衬片包括厚度相同的橡胶基摩擦衬片23、替胶FA摩擦衬片22和陶瓷纤维摩擦衬片21，所述橡胶基摩擦衬片23和替胶FA摩擦衬片22的工作面积之和占摩擦工作层总面积的60％以上；
橡胶基摩擦衬片23、替胶FA摩擦衬片22和陶瓷纤维摩擦衬片21数量分别为多片，并且相互交错设置；由下述制成的橡胶基摩擦衬片23、替胶FA摩擦衬片22和陶瓷纤维摩擦衬片21分别与结构层1之间均经过压制、热处理和机械加工制成的离合器面片成品；
橡胶基摩擦衬片23由玻璃纤维束、水溶性酚醛树脂溶液和橡胶原料，所述橡胶原料由下述重量份的原料组成：高腈丁腈橡胶14份、羧基丁苯乳胶12份、碱式碳酸锌4份、促进剂DM0.5份、抗氧剂10100.4份、zonyl水溶性羧酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂0.25份、碳酸钙3.5份、滑石粉6份、高岭土11份、马来酸二辛酯2.5份、石英粉8份、硫化粉0.45份、重晶石11份、金刚砂10份、碳黑16份、氧化铝1.5份、邻苯二甲酸环已酯2.2份、氢氧化铝10份；经过如下步骤：
a、将玻璃纤维束浸渍在调配好的水溶性酚醛树脂溶液中，然后通过烘干塔烘干；
b、再通过机械张紧得到张紧的玻璃纤维束；
c、将上述橡胶原料加入密炼机,密炼，然后经过开炼制成片状橡胶；
d、将得到的片状橡胶分为上下层，分别叠夹在玻璃纤维的上下表面；
e、玻璃纤维束及其上下两层橡胶片首先通过压线贴胶机，将上下两层橡胶胶片挤压包覆在玻璃纤维束表面，再通过切胶分条机分条，得到包覆有橡胶的玻璃纤维束；
f、将得到的包覆有橡胶的玻璃纤维束通过缠绕机缠绕即得坯料；
g、由该坯料制成具体形状的橡胶基摩擦衬片23；
替胶FA摩擦衬片22的原料包括替胶FA复合粉和水溶性酚醛树脂，所述FA复合粉由下述重量份的原料制成：分子式为(C6H10O5)n类多糖粉46份、氢氧化钙58份、锌铬黄5份、碳黑0.9份、氧化铁红0.85份、硬脂酸铅1.7份、亚磷酸三苯酯0.85份、碳酸钙9份和氧化镁8份；替胶FA复合粉与水溶性酚醛树脂组成粘结剂，采用一次浸胶法制成替胶FA摩擦衬片22；
陶瓷纤维摩擦衬片21的原料由下述重量份的原料制成：氧化钨纤维9-16份、羧甲基纤维素钠11份、碳化锆9份，粉煤灰8份、聚丙烯酸7份、纳米二氧化钼1.8份、钨粉5份、钨钢石粉2.8份、水玻璃1.8份、聚乙烯醇4份、青铜粉2.5份、亚硝酸钾0.75份、羟乙基纤维素10份、鹿沼土6份、高岭土5.5份、助剂4.5份。助剂是下述重量份的原料制成：氧化铝23份、碳酸钇1.4份，二硅化钼7.5份、铝镁尖晶石粉14份、金刚石粉0.85份、氮化硅4.5份、骨粉2.7份、聚丙烯酸钠0.75份、聚乙二醇2.5份、甘油3.5份和水适量，所述助剂的制备方法：将氧化铝、碳酸钇、二硅化钼、铝镁尖晶石粉、金刚石粉、氮化硅和骨粉加入湿料机中，加入聚丙烯酸钠和水进行湿法混合，将混合好后的浆料加入胶磨机中研磨过180目筛，加热干燥除去水分，再加入上述剩余组分搅拌均匀，制成粉末颗粒的助剂成品。
结构层1由以下重量份的原料制成：粘结剂24份和改性填料75份，其中，粘结剂由以下重量份的原料组成：酚醛树脂24份和丁腈橡胶13份；其中，改性填料由以下重量份的原料组成：钢纤维28份、硫酸钡24份、蛭石14份、硅灰石27份、轻质碳酸钙2.8份和膨润土2.9份；将所述粘接剂和改性填料混合均匀后配制成浆料，然后对连续玻璃纤维进行浸渍，连续玻璃纤维浸渍后，干燥后再经缠绕制成结构层1备用。
水溶性酚醛树脂溶液由聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液、纳米级凹凸棒土以及微米级铜粉组成；按照重量份数计，聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液是由苯酚100份、甲醛水溶液108份、聚乙烯醇12份以及碳酸钠5份混合反应而成；
甲醛水溶液的质量百分比浓度为42％；
按照苯酚含量为100份数计，纳米级凹凸棒土含量为3.8份，微米级铁粉含量为1.7份；纳米级凹凸棒土、微米级铁粉和聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液混合搅拌得到所述水溶性酚醛树脂溶液成品。
陶瓷纤维摩擦衬片21的制备步骤如下：
S1、将高岭土、钨钢石粉、粉煤灰和鹿沼土混合，在960℃下处理3小时以上，冷却后粉碎备用；
S2、将步骤S1中的粉碎物与氧化钨纤维、碳化锆、纳米二氧化钼、钨粉、青铜粉以及适量水，加入到球磨罐中，球料比3：1，球磨3小时后加入聚丙烯酸和水玻璃，搅拌均匀后过300目筛，再转移到造粒机中制成颗粒备用；
S3、将助剂和剩余组分混合，以6℃/min的速度边搅拌边加热，加热至80℃时保温四十分钟，再将该混合物喷涂到步骤S2制备的颗粒上；
S4、将步骤S3的物料送入模具中，通过压机压制成所需形状的陶瓷纤维摩擦衬片21素胚，再将该素胚送入真空的烧结炉中烧结，获得陶瓷纤维摩擦衬片21成品。
所述S4步骤中烧结指的是：在温度为1700℃高温烧结，保温3小时，待温度降至1350度以下，随炉冷却。
实施例六：
与其它实施例的不同之处在于：
橡胶原料由下述重量份的原料组成：高腈丁腈橡胶15份、羧基丁苯乳胶12份、碱式碳酸锌3.2份、促进剂DM0.6份、抗氧剂10100.35份、zonyl水溶性羧酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂0.28份、碳酸钙3.7份、滑石粉6份、高岭土9份、马来酸二辛酯2份、石英粉3份、硫化粉0.5份、重晶石9份、金刚砂12份、碳黑17份、氧化铝1.2份、邻苯二甲酸环已酯2.2份、氢氧化铝10份；经过如下步骤：
a、将玻璃纤维束浸渍在调配好的水溶性酚醛树脂溶液中，然后通过烘干塔烘干，其中玻璃纤维束的截面直径小于7mm，烘干塔温度为60-85℃，烘干时间为30-50min。
b、再通过机械张紧得到张紧的玻璃纤维束。
c、将上述橡胶原料加入密炼机,密炼，然后经过开炼制成片状橡胶；
d、将得到的片状橡胶分为上下层，分别叠夹在玻璃纤维的上下表面；
e、玻璃纤维束及其上下两层橡胶片首先通过压线贴胶机，将上下两层橡胶胶片挤压包覆在玻璃纤维束表面，再通过切胶分条机分条，得到包覆有橡胶的玻璃纤维束；
f、将得到的包覆有橡胶的玻璃纤维束通过缠绕机缠绕即得坯料；
g、由该坯料制成具体形状的橡胶基摩擦衬片23；
替胶FA摩擦衬片22的原料包括替胶FA复合粉和水溶性酚醛树脂，所述FA复合粉由下述重量份的原料制成：分子式为(C6H10O5)n类多糖粉45份、氢氧化钙55份、锌铬黄4份、碳黑0.6份、氧化铁红0.7份、硬脂酸铅1.2份、亚磷酸三苯酯0.7份、碳酸钙3份和氧化镁4份；替胶FA复合粉与水溶性酚醛树脂组成粘结剂，采用一次浸胶法制成替胶FA摩擦衬片22；
陶瓷纤维摩擦衬片21的原料由下述重量份的原料制成：氧化钨纤维9-16份、羧甲基纤维素钠9份、碳化锆7份，粉煤灰8份、聚丙烯酸5份、纳米二氧化钼1.2份、钨粉4份、钨钢石粉2.9份、水玻璃1.1份、聚乙烯醇3.5份、青铜粉2.5份、亚硝酸钾0.7份、羟乙基纤维素9份、鹿沼土5份、高岭土6份、助剂3份；
助剂是下述重量份的原料制成：氧化铝15份、碳酸钇3份，二硅化钼6份、铝镁尖晶石粉12份、金刚石粉0.8份、氮化硅5份、骨粉2份、聚丙烯酸钠0.65份、聚乙二醇2份、甘油2.5份和水适量，所述助剂的制备方法：将氧化铝、碳酸钇、二硅化钼、铝镁尖晶石粉、金刚石粉、氮化硅和骨粉加入湿料机中，加入聚丙烯酸钠和水进行湿法混合，将混合好后的浆料加入胶磨机中研磨过200目筛，加热干燥除去水分，再加入上述剩余组分搅拌均匀，制成粉末颗粒的助剂成品。
结构层1由以下重量份的原料制成：粘结剂22份和改性填料75份，其中，粘结剂由以下重量份的原料组成：酚醛树脂24份和丁腈橡胶8份；其中，改性填料由以下重量份的原料组成：钢纤维27份、硫酸钡12份、蛭石13份、硅灰石28份、轻质碳酸钙2.5份和膨润土3份；将所述粘接剂和改性填料混合均匀后配制成浆料，然后对连续玻璃纤维进行浸渍，连续玻璃纤维浸渍后，干燥后再经缠绕制成结构层1备用。
水溶性酚醛树脂溶液由聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液、纳米级凹凸棒土以及微米级铜粉组成；按照重量份数计，聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液是由苯酚100份、甲醛水溶液109份、聚乙烯醇12份以及碳酸钠4份混合反应而成；
甲醛水溶液的质量百分比浓度为30％-45％；
按照苯酚含量为100份数计，纳米级凹凸棒土含量为3份，微米级铁粉含量为1.4份；纳米级凹凸棒土、微米级铁粉和聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液混合搅拌得到所述水溶性酚醛树脂溶液成品。
所述陶瓷纤维摩擦衬片21的制备步骤如下：
S1、将高岭土、钨钢石粉、粉煤灰和鹿沼土混合，在820℃下处理3小时以上，冷却后粉碎备用；
S2、将步骤S1中的粉碎物与氧化钨纤维、碳化锆、纳米二氧化钼、钨粉、青铜粉以及适量水，加入到球磨罐中，球料比3：1，球磨3小时后加入聚丙烯酸和水玻璃，搅拌均匀后过300目筛，再转移到造粒机中制成颗粒备用；
S3、将助剂和剩余组分混合，以5℃/min的速度边搅拌边加热，加热至80℃时保温半小时以上，再将该混合物喷涂到步骤S2制备的颗粒上；
S4、将步骤S3的物料送入模具中，通过压机压制成所需形状的陶瓷纤维摩擦衬片21素胚，再将该素胚送入真空的烧结炉中烧结，获得陶瓷纤维摩擦衬片21成品。
所述S4步骤中烧结指的是：在温度为1600℃高温烧结，保温4小时，待温度降至1350度以下，随炉冷却。
试验例：
采用定速式试验机，根据GB/T5764-2011标准对上述离合器面片进行测试，摩擦磨损性能如下表1和表2所示，表面该离合器面片摩擦系数稳定，磨损率低，在350℃的条件下依然具有稳定的摩擦系数和较低的磨耗，产品质量完全符合国家相关标准。
表1：根据GB/T5764-2011标准对上述实施例一～六制备得到的离合器面片进行测试得到的摩擦性能表。
表2：根据GB/T5764-2011标准对上述实施例一～六制备得到的离合器面片进行测试得到的磨损性能表。
由表1和表2可见，本发明的离合器面片无论在摩擦性能和耐磨损能力上均较为突出。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中，例如为了保证本发明的离合器面片使用时不偏离橡胶基摩擦衬片23所具有的优势材质性能，橡胶基摩擦衬片23和替胶FA摩擦衬片22的工作面积之和占摩擦工作层总面积的60％以上，因此，本发明的橡胶基摩擦衬片23、替胶FA摩擦衬片22和陶瓷纤维摩擦衬片21的数量并不限于上述实施例。
Claims (8)
1.一种重型货车用高性能离合器面片，它分为摩擦工作层和结构层，所述摩擦工作层包括至少三种不同材料的摩擦衬片；其特征在于：三种不同材料的摩擦衬片包括厚度相同的橡胶基摩擦衬片、替胶FA摩擦衬片和陶瓷纤维摩擦衬片，所述橡胶基摩擦衬片和替胶FA摩擦衬片的工作面积之和占摩擦工作层总面积的60％以上；
所述橡胶基摩擦衬片、替胶FA摩擦衬片和陶瓷纤维摩擦衬片数量分别为多片，并且相互交错设置；由下述制成的橡胶基摩擦衬片、替胶FA摩擦衬片和陶瓷纤维摩擦衬片分别与结构层之间均经过压制、热处理和机械加工制成的离合器面片成品；
所述橡胶基摩擦衬片由玻璃纤维束、水溶性酚醛树脂溶液和橡胶原料，所述橡胶原料由下述重量份的原料组成：高腈丁腈橡胶8-15份、羧基丁苯乳胶10-12份、碱式碳酸锌3-4份、促进剂DM0.3-0.6份、抗氧剂10100.2-0.4份、水溶性羧酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂0.1-0.3份、碳酸钙3-4份、滑石粉2-6份、高岭土8-12份、马来酸二辛酯1.5-2.5份、石英粉4-9份、硫化粉0.2-0.5份、重晶石8-12份、金刚砂6-12份、碳黑12-18份、氧化铝1-2份、邻苯二甲酸环已酯1.5-2.3份、氢氧化铝8-10份；经过如下步骤：
a、将玻璃纤维束浸渍在调配好的水溶性酚醛树脂溶液中，然后通过烘干塔烘干；
b、再通过机械张紧得到张紧的玻璃纤维束；
c、将上述橡胶原料加入密炼机,密炼，然后经过开炼制成片状橡胶；
d、将得到的片状橡胶分为上下层，分别叠夹在玻璃纤维的上下表面；
e、玻璃纤维束及其上下两层橡胶片首先通过压线贴胶机，将上下两层橡胶胶片挤压包覆在玻璃纤维束表面，再通过切胶分条机分条，得到包覆有橡胶的玻璃纤维束；
f、将得到的包覆有橡胶的玻璃纤维束通过缠绕机缠绕即得坯料；
g、由该坯料制成具体形状的橡胶基摩擦衬片；
所述替胶FA摩擦衬片的原料包括替胶FA复合粉和水溶性酚醛树脂，所述FA复合粉由下述重量份的原料制成：分子式为(C6H10O5)n类多糖粉35-60份、氢氧化钙35-60份、锌铬黄3-5份、碳黑0.5-1份、氧化铁红0.5-1份、硬脂酸铅1-2份、亚磷酸三苯酯0.5-1份、碳酸钙2-10份和氧化镁3-8份；替胶FA复合粉与水溶性酚醛树脂组成粘结剂，采用一次浸胶法制成替胶FA摩擦衬片；
所述陶瓷纤维摩擦衬片的原料由下述重量份的原料制成：氧化钨纤维9-16份、羧甲基纤维素钠8-12份、碳化锆6-10份，粉煤灰5-10份、聚丙烯酸4-8份、纳米二氧化钼1-2份、钨粉3-6份、钨钢石粉2-3份、水玻璃1-2份、聚乙烯醇1.2-4份、青铜粉0.5-3份、亚硝酸钾0.3-0.8份、羟乙基纤维素7-11份、鹿沼土4-7份、高岭土2.5-6份、助剂3-5份；
所述助剂是下述重量份的原料制成：氧化铝15-25份、碳酸钇1-3份，二硅化钼6-8份、铝镁尖晶石粉10-15份、金刚石粉0.5-1份、氮化硅2-5份、骨粉2-3份、聚丙烯酸钠0.5-0.8份、聚乙二醇1-3份、甘油2-4份和水适量，所述助剂的制备方法：将氧化铝、碳酸钇、二硅化钼、铝镁尖晶石粉、金刚石粉、氮化硅和骨粉加入湿料机中，加入聚丙烯酸钠和水进行湿法混合，将混合好后的浆料加入胶磨机中研磨过100-200目筛，加热干燥除去水分，再加入上述剩余组分搅拌均匀，制成粉末颗粒的助剂成品。
2.根据权利要求1所述的一种重型货车用高性能离合器面片，其特征在于：所述结构层由以下重量份的原料制成：粘结剂15-30份和改性填料70-80份，其中，粘结剂由以下重量份的原料组成：酚醛树脂20-25份和丁腈橡胶8-15份；其中，改性填料由以下重量份的原料组成：钢纤维25-30份、硫酸钡10～25份、蛭石12-15份、硅灰石25-30份、轻质碳酸钙2-3份和膨润土2-4份；将所述粘接剂和改性填料混合均匀后配制成浆料，然后对连续玻璃纤维进行浸渍，连续玻璃纤维浸渍后，干燥后再经缠绕制成结构层备用。
3.根据权利要求1所述的一种重型货车用高性能离合器面片，其特征在于：所述橡胶基摩擦衬片的数量在6-10片，替胶FA摩擦衬片数量在4-8片，而陶瓷纤维摩擦衬片2-4片；它们均规则分布排列在环形的结构层上。
4.根据权利要求1所述的一种重型货车用高性能离合器面片，其特征在于：所述水溶性酚醛树脂溶液由聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液、纳米级凹凸棒土以及微米级铜粉组成；按照重量份数计，聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液是由苯酚100份、甲醛水溶液100-110份、聚乙烯醇5-15份以及碳酸钠2-5份混合反应而成；
甲醛水溶液的质量百分比浓度为30％-45％；
按照苯酚含量为100份数计，纳米级凹凸棒土含量为1-4份，微米级铁粉含量为1-2份；纳米级凹凸棒土、微米级铁粉和聚乙烯醇改性的酚醛树脂水溶液混合搅拌得到所述水溶性酚醛树脂溶液成品。
5.根据权利要求1所述的一种重型货车用高性能离合器面片，其特征在于：所述陶瓷纤维摩擦衬片的制备步骤如下：
S1、将高岭土、钨钢石粉、粉煤灰和鹿沼土混合，在800-980℃下处理3小时以上，冷却后粉碎备用；
S2、将步骤S1中的粉碎物与氧化钨纤维、碳化锆、纳米二氧化钼、钨粉、青铜粉以及适量水，加入到球磨罐中，球料比3：1，球磨3小时后加入聚丙烯酸和水玻璃，搅拌均匀后过300目筛，再转移到造粒机中制成颗粒备用；
S3、将助剂和剩余组分混合，以5-6℃/min的速度边搅拌边加热，加热至80℃时保温半小时以上，再将该混合物喷涂到步骤S2制备的颗粒上；
S4、将步骤S3的物料送入模具中，通过压机压制成所需形状的陶瓷纤维摩擦衬片素胚，再将该素胚送入真空的烧结炉中烧结，获得陶瓷纤维摩擦衬片成品。
6.根据权利要求5所述的一种重型货车用高性能离合器面片，其特征在于：
所述S4步骤中烧结指的是：在温度为1600-1700℃高温烧结，保温3-4小时，待温度降至1350度以下，随炉冷却。
7.根据权利要求5或6所述的一种重型货车用高性能离合器面片，其特征在于：
所述陶瓷纤维摩擦衬片上设有固定通孔，相对应的结构层上设有与固定通孔对应的安装孔，紧固件通过固定通孔和安装孔将陶瓷纤维摩擦衬片固定在结构层上。
8.根据权利要求3所述的一种重型货车用高性能离合器面片，其特征在于：
所述橡胶基摩擦衬片的数量为6片，替胶FA摩擦衬片数量6片，而陶瓷纤维摩擦衬片3片；陶瓷纤维摩擦衬片3片相隔120度规则分布在环形的结构层中，每片陶瓷纤维摩擦衬片的两侧均是替胶FA摩擦衬片，橡胶基摩擦衬片两片一组，规则分布在替胶FA摩擦衬片之间。
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Application publication date: 20160330 Assignee: ZHEJIANG HUANUO MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Assignor: ZHEJIANG KEMA FRICTION MATERIALS Co.,Ltd. Contract record no.: X2023330000328 Denomination of invention: A clutch face plate for heavy-duty trucks Granted publication date: 20180223 License type: Common License Record date: 20230608 |
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