CN106867194A - 汽车用离合器片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽车用离合器片，包含如下重量份的组分：丁苯橡胶5～11份,无机物改性酚醛树脂10～22份，铬铁矿粉10～15份，硫化锑8～9份，炭黑7～10份，铜纤维6～9份，锆英粉5～8份，沉淀硫酸钡10～15份，石墨8～10份，促进剂0.3～0.5份，防老剂0.3～0.5份。本发明提供的汽车用离合器片，解决了现有技术中离合器片在使用过程中产生的粘结剂热分解而导致的粘着摩擦的问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车传动装置技术领域，特别地，涉及一种汽车用离合器片。
背景技术
离合器片是一种应用在汽车离合器和工程动力机械上，依靠摩擦作用来执行传动功能的部件材料，是传动装置上的关键性部件。主要是通过摩擦来传递动力，机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。离合器片属于摩擦材料的一种，是一种高分子三元复合材料，是物理与化学复合体。它是由高分子粘结剂(树脂与橡胶)、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成，经一系列生产加工而制成的制品。现有公开号为CN1171504A的中国专利申请，公开了一种离合器摩擦片，具体公开了其材料及其制造方法,其材料由增强线、酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、硫酸钡、氟化钠、氧化镁、氧化锌、氧化铝、氧化铁黄粉、石墨、萤石粉组成,其制造方法是把酚醛树脂与聚乙烯醇缩丁醛分别搅拌溶解,把各种配料放入后搅拌混合,再把增强线放入其混合料中浸渍后放进箱内密封浸渗,将浸渍透的增强线进行同心缠绕为坯片,再烘干、热压成型、热处理固化、磨片为成品。现有技术中，酚醛树脂在摩擦材料中的首要作用是粘结剂，没有酚醛树脂的粘合作用就不可能制成一个整体的离合器面片。在这个复合材料整体中，酚醛树脂本身除了部分承载外，还起到传递载荷的作用。通过树脂和填料的界面，可以把材料内部的集中载荷均匀分布到邻近的填料和增强剂上，从而保证材料必要的力学性能和摩擦性能。由于酚醛树脂的固有特性，普通酚醛树脂在200℃以下能够稳定存在，若超过200℃，便明显发生氧化，从250℃起就进入热分解阶段。热分解后的酚醛树脂逐步丧失粘结性能，产生的磨粒粘黏在产品表面，形成粘着磨损又称咬合磨损，它将滑动摩擦时，离合器片与摩擦副的接触面局部产生粘着，在随后的相对滑动中，粘着处被破坏，有材料面的材料和摩擦副的金属屑粒从零件表面拉拽下来，从而增加离合器片和摩擦副之间的磨损，降低了零件的使用寿命。
发明内容
本发明提供了一种汽车用离合器片，解决了现有技术中离合器片在使用过程中产生的粘结剂热分解而导致的粘着摩擦的问题。
为实现上述目的，本发明提出了一种汽车用离合器片，包含如下重量份的组分：丁苯橡胶5～11份,无机物改性酚醛树脂10～22份，铬铁矿粉10～15份，硫化锑8～9份，炭黑7～10份，铜纤维6～9份，锆英粉5～8份，沉淀硫酸钡10～15份，石墨8～10份，促进剂0.3～0.5份，防老剂0.3～0.5份。
优选的，所述无机物改性酚醛树脂为无机化合物硼钼及其酸化物与酚醛树脂中高温条件下分解的酚羟基反应，以及直接与酚醛树脂中的苯酚甲醇反应再聚合，形成有B-O及Mo-O键的改性酚醛树脂。
优选的，所述丁苯橡胶与无机物改性酚醛树脂的共混比例为1∶3～1∶2。
优选的，所述丁苯橡胶与无机物改性酚醛树脂的共混比例为1∶2。
优选的，包含如下重量份的组分：丁苯橡胶11份,无机物改性酚醛树脂22份，铬铁矿粉12份，硫化锑8份，炭黑10份，铜纤维8份，锆英粉8份，沉淀硫酸钡10份，石墨8份，促进剂0.4份，防老剂0.4份。
有益效果：
本发明提供了一种汽车用离合器片，改善普通酚醛树脂工作温度超过250℃就发生热分解的缺陷，通过对酚醛树脂进行无机物改性，提高酚醛树脂的耐高温性能及热稳定性。增强粘结剂的耐热性能、应用部分矿体材料改进离合器片的耐高温性能和应用部分材料降低磨粒的粘性，达到减少产生高温粘着磨损和延长产品使用寿命的目的。本发明汽车用离合器片能够防止离合器片应对复杂工况产生的高温黏着；提高了离合器片产品的摩擦系数，增加了其工作过程中的传扭能力；提高了离合器片产品的耐磨性，延长了其使用寿命。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本发明提供了一种汽车用离合器片，包含如下重量份的组分：丁苯橡胶11份，无机物改性酚醛树脂22份，铬铁矿粉12份，硫化锑8份，炭黑10份，铜纤维8份，锆英粉8份，沉淀硫酸钡10份，石墨8份，促进剂0.4份，防老剂0.4份。
其中，所述无机物改性酚醛树脂为无机化合物硼钼及其酸化物与酚醛树脂中高温条件下分解的酚羟基反应，以及直接与酚醛树脂中的苯酚甲醇反应再聚合，形成有B-O及Mo-O键的改性酚醛树脂。
本实施例中，所述丁苯橡胶与无机物改性酚醛树脂的共混比例为1∶2。
实施例2
本发明提供了一种汽车用离合器片，包含如下重量份的组分：丁苯橡胶5份,无机物改性酚醛树脂15份，铬铁矿粉10份，硫化锑8份，炭黑7份，铜纤维6份，锆英粉5份，沉淀硫酸钡10份，石墨8份，促进剂0.3份，防老剂0.3份。
其中，所述无机物改性酚醛树脂为无机化合物硼钼及其酸化物与酚醛树脂中高温条件下分解的酚羟基反应，以及直接与酚醛树脂中的苯酚甲醇反应再聚合，形成有B-O及Mo-O键的改性酚醛树脂。
本实施例中，所述丁苯橡胶与无机物改性酚醛树脂的共混比例为1∶3。
实施例3
丁苯橡胶11份,无机物改性酚醛树脂22份，铬铁矿粉15份，硫化锑9份，炭黑10份，铜纤维9份，锆英粉8份，沉淀硫酸钡15份，石墨10份，促进剂0.5份，防老剂0.5份。
其中，所述无机物改性酚醛树脂为无机化合物硼钼及其酸化物与酚醛树脂中高温条件下分解的酚羟基反应，以及直接与酚醛树脂中的苯酚甲醇反应再聚合，形成有B-O及Mo-O键的改性酚醛树脂。
本实施例中，所述丁苯橡胶与无机物改性酚醛树脂的共混比例为1∶2。
本发明实施例通过对粘结剂进行改性，达到粘结剂耐高温的目的，从而提高摩擦材料的耐热性能。缓解摩擦片在使用过程中由于车辆过载导致摩擦片与摩擦副之间产生摩擦高温而导致的粘结剂产生热分解。
为改善普通酚醛树脂工作温度超过250℃就发生热分解的缺陷，通过对酚醛树脂进行无机物改性，利用无机化合物硼钼及其酸化物优良的耐热性能和摩擦性能，与酚醛树脂中容易在高温条件下发生分解的酚羟基反应，以及直接与酚醛树脂中的苯酚甲醇反应再聚合，形成耐热性较强的B-O及Mo-O键，提高酚醛树脂的耐高温性能及热稳定性。
通常摩擦片摩擦表面的实际接触面积只有表观面积的0.1％～0.01％，对于重载高速的摩擦副，接触峰点的表面压力可达到1500Mpa以上，并产生600℃以上的瞬时高温，本发明中实施例中功能性填充剂采用8～9份的进口硫化锑、7～10份的炭黑、6～9份的铜纤维，利用硫化锑这种软金属的硫化物在高温时与碳发生置换反应，以及其在高温时分解的游离硫还能和配方体系中的铜金属发生反应产生铜硫化物-硫化铜，利用硫化铜产生的表面膜起到保护对偶和减少摩擦副磨损的作用。硫化锑的高温分解后生成氧化锑以及在还原剂存在时生成金属锑。氧化锑是良好的阻燃剂和热稳定剂，能防止在高温时材料氧化、燃烧，保持摩擦材料的摩擦稳定性和提高摩擦材料的抗烧蚀性能，降低有机粘结剂在高温时的分解速度，提高产品的使用寿命。
本发明实施例中，通过选用10～15份铬铁矿粉达到改进离合器片的高温耐磨损性，提高其耐磨性能。通过试验检测，本发明实施例离合器片在300℃～350℃未产生衰退，耐高温磨损性能优越。铬铁矿粉是八面体晶体，莫氏硬度为5.5，不仅有利于提高离合器片的硬度和抗压性，而且易于分散。具有一定的物理状态，不易吸潮变化。但如果组合配比不当容易产生噪音。
本发明实施例中，丁苯橡胶与改性酚醛树脂共混后，共同作为摩擦材料的有机粘结剂，把材料各组分有效粘结在一起并使其充分发挥各自应有的作用。根据机械-分子作用理论，摩擦力主要源于两个方面：分子的作用力(粘着等)和机械作用力(刮擦、咬合等)。本发明采用丁苯橡胶与改性酚醛树脂共混比例为1∶2，且在本发明实施例的组成配比下，改性酚醛树脂的连续相中分布少量的橡胶分散相，离合器片的摩擦及磨损性能得到改善。这样在摩擦过程中摩擦界面发生粘着时，改善现有技术中容易出现粘着强度大于各组分与基体间的强度，使组分从摩擦表面脱出剥离，磨损率增大的情况。充分发挥摩擦力的分子分量和机械分量潜力，提高摩擦系数。改性酚醛树脂基体中遍布橡胶的软质点，有效改善了离合器片的微观形态，粘结剂与纤维和功能性填料之间结合紧密。在压力和摩擦热的作用下，增大了与对偶面的实际接触面积，提高了离合器片与对偶面的实际接触面积。经过试验后发现，摩擦后的产品表面仅有少量纤维拔出，少量颗粒填料剥离。摩擦系数最大化，磨损率也较低。
若丁苯橡胶含量过高，离合器片中的有机粘结剂堆积在各组分的粒子之间，易于在对偶面形成一层转移膜，这种转移膜能够填平对偶材料之间的凹凸表面，起到润滑效果，磨损率下降。粘结剂与增强纤维和填料之间有较为明显的缝隙，且存在松散状颗粒物质，此时粘着磨损增大，磨损率增加。若丁苯橡胶含量过低，离合器片的摩擦及磨损性能不佳。本发明实施例的组成成分及配比得到的离合器片，增韧效果明显，可提高材料的耐热性能，制得的离合器片改进了摩擦之间的粘着磨损，具有良好的摩擦性能和力学性能。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种汽车用离合器片，其特征在于，包含如下重量份的组分：丁苯橡胶5～11份,无机物改性酚醛树脂10～22份，铬铁矿粉10～15份，硫化锑8～9份，炭黑7～10份，铜纤维6～9份，锆英粉5～8份，沉淀硫酸钡10～15份，石墨8～10份，促进剂0.3～0.5份，防老剂0.3～0.5份。
2.根据权利要求1所述的汽车用离合器片，其特征在于，所述无机物改性酚醛树脂为无机化合物硼钼及其酸化物与酚醛树脂中高温条件下分解的酚羟基反应，以及直接与酚醛树脂中的苯酚甲醇反应再聚合，形成有B-O及Mo-O键的改性酚醛树脂。
3.根据权利要求1或2所述的汽车用离合器片，其特征在于，所述丁苯橡胶与无机物改性酚醛树脂的共混比例为1∶3～1∶2。
4.根据权利要求3所述的汽车用离合器片，其特征在于，所述丁苯橡胶与无机物改性酚醛树脂的共混比例为1∶2。
5.根据权利要求4所述的汽车用离合器片，其特征在于，包含如下重量份的组分：丁苯橡胶11份,无机物改性酚醛树脂22份，铬铁矿粉12份，硫化锑8份，炭黑10份，铜纤维8份，锆英粉8份，沉淀硫酸钡10份，石墨8份，促进剂0.4份，防老剂0.4份。
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