CN109372906B - 阻尼片、阻尼片的制备方法及汽车从动盘总成 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种阻尼片，包括阻尼垫片以及粘贴在该阻尼垫片上的摩擦材料层，该阻尼垫片为金属冲压而成，该摩擦材料层由包含下述组分的组合物制得：以重量计，20‑25％的丁苯橡胶、18‑25％的酚醛树脂、4‑10％的芳纶浆柏、6‑10％的玻璃纤维、3‑10％的铜纤维、4‑6％的氧化铝，以及5‑6wt％的硫磺。采用本发明的阻尼片，可以提升阻尼值到30‑50Nm，有效降低离合器的噪声问题。在不改变安装空间的前提下，采用高摩擦系数的阻尼片，提升阻尼值，使其达到NVH的需求，提升整车品质。本发明还提供该阻尼片的制备方法及具有该阻尼片的汽车从动盘总成。
Description
技术领域
本发明涉及汽车用离合操纵系统技术领域，尤其涉及一种改进的高摩擦系数阻尼片、该阻尼片的制备方法以及含有该阻尼片的汽车从动盘总成。
背景技术
离合器是汽车传动系统中直接与发动机相联系的部件，其中，离合器从动盘总成包括阻尼片，主要是为了减少噪声、减少震动、提升驾乘体验度。
如图1所示，为传统结构的离合器从动盘总成的结构示意图。传统的离合器从动盘总成一般由70wt%的聚酰胺66（PA66）与30wt%玻璃纤维组成的混合物注塑而成。由于受到阻尼片结构、摩擦系数和压紧元件结构以及安装空间等的限制，一般的乘用车离合器从动盘总成阻尼值最大仅能做到25Nm。
然而，随着整车NVH性能的提升，对变速箱宽频噪声（rattle）的要求越来越高，传统的离合器从动盘阻尼片已经不能满足整车NVH性能的要求。所谓NVH，是噪声、振动与声振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness）的英文缩写，是衡量汽车制造质量的指标，它给用户的感受是最直接和最表面的。车辆NVH问题是国际汽车业各大整车制造企业和零部件企业关注的问题之一。据统计资料显示，整车约有1/3的故障问题与车辆的NVH问题有关系。
为此，有必要提供一种高摩擦系数阻尼片，以及含有该高摩擦系数阻尼片的离合器从动盘总成，用于提高阻尼片的摩擦系数，降低变速箱内离合器的噪声，提高离合器从动盘总成的阻尼值。
发明内容
本发明提供一种阻尼片，包括阻尼垫片以及粘贴在该阻尼垫片上的摩擦材料层，该阻尼垫片为金属冲压而成，该摩擦材料层由包含下述组分的组合物制得：以重量计，20-25wt%的丁苯橡胶、18-25wt%的酚醛树脂、4-10wt%的芳纶浆柏、6-10wt%的玻璃纤维、3-10wt%的铜纤维、4-6wt%的氧化铝，以及5-6wt%的硫磺。
根据本发明的一个实施例，所述玻璃纤维的直径为11-13毫米；所述铜纤维的直径为0.16毫米；所述氧化铝的粒度为400-425目。
根据本发明的一个实施例，制得所述摩擦材料层的组合物还包括4-6wt%的锆英粉。所述锆英粉是由ZrO2、SiO2、TiO2、Fe2O3、P2O5及Al2O3等组成的混合氧化物。所述锆英粉的粒度为250-350目，其中95%的锆英粉颗粒的粒度超过320目。
根据本发明的一个实施例，制得所述摩擦材料层的组合物还包括4-6wt%的沥青粉。
根据本发明的一个实施例，制得所述摩擦材料层的组合物进一步包括3-8wt%的摩擦粉。
根据本发明的又一个实施例，所述摩擦粉为石墨、二硫化钼、铅或铜，所述摩擦粉的莫氏硬度小于2。
根据本发明的再一个实施例，所述摩擦粉为无机填料、金属及其氧化物，所述摩擦粉的莫氏硬度大于4。
根据本发明的一个实施例，制得该摩擦材料层的组合物还包括6-8wt%的碳黑。
本发明还提供一种汽车从动盘总成，其包括如上述所述的阻尼片。
采用本发明的阻尼片，其上的摩擦材料层的配方以及制造工艺，可以提升阻尼值到30-50Nm，有效降低了变速器的噪声问题。同时，采用本发明的摩擦材料层的阻尼片在200℃以下的温度范围，其摩擦系数可以稳定在0.35以上，在同等压紧负荷状态下阻尼值可增加到30-50Nm。
本发明中，该阻尼片的设计是在现有车型的原有安装空间的前提下进行设计的，在不改变安装空间的前提下，通过采用高摩擦系数的阻尼片，提升阻尼片的阻尼值，使其达到NVH的需求，从而提升了整车NVH的品质。本发明的阻尼片，通过摩擦材料层配方的改变，提升了阻尼系统耐高温性能，提升了产品的可靠性。同时，本发明采用的摩擦材料层的原料中不含有石棉成分及其他有害物质，符合安全环保的要求。另外，该阻尼片生产工艺简单，有利于大批量生产，并且性价比高。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
图1所示为传统结构的离合器从动盘总成的结构示意图。
图2所示为本发明的高摩擦系数阻尼片的结构示意图。
图3为本发明的实施例1和对比例1获得的阻尼片的摩擦系数对比图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对本发明详细说明如下。
如图2所示，为本发明的高摩擦系数阻尼片的结构示意图。本发明的阻尼片包括阻尼垫片10、以及粘合在该阻尼垫片10上的摩擦材料层20。该阻尼垫片10为普通金属（例如钢板）冲压而成，该摩擦材料层20由包含下述组分的组合物制得：以重量计，20-25%的丁苯橡胶、18-25%的酚醛树脂、4-10%的芳纶浆柏、6-10%的玻璃纤维、3-10%的铜纤维以及4-6%的氧化铝。
其中，该酚醛树脂、丁苯橡胶为构成该摩擦材料层20的基础材料。在本发明中，采用的该酚醛树脂的牌号为酚醛树脂6804，它即使在高温下，也能保持结构的整体性和尺寸的稳定性。采用的该丁苯橡胶的牌号为丁苯橡胶1502，其耐磨、耐老化及硫化性能优良。在本发明中，该酚醛树脂与丁苯橡胶的组分配比的选择，能够提高该摩擦材料层20的基础材料的韧性，从而提高抗摩擦能力。
该芳纶浆柏为芳香族聚酰胺纤维。该芳纶浆柏为对芳纶纤维进行表面原纤化处理之后得到的浅黄色絮状物，呈毛绒状，其强度高、尺寸稳定性好、耐磨性好、表面积大。在本发明中，该芳纶浆柏的作用是一种补强材料。
该玻璃纤维及该铜纤维作为无机填充物，在基础材料的基础上起类似“钢筋”的作用，使得摩擦材料层20的骨架稳定。该玻璃纤维、铜纤维为无机纤维，两者均不改变基础材料的物理化学性质，但是能够提高整体的强度及抗摩擦性能。在本发明中，该玻璃纤维直径为11-13微米；该铜纤维直径为0.16毫米。
该氧化铝的作用是使得摩擦材料层20的摩擦系数更加稳定，其粒度为400-425目。该粒度范围的氧化铝不会在摩擦过程中被摩擦掉，而影响摩擦效果。
在本发明的一个实施例中，制得该摩擦材料层20的组合物还包括4-6wt%的锆英粉。所谓锆英粉，是一种由ZrO2、SiO2、TiO2、Fe2O3、P2O5及Al2O3等组成的混合氧化物，在本发明中，该锆英粉的粒度为250-350目，其中95%的锆英粉颗粒粒度超过320目，该锆英粉的加入，会进一步改善摩擦材料层20的摩擦性能。
在本发明的另一个实施例中，制得该摩擦材料层20的组合物进一步包括4-6wt%的沥青粉，所谓沥青粉，成分与用途均不同于沥青。沥青粉的基本原料是石油沥青，外观为棕褐色易碎薄片或流动性粉末，具有水溶性和油溶性，以及优良的乳化性能。
在本发明的另一个实施例中，制得的该摩擦材料层20的组合物进一步包括3-8wt%的摩擦粉，所谓摩擦粉，又叫摩擦性能调节剂，在本发明的一个实施例中，该摩擦粉为减摩材料，例如石墨、二硫化钼、铅、铜等，其莫氏硬度小于2，其加入可以提高材料的抗摩擦能力。在本发明的另一个实施例中，该摩擦粉为摩阻材料，例如无机填料、金属及其氧化物，其莫氏硬度大于4，其加入主要是调节材料的热稳定性及工作稳定性。
在本发明的另一个实施例中，制得该摩擦材料层20的组合物还包括6-8wt%的碳黑，在本发明中，该碳黑为碳黑N330。所谓碳黑N330是应用最为广泛的高耐磨型炭黑，补强性能良好，能赋予胶粒较好的强伸性能、抗撕裂性能、耐磨性和弹性。碳黑N330的使用，使得制得的摩擦材料层20的滚动损失（滞后损失）较小，在胶粉中分散和压出性能亦好。
在本发明的另一个实施例中，制得该摩擦材料层20的组合物还包括6-8wt%的沉淀硫酸钡。所谓沉淀硫酸钡，是由硫化钡溶液与经除去钙、镁后的芒硝溶液混合，于80℃进行反应，生成沉淀，经抽滤、水洗和酸洗后，调节pH值5～6，再过滤、干燥、粉碎制得。亦可用钡黄卤与芒硝溶液反应制得。沉淀硫酸钡的加入，可作为摩擦材料层20的填充剂，同时能提高摩擦材料层20的抗摩擦性能。
在本发明的再一个实施例中，制得该摩擦材料层20的组合物还包括5-6wt%的硫磺。该硫磺的作用是提高摩擦材料层20的耐老化性能。
本发明的阻尼片的制备工艺如下：首先，制备阻尼垫片10，包括如下步骤：将钢材等金属材料熔化，然后落料到预先准备好的模具中，保温成型，最后对表面进行去油处理，得到阻尼垫片10。
其次，制备摩擦材料层20。按照下表1所示的实施例中的配方（除硫磺之外）进行配料，混合均匀后，加入硫磺进行硫化，均匀涂布成图2中所示的圆环状，烘干，将表面打磨光滑后，得到摩擦材料层20。该圆环状摩擦材料层20的形状尺寸与该阻尼垫片10的形状尺寸相匹配。
最后，用高强度粘胶将上述得到的摩擦材料层20粘贴在该阻尼垫片10表面，用63T硫化机加温到150℃保温30分钟，得到本发明的阻尼片。
将上述得到的阻尼片进行性能测试如下：
阻尼值的测定方法：QC/T25-2014、QC/T27-2014
摩擦系数的测定方法：GB/T5764-2011
实施例1：
将钢材等金属材料熔化，然后落料到预先准备好的模具中，保温成型，最后对表面进行去油处理，得到阻尼垫片。
以重量计，称取22份丁苯橡胶、20份酚醛树脂、7份芳纶浆柏、10份玻璃纤维、6份铜纤维、6份氧化铝、6份锆英粉、6份沥青粉、5份摩擦粉、8份碳黑N330、8份沉淀硫酸钡，将上述原料混合均匀，加入6份硫磺进行磺化处理。然后悬涂成与该阻尼垫片的形状尺寸相匹配的圆环状，烘干、表面打磨后，得到摩擦材料层。
最后，用高强度粘胶将上述得到的摩擦材料层粘贴在该阻尼垫片表面，用63T硫化机加温到150℃保温30分钟，得到本发明的阻尼片。
实施例2：
与实施例1的不同之处在于，制备该摩擦材料层的原料包括：25份丁苯橡胶、18份酚醛树脂、6份芳纶浆柏、8份玻璃纤维、5份铜纤维、6份氧化铝、6份锆英粉、6份沥青粉、8份摩擦粉，混合均匀后，加入6份硫磺进行磺化处理。
实施例3：
与实施例1的不同之处在于，制备该摩擦材料层的原料包括：20份丁苯橡胶、25份酚醛树脂、5份芳纶浆柏、10份玻璃纤维、10份铜纤维、4份氧化铝，混合均匀后，加入6份硫磺进行磺化处理。
实施例4：
与实施例1的不同之处在于，制备该摩擦材料层的原料包括：25份丁苯橡胶、25份酚醛树脂、10份芳纶浆柏、6份玻璃纤维、5份铜纤维、5份氧化铝、6份沥青粉、8份摩擦粉，混合均匀后，加入5份硫磺进行磺化处理。
实施例5：
与实施例1的不同之处在于，制备该摩擦材料层的原料包括：22份丁苯橡胶、20份酚醛树脂、8份芳纶浆柏、7份玻璃纤维、8份铜纤维、5份氧化铝、4份碳黑N330、6份沉淀硫酸钡，混合均匀后，加入5份硫磺进行磺化处理。
实施例6：
与实施例1不同之处在于，制备该摩擦材料层的原料包括：20份丁苯橡胶、20份酚醛树脂、6份芳纶浆柏、7份玻璃纤维、7份铜纤维、4份氧化铝，混合均匀后，加入6份硫磺进行磺化处理。
对比例1：
由70wt%的聚酰胺66与30wt%玻璃纤维组成的混合物进行注塑成型，得到传统结构的阻尼片，采用本发明同样的方法测定其阻尼值及摩擦系数，得到的结果为：阻尼值为18Nm，摩擦系数为0.232。
对比例2：
与实施例1不同之处在于：制备该摩擦材料层的原料包括：20份丁苯橡胶、6份芳纶浆柏、7份玻璃纤维，混合均匀。由上述原料按照实施例1所述的方法，得到阻尼片。采用本发明同样的方法测定其阻尼值及摩擦系数，得到的结果为：阻尼值为32.4Nm，摩擦系数为0.42。
下表1提供本发明的摩擦材料层的实施例，并给出将各个实施例的摩擦材料层粘贴在该阻尼垫片得到的阻尼片的阻尼值及摩擦系数。
表1 本发明的实施例中摩擦材料层的配方及测试效果
与对比例1及对比例2相比，从表1的各个实施例的表征可知，采用本发明的阻尼片，其上的摩擦材料层的配方以及制造工艺，可以提升阻尼值到30-50Nm，有效降低了变速器的噪声（rattle）问题。
图3为本发明的实施例1、对比例1获得的阻尼片进行摩擦系数测定后，得到的对比图。从图3可以看出，采用本发明的摩擦材料层的阻尼片在200℃以下的温度范围，其摩擦系数可以稳定在0.35以上，在同等压紧负荷状态下阻尼值可增加到30-50Nm。
综合以上，该阻尼片的设计是在现有车型的原有安装空间的前提下进行设计的，在不改变安装空间的前提下，通过采用高摩擦系数的阻尼片，提升阻尼片的阻尼值，使其达到NVH的需求，从而提升了整车NVH的品质。本发明的阻尼片，通过摩擦材料层配方的改变，提升了阻尼系统耐高温性能，提升了产品的可靠性。同时，本发明采用的摩擦材料层的原料中不含有石棉成分及其他有害物质，符合安全环保的要求。另外，该阻尼片生产工艺简单，有利于大批量生产，并且性价比高。
本发明还提供一种包含上述该阻尼片的从动盘总成。采用本发明阻尼片的从动盘总成，阻尼值提高，抗摩擦性能提高，有效降低从动盘总成系统的噪音问题，从而复合NVH的要求，提升整车品质。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (11)
1.一种阻尼片，包括阻尼垫片以及粘贴在该阻尼垫片上的摩擦材料层，该阻尼垫片为金属冲压而成，该摩擦材料层由包含下述组分的组合物制得：以重量计，20-25wt%的丁苯橡胶、18-25wt%的酚醛树脂、4-10wt%的芳纶浆柏、6-10wt%的玻璃纤维、3-10wt%的铜纤维、4-6wt%的氧化铝、5-6wt%的硫磺以及6-8wt%的沉淀硫酸钡。
2.根据权利要求1所述的阻尼片，其特征在于：所述玻璃纤维的直径为11-13微米，所述铜纤维的直径为0.16毫米，所述氧化铝的粒度为400-425目。
3.根据权利要求1所述的阻尼片，其特征在于：制得该摩擦材料层的组合物还包括4-6wt%的锆英粉。
4.根据权利要求3所述的阻尼片，其特征在于：所述锆英粉是由ZrO2、SiO2、TiO2、Fe2O3、P2O5及Al2O3组成的混合氧化物。
5.根据权利要求4所述的阻尼片，其特征在于：所述锆英粉的粒度为250-350目，其中95%的锆英粉颗粒的粒度超过320目。
6.根据权利要求1所述的阻尼片，其特征在于：制得该摩擦材料层的组合物还包括4-6wt%的沥青粉。
7.根据权利要求1所述的阻尼片，其特征在于：制得该摩擦材料层的组合物进一步包括3-8wt%的摩擦粉。
8.根据权利要求7所述的阻尼片，其特征在于：所述摩擦粉为石墨、二硫化钼、铅或铜，所述摩擦粉的莫氏硬度小于2。
9.根据权利要求7所述的阻尼片，其特征在于：所述摩擦粉为无机填料、金属及其氧化物，所述摩擦粉的莫氏硬度大于4。
10.根据权利要求1所述的阻尼片，其特征在于：制得该摩擦材料层的组合物还包括6-8wt%的碳黑。
11.一种汽车从动盘总成，其包括如权利要求1-10中任一项所述的阻尼片。
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