CN1451680A

CN1451680A - 一种无石棉无金属摩擦材料及摩擦元件的制造方法

Info

Publication number: CN1451680A
Application number: CN 02116595
Authority: CN
Inventors: 陶建新
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2003-10-29

Abstract

本发明属于复合摩擦材料技术领域，特别涉及机动车刹车片、机床及电机的制动器、离合器衬片等摩擦元件的制造技术。本发明提供了一种使用性能稳定，使用寿命达到或超过石棉纤维增强的产品，对环境无污染、人体健康无损害，经济的新型无石棉无金属摩擦材料及摩擦元件的制造方法。选用酚醛树脂、橡胶为粘结剂，平炉渣灰、碳酸钙、硫酸钡、陶土、蛭石、云母、岩棉和铬矿土、石墨、轮胎粉为摩擦性能调节剂，同时选用硅灰石针状粉和硅酸铝系纤维棉为增强剂配置成摩擦材料；各原料按配方比例称取后混合并完全搅拌均匀，在模具内模压成型，脱模后再经热烘，制品达到最佳性能。特别用于机动车刹车片、机床及电机的制动器、离合器衬片等摩擦元件。

Description

一种无石棉无金属摩擦材料及摩擦元件的制造方法

技术领域

本发明属于复合摩擦材料技术领域，特别涉及机动车刹车片、机床及电机的制动器、离合器衬片等摩擦元件的制造技术。

背景技术

在现有的摩擦材料技术中，金属纤维、碳纤维、石棉纤维、玻璃纤维和芳纶纤维是制造机动车刹车片、机床及电机的制动器、离合器衬片等摩擦元件的原材料中的增强剂(即增强材料)，增强剂的特性和价格很大程度上决定着摩擦元件的性能和应用前景。已经证明：用石棉纤维作增强剂的摩擦元件性能和价格较理想，但石棉粉尘严重污染环境和危害人体健康，国际上普遍禁用；现石棉纤维的代用原料性能较好的有金属纤维、碳纤维和芳纶纤维，价格很高，虽早有专利(参见专利号：2100275的1982年英国专利)，但全部采用这些纤维增强的摩擦元件还很少被实际应用，另外，金属纤维的质量和硬度较大，对摩擦元件的使用性能有不良影响，故实用上已希望摩擦元件即无石棉又无金属；价格较便宜的玻璃纤维也被用于替代石棉纤维(参见专利号：3225214的1983年西德专利)，但有研究表明用树脂为粘结剂的玻璃纤维制品，使用温度不宜超过200℃，而摩擦元件的工作表面温度均远超过200℃，故实际使用中磨损率很高，使用寿命很短；现有采用性优价高与高温性能差但价格低的玻璃纤维共同承担摩擦元件的增强功能(参见专利号：90109428.5的1990年中国专利)，由于玻璃纤维在高温时的性能缺陷，摩擦元件的使用性能不稳定，使用寿命不如石棉纤维增强的产品。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种使用性能稳定，使用寿命达到或超过石棉纤维增强的产品，对环境无污染、人体健康无损害，经济的新型无石棉无金属摩擦材料及摩擦元件的制造方法。

本发明的技术方案是：选用酚醛树脂(包括改性酚醛树脂)、橡胶中至少一种为粘结剂，平炉渣灰、碳酸钙、硫酸钡、陶土、蛭石、云母、岩棉和铬矿土、石墨、轮胎粉中至少一种为摩擦性能调节剂，同时选用硅灰石针状粉和硅酸铝系纤维棉为增强剂配置成无石棉无金属摩擦材料。硅酸铝系纤维棉为电弧炉熔融法制得。其配方如下：

成分含量(wt％)

酚醛树脂和橡胶中至少一种 15～25

硅灰石针状粉 20～30

硅酸铝系纤维棉 15～40

平炉渣灰、碳酸钙、硫酸钡、陶土、蛭石、云母和岩棉中至少一种 10～30

铬矿土、石墨和轮胎粉中至少一种 2～15

采用此种摩擦材料制造摩擦元件的工艺也比较简单。先将增强剂中的硅灰石针状粉与粘结剂、摩擦性能调节剂各原料按配方比例称取后混合在一起，并完全搅拌均匀，之后再与增强剂中的硅酸铝系纤维棉一同放入搅拌机内，搅拌20～40分钟；或先将硅灰石针状粉和硅酸铝系纤维棉混合，之后再与粘结剂、摩擦性能调节剂各原料按配方比例称取后，一同放入搅拌机内，搅拌20～40分钟。然后按照不同摩擦元件的重量，将摩擦材料如数置于相应的模具内，在150～200℃温度和15～30MPa压力下，按照0.6～1.2min/mm控制保压时间模压成型，脱模后再经150～220℃热烘3～5小时，制品达到最佳性能。

本发明配方中选用硅灰石针状粉和硅酸铝系纤维棉共同作为增强剂，硅灰石针状粉的硬度及摩擦系数在1000℃温度以下极稳定，且其针状矿物结构同时具有一定的增强性能，价格低廉；硅酸铝系纤维棉的纤维抗拉强度是石棉纤维的数倍，且在800～1200℃温度以下抗拉性能极稳定，还具有较高的耐摩性，电弧炉熔融法制得的硅酸铝系纤维棉价格仅是金属纤维、碳纤维和芳纶纤维的1/3～1/40，使摩擦元件的技术经济性能得到优化，寿命达到或超过石棉纤维增强的产品，对环境无污染、人体健康无损害，有广泛的应用前景。同时与现有技术相比还有耐冲击性好，噪音小。使用本发明配方制造的摩擦元件可达到如下主要性能指标：

摩擦系数 0.3～0.5

冲击功 8～13J

密度～2.0g/cm³

具体实施方式

配方：

成分含量(wt％)

改性酚醛树脂 25

硅灰石针状粉 25

硅酸铝系纤维棉 30

蛭石 12

铬矿土、轮胎粉(1/1) 8

摩擦元件的制造工艺：

先将硅灰石针状粉和硅酸铝系纤维棉混合，之后再与粘结剂、摩擦性能调节剂各原料按配方比例称取后，一同放入搅拌机内，搅拌35分钟。然后按照不同摩擦元件的重量，将摩擦材料如数置于相应的模具内，在150～160℃温度和25～30MPa压力下，按照1.0～1.1min/mm控制保压时间模压成型，脱模后再经150～220℃热烘4～5小时，制品达到最佳性能。

Claims

1.一种无石棉无金属摩擦材料，选用酚醛树脂、橡胶为粘结剂，平炉渣灰、碳酸钙、硫酸钡、陶土、蛭石、云母和铬矿土、石墨、轮胎粉为摩擦性能调节剂，其特征在于：同时选用硅灰石针状粉和硅酸铝系纤维棉为增强剂配置而成。

2.根据权利要求1所述的无石棉无金属摩擦材料，其配方如下(wt％)：

成分含量(wt％)

酚醛树脂和橡胶中至少一种 15～25

硅灰石针状粉 20～30

硅酸铝系纤维棉 15～40

铬矿土、石墨和轮胎粉中至少一种 2～15

3.根据权利要求1所述的无石棉无金属摩擦材料，其特征在于：硅酸铝系纤维棉为电弧炉熔融法制得。

4.一种摩擦元件的制造方法，先将增强剂中的硅灰石针状粉与粘结剂、摩擦性能调节剂各原料按配方比例称取后混合在一起，并完全搅拌均匀，之后再与增强剂中的硅酸铝系纤维棉一同放入搅拌机内，搅拌20～40分钟；或先将硅灰石针状粉和硅酸铝系纤维棉混合，之后再与粘结剂、摩擦性能调节剂各原料按配方比例称取后，一同放入搅拌机内，搅拌20～40分钟。然后按照不同摩擦元件的重量，将摩擦材料如数置于相应的模具内，在150～200℃温度和15～30MPa压力下，按照0.6～1.2min/mm控制保压时间模压成型，脱模后再经150～220℃热烘3～5小时，制品达到最佳性能。