一種摩擦片材料及其使用方法

2023-12-09 03:18:56 7

專利名稱：：一種摩擦片材料及其使用方法
技術領域：
：本發明涉及一種摩擦片材料及其使用方法，特別涉及一種用於高速重載摩託車的摩擦片材料及其使用方法。
背景技術：
：目前，國內摩託車用溼式摩擦材料仍主要為傳統的橡膠軟木型，也有少量的紙基型，橡膠軟木型的成本低廉，但存在易燒損、起步發衝、重載打滑等缺陷。而紙基型摩擦片的動摩擦係數相對較低，難以滿足大多數用戶特別是需載重高速用戶的需要，並且由於紙基摩擦材料生產批量小，質量不穩定，成本過高。
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種成本低的、動靜摩擦係數大的摩擦片材料。本發明所要解決的另外一個技術問題是上述摩擦片材料的使用方法。本發明解決技術問題的技術方案為一種摩擦片材料，含有重量百分比為12一20%的碳纖維。所述的碳纖維的長度小於100um。所述的摩擦片還包括以下物質及重量百分比丁腈橡膠40~550/0改性酚醛樹脂8~15%軟木20~35%石墨5~10%二氧化矽卜5%硅藻土2~5%摩擦調整劑2~10%氧化鋁1~5%海泡石1~5%摩擦粉2~5%。為提高摩擦片耐高溫耐磨性能，降低對偶片的磨損率，還可在摩擦材料中添加佔摩擦材料總重量的2%~4%的黃銅粉。所述的摩擦材料的使用方法，即摩擦片的製備方法，依次包括混煉工序、熱壓工序、熱固工序、拋丸工序、整平工序a)混煉工序將石墨、二氧化矽、硅藻土、摩擦調整劑、氧化鋁、海泡石、摩擦粉混勻後，加入軟木和碳纖維混勻；再與丁腈橡膠、改性酚醛樹脂在溫度為80。C士5。C，的情況下，強力混煉510min，即可。b)熱壓工序熱壓溫度為210°C±10°C、壓力1822MPa、保溫3545S，其間放氣23次；c)熱固工序採用5—10次升溫，每次升溫值為5—10"C，升溫時間為0.5—lh，從130。C升到180°C，每次保溫lh，然後開始空冷。在本發明的配方中，在傳統的摩擦材料的增強纖維軟木中加入100um以下的碳纖維粉，進行混雜增強，不但可以降低成本，而且可以充分發揮每種纖維的優點，彌補相互的缺陷，使性能更加完善，更加優異。利用了橡膠軟木的彈性和碳纖維優異的耐溫性和耐磨性，不但使其具有高摩擦係數和傳遞扭矩大的特點，而且還能減少摩擦材料和對偶片之間的磨損，降低摩擦材料的磨損率，同時，由於碳纖維的三維結構，在工作過程中，能使大量的油通過毛細管的作用滲透到摩擦材料中，流入和吸出帶走熱量，減少摩擦界面的熱量積累，提高耐熱性，即提高抗衰性。同時，碳纖維的三維結構能穩定並且減少材料的收縮和膨脹，化學穩定性好，因此使摩擦材料具有動靜摩擦係數穩定的高性能。碳纖維含量對摩擦材料的摩擦、磨損性能的影響是很犬的。試驗表明，碳纖維含量低於12%時，材料的磨損率明顯下降。摩擦材料在高溫時的磨損機制主要是由於粘結劑的熱分解，失去膠粘作用，各組分易脫落造成磨損加劇，同時出現熱衰退現象。碳纖維混雜後在摩擦材料內結織成網狀，起到增強作用。由於含量太少，增強作用不明顯。摩擦材料在摩擦過程中，增強纖維將被剝離、拉拔和剪切，因而提供一定的摩擦力矩。由於碳纖維的比表面積大，所以當碳纖維含量增加時，摩擦力矩增大，摩擦係數也因此增加。但是當材料中碳纖維含量高於20%時，材料中粘結劑的含量相對降低，其與樹脂基體之間的粘結力下降，纖維更加容易被剝離、拉拔，而靠纖維剪切所能提供的摩擦力矩減少。保持增強纖維與樹脂粘結劑的適當比例，在增加纖維含量的同時，增加樹脂含量，能保持其高溫穩定的摩擦係數和低的磨損量。傳統摩擦片製作採用的熱壓溫度是18(TC士5"C，壓力310MPa,保溫510s。由於本發明採用的是碳纖維與軟木混雜纖維，與樹脂的潤溼性，粘附性差，使用該工藝，造成材料成型困難，材料表面起泡有微裂紋，這是因為樹脂固化反應不完全，短時產生了大量氣體且又不能及時完全排出，故採用的熱壓成型工藝參數為210°C±10°C、壓力1822MPa、保溫3545S,放氣2~3次。通常的固化處理溫度是14018(TC，保溫時間2~6h。通過MM1000-II型磨損性能試驗發現，採用此工藝，同一材料的摩擦係數，在比壓不變的情況下，隨著速度溫度的增加，摩擦係數逐漸降低，磨損量增大。這表明,樹脂未充分固化，還有殘餘的低分子物,材料中的內應力未消除。為保證材料強度及摩擦磨損性能的穩定性，故採用了固化處理工藝為採用5—10次升溫，每次升溫值為5—10°C，升溫時間為0.5—lh，從13(TC升到180°C，每次保溫lh，然後開爐空冷。本發明與現有技術相比，以此摩擦材料製作的HF-103-BM摩擦片，不但具有紙基摩擦材料動(靜)摩擦係數穩定、磨耗率低、強度高的優點，同時還具有優於橡膠摩擦材料的高摩擦係數、傳遞扭矩大的特性，達到並優於日本FCC摩擦片性能參數，並且成本低。具體實施例方式6下面結合實施例對本發明作詳細的說明。本發明的碳纖維的碳含量99.9%，長度100um以下，平均長度15um，由杭州宏遠塑化有限公司提供。丁腈橡膠由型號為35LM，韓國錦湖公司生產。改性酚醛樹脂由杭州宏遠塑化有限公司提供。以黃山奔馬公司的HF-103-BM型號的摩擦片為例。本發明的實施例的百分濃度均為重量百分濃度。實施例h所述的摩擦材料的使用方法，即摩擦片的製備方法，依次包括混煉工序、熱壓工序、熱固工序、拋丸工序、整平工序a)混煉工序將7%石墨、1%二氧化矽、2%硅藻土、10%摩擦調整劑、1%氧化鋁、5%海泡石、2%摩擦粉混勻後，加入35%軟木和12%碳纖維混勻；再與55%丁腈橡膠、8。/b改性酚醛樹脂在溫度為8(TC的情況下，強力混煉5min，即可。b)熱壓工序熱壓溫度為21(TC，壓力18MPa、保溫35S，其間放氣3次；c)熱固工序採用5次升溫，每次升溫值為10'C，升溫時間為0.5，從130r升到18(TC，每次保溫lh，然後開始空冷。實施例2:所述的摩擦材料的使用方法，即摩擦片的製備方法，依次包括混煉工序、熱壓工序、熱固工序、拋丸工序、整平工序a)混煉工序將10%石墨、3%二氧化矽、4%硅藻土、6%摩擦調整劑、5%氧化鋁、3%海泡石、5%摩擦粉混勻後，加入30%軟木和16%碳纖維混勻；再與47%丁腈橡膠、11%改性酚醛樹脂在溫度為85"的情況下，強力混煉7min，即可。b)熱壓工序熱壓溫度為20(TC，壓力22MPa、保溫45S，其間放氣3次；c)熱固工序採用7次升溫，每次升溫值為8°C，升溫時間為25min，從130。C升到18(TC，每次保溫lh，然後開始空冷。實施例3:所述的摩擦材料的使用方法，即摩擦片的製備方法，依次包括混煉工序、熱壓工序、熱固工序、拋丸工序、整平工序a)混煉工序將5%石墨、5%二氧化矽、5%硅藻土、2%摩擦調整劑、3%氧化鋁、1%海泡石、3%摩擦粉混勻後，加入20%軟木和20%碳纖維、3%黃銅粉混勻；再與40%丁腈橡膠、15%改性酚醛樹脂在溫度為75X:的情況下，強力混煉10min，即可。b)熱壓工序熱壓溫度為22(TC，壓力18MPa、保溫40S，其間放氣2次；c)熱固工序採用10次升溫，每次升溫值為5'C，升溫時間為15min,從13(TC升到18CTC，每次保溫0.5h，然後開始空冷。將本發明製備的HF-103-BM摩擦片經過QM1000-II型溼式摩擦材料性能試驗機按溼式(非金屬類)摩擦材料、中華人民共和國國家標準(GB/T13826-92)進行檢測，其結果與與紙基摩擦材料和橡膠軟木型摩擦材料的性能比較如下:表1:tableseeoriginaldocumentpage8從表1可以看出，本發明與現有技術相比採用的碳纖維和橡膠強力混煉擠壓而成的摩擦材料不僅能保持比原有傳統摩擦材料的更高的摩擦係數和大扭矩的特性，而且提高了摩擦材料的抗衰性和耐磨性，並具有動靜摩擦係數穩定，摩擦力矩穩定的高性能。在傳動過程中，起步平穩，無噪音，換檔平滑，發動機強勁有力，克服了傳統摩擦片易發衝、打滑、燒損等難題。本發明產品HF-103-BM摩託車摩擦片特別適用於山區路況行駛的重載摩託車，爬坡性能強，在頻繁換檔、長時間行駛情況下，仍舊保持大力矩傳輸，使用壽命比傳統橡膠軟木型摩擦材料摩擦片多達三個月以上。權利要求1、一種摩擦片材料，其特徵在於含有重量百分比為12—20％的碳纖維。2、根據權利要求1所述的一種摩擦片材料，其特徵在於所述的碳纖維的長度小於100iim。3、根據權利要求1所述的的一種摩擦片材料，其特徵在於所述的磨擦片還包括以下物質及重量百分比丁腈橡膠4055%改性酚醛樹脂8~1%軟木20~35%石墨5~10%二氧化矽1~5%硅藻土2~5%摩擦調整劑210%氧化鋁15%海泡石1~5%摩擦粉2~5%。4、根據權利要求1所述的的一種摩擦片材料，其特徵在於為在摩擦材料中添加佔摩擦材料總重量的2%~4%的黃銅粉。5、權利要求1所述的摩擦材料的使用方法，依次包括混煉工序、熱壓工序、熱固工序、拋丸工序、整平工序，其特徵在於所述的a)混煉工序將石墨、二氧化矽、硅藻土、摩擦調整劑、氧化鋁、海泡石、摩擦粉混勻後，加入軟木和碳纖維混勻；再與丁腈橡膠、改性酚醛樹脂在溫度為80'C士5T:，的情況下，強力混煉510min,即可。6、根據權利要求5所述的摩擦材料的使用方法，其特徵在於-所述的b)熱壓工序熱壓溫度為210°C±10°C、壓力1822MPa、保溫3545S,其間放氣2~3次。7、根據權利要求5所述的摩擦材料的使用方法，其特徵在於所述的c)熱固工序採用5—10次升溫，每次升溫值為5—1(TC，升溫時間為0.5—lh，從130。C升到180。C，每次保溫lh，然後開始空冷。全文摘要本發明公開了一種摩擦片材料及其使用方法，所述的摩擦片含有重量百分比為12-20％的碳纖維。所述的摩擦材料的使用方法，依次包括混煉工序、熱壓工序、熱固工序、拋丸工序、整平工序，本發明與現有技術相比，以此摩擦材料製作的HF-103-BM摩擦片，不但具有紙基摩擦材料動(靜)摩擦係數穩定、磨耗率低、強度高的優點，同時還具有優於橡膠摩擦材料的高摩擦係數、傳遞扭矩大的特性，達到並優於日本FCC摩擦片性能參數，並且成本低。文檔編號C08K13/04GK101429297SQ20081023391公開日2009年5月13日申請日期2008年12月17日優先權日2008年12月17日發明者華少傑,邵建林,邵新安申請人:黃山奔馬集團有限公司