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濕式紙基新摩擦材料
來源:
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作者:pro10845f02
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發(fā)布時(shí)間: 2014-08-28
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濕式紙基摩擦材料作為濕式離合器的主要摩擦材料，主要的應(yīng)用領(lǐng)域之一是始自汽車自動(dòng)變速器，這種離合器片吸收的能量較低，并有大量的冷卻油，設(shè)計(jì)上選擇紙基摩擦材料的動(dòng)機(jī)是考慮到紙基摩擦材料是借助造紙技術(shù)發(fā)展起來的一種材料，能工業(yè)化生產(chǎn)，價(jià)格低，同時(shí)動(dòng)靜摩擦系數(shù)高，可以使離合器的結(jié)構(gòu)縮小。
目前紙基摩擦材料及其制造方法，是選用竹纖維或/和木纖維作為基體，加入摩擦劑和摩擦調(diào)整劑，用熱固性樹脂F(xiàn)M2123P酚醛樹脂作為成形劑浸漬固結(jié)而成。這種紙基摩擦材料由于其基體沒有耐高溫的纖維材料，所選用的成形劑實(shí)質(zhì)上又僅是一種未改性的普通酚醛樹脂，在實(shí)際使用中無論耐熱性和耐磨性都存在不足。
現(xiàn)有制造方法是采用濕式球磨法，這種方法每次都必須進(jìn)行球料分離操作，顯然實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)難度較大，特別是為了提高摩擦系數(shù)，在摩擦劑中添加重晶石粉或鑄石粉，這兩種原料比重與紙纖維的比重相差十分懸殊，這在造紙工藝中，其下沉速度快，很難制造出成份均勻的紙基摩擦材料，從而造成產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量難控制。
而且，大家也知道，紙基摩擦材料的生產(chǎn)工藝希望能控制紙基摩擦襯片的性能，使其與貼合在芯板上后的性能基本趨于一致，這就要求紙基摩擦材料浸漬成形劑后基本處于所要求的最終狀態(tài)，所有的成份都各就各位，處于最終的含量，沒有進(jìn)一步的化學(xué)反應(yīng)和密度孔隙率的變化，而上述專利所公開的方法中，成形劑浸漬后進(jìn)行的是60-80℃的熱定形工藝，實(shí)際上這種工藝得到的紙基摩擦襯片的性能還未定形，因?yàn)槠胀ǚ尤渲娜刍瘻囟仍?00℃以上，凝膠固化溫度在150℃以上，可見用上述工藝后的紙基摩擦襯片貼合在芯板上進(jìn)行熱固化，還要進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其密度和孔隙率都要發(fā)生變化，顯然該工藝難于控制最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
據(jù)恒志信網(wǎng)消息：國(guó)內(nèi)最新研制成功一種摩擦系數(shù)高、耐磨性好、耐熱性優(yōu)良的改進(jìn)型紙基摩擦材料。
新技術(shù)提供產(chǎn)品質(zhì)量易于控制的紙基摩擦材料的制造方法。
新技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種改進(jìn)型紙基摩擦材料，其主要組份的重量百分比為：基體采用竹纖維和納凱夫纖維(商品名稱：NACF復(fù)合纖維)40-60％；摩擦劑采用硅藻土和二氧化硅5-10％；摩擦調(diào)整劑：4-20％；成形劑：腰果油改性酚醛樹脂：15-35％。新技術(shù)由于基體采用了耐溫性能優(yōu)良的納凱夫纖維，以及與其他相關(guān)組份的合理配比，從而使新技術(shù)所述的紙基摩擦材料耐熱性能等得到提高。
上述基體中竹纖維和納凱夫纖維的配比量，以在基體總量不變的情況下，按3-4∶1配比為佳；上述摩擦劑中硅藻土和二氧化硅的配比量，以在摩擦劑總量不變的情況下，可任意配比。
新技術(shù)的另一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種改進(jìn)型紙基摩擦材料的制造方法，對(duì)基體、摩擦劑、摩擦調(diào)整劑進(jìn)行疏解制得漿料；對(duì)漿料進(jìn)行碎漿、抄造原紙、沖裁；在成形劑中浸漬、熱固化；與芯板帖合、熱固化得成品。
如果要提高摩擦、耐久、抗磨損和阻熱性能，上述成品可再對(duì)其進(jìn)行表面浸漬處理，熱固化得最終成品。
借助造紙工藝發(fā)展起來的紙基摩擦材料，首先是把各組份作成漿料，進(jìn)而在造紙機(jī)上實(shí)現(xiàn)摩擦原紙的抄造，為了使各組份在水中能得到均勻混合，在懸浮漿液中下沉速度相差不大，從而抄造出組份均勻、厚薄均勻的紙頁，各組份以下列參數(shù)為最佳：竹纖維和納凱夫纖維長(zhǎng)度介于1.4-8mm之間，纖維平均直徑介于0.01-0.06mm之間；硅藻土的純度為88％，二氧化硅的純度為95％，硅藻土和二氧化硅的顆粒大小為-200目；石墨粉、滑石粉、云母粉顆粒形狀為鱗片狀，顆粒大小為-200目，丁腈橡膠顆粒大小為30-40目。
一種改進(jìn)型紙基摩擦材料的制造方法，其特征在于：按上述比例稱量各組份，并對(duì)基體、摩擦劑、摩擦調(diào)整劑進(jìn)行疏解制得漿料，加入著色劑進(jìn)行染色；對(duì)染色后的漿料進(jìn)行碎漿、抄造原紙、沖裁；在成形劑中浸漬、熱固化；與芯板帖合、熱固化；用表面浸漬劑進(jìn)行表面浸漬處理、熱固化得成品。
制造改進(jìn)型紙基摩擦材料的具體方法是：將疏解后的含干基體量為25-30％的濕漿料，按比例加入摩擦劑和摩擦調(diào)整劑后，投料進(jìn)攪拌機(jī)中，再加入含染料的水溶液即著色劑，水溶液總量為基體、摩擦劑和摩擦調(diào)整劑總量的5-8倍，水溶液溫度為80-90℃，攪拌時(shí)間20-30分鐘，之后放置2-4小時(shí)；再進(jìn)行碎漿和抄造原紙，其中碎漿度為40°-50°，抄造原紙是在改良型的長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)上；進(jìn)行熱固化的溫度為160-180℃，固化時(shí)間為1-2小時(shí)；進(jìn)行表面浸漬處理是待表面浸漬劑中的溶劑揮發(fā)后，再熱固化，熱固化的溫度仍為160-180℃，固化時(shí)間為1-2小時(shí)。
新技術(shù)針對(duì)紙基摩擦材料的廣泛應(yīng)用和可以通過配方和工藝的調(diào)整獲得各種水平摩擦性能的固有特點(diǎn)，提出一種用著色劑對(duì)漿料進(jìn)行染色而得到不同顏色的紙基摩擦材料，也即用顏色來直觀地標(biāo)明不同摩擦性能的紙基摩擦材料，這種特別適用于制造汽車自動(dòng)變速器摩擦片紙基摩擦材料。
新技術(shù)加入著色劑是這樣實(shí)現(xiàn)的：它是根據(jù)摩擦片的顏色要求，而加入不同的染料和摩擦調(diào)整劑，比如：淺色的加入滑石粉和云母粉，深色的加石墨粉；又比如：欲得到桔黃色紙基摩擦材料：是在漿料中加入直接染料黃色3％和紅色染料0.9％；欲得到褐灰色紙基摩擦材料：是在漿料中加入直接染料黑色1％和嫩黃色染料0.2％；欲得到軍綠色紙基摩擦材料：是在漿料中加入直接染料墨綠色1％和嫩黃色0.2％；欲得到黑色紙基摩擦材料：是在漿料中加入直接染料黑色1.3％；欲得到咖啡色紙基摩擦材料：是在漿料中加入直接染料深棕色1％和嫩黃色0.2％。
新技術(shù)中，舍棄了木纖維和FM2123P酚醛樹脂及重晶石粉和鑄石粉，而采用耐溫性能優(yōu)良的納凱夫纖維和腰果油改性酚醛樹脂，從而使新技術(shù)所述的紙基摩擦材料耐熱性能得到提高。這是因?yàn)槟纠w維僅是普通的紙纖維，而納凱夫纖維的主要成份是硅、鈣、鋁、鎂等元素的氧化物，無論從對(duì)摩擦材料的增強(qiáng)效果和耐高溫性能都大大優(yōu)于木纖維，而其纖維長(zhǎng)度、粗細(xì)度及成本均與木纖維相當(dāng)；在提高紙基摩擦材料的摩擦性能和耐熱性能等諸方面，腰果油改性酚醛樹脂均優(yōu)于FM2123P酚醛樹脂；由于舍棄了重晶石粉和鑄石粉，所以在制造過程中，在水漿的混均工序更容易，產(chǎn)品的質(zhì)量更于控制。
為了改善新技術(shù)所述紙基摩擦材料的摩擦、耐久、抗磨損和阻熱性能，在新技術(shù)中加入了一種摩擦材料的表面浸漬劑，解決了產(chǎn)品的初期磨損量，其耐磨性得到了極大地提高。大家知道，紙基摩擦材料是靠油膜來傳遞扭矩的，所以對(duì)紙基摩擦材料的表面狀態(tài)和對(duì)偶片的表面光潔度提出了更高的要求。在紙基摩擦材料進(jìn)行表面浸漬處理后，形成了外涂層，這相當(dāng)于在紙基摩擦材料表面上了一層如人的牙齒表層的釉質(zhì)，使新技術(shù)具有出色的完整性和光潔度，對(duì)新技術(shù)的耐磨性起到了重要作用。
新技術(shù)所述及的制造方法，舍棄了濕式球磨工藝和熱定形工藝，而采用造紙行業(yè)的碎漿機(jī)和樹脂摩擦材料的熱固化工藝，這樣更利于工業(yè)化生產(chǎn)。這是因?yàn)榍蚰スに囍?，瓷球的重量和體積影響了漿料的產(chǎn)量，且每次都必須做球料分離的操作，額外地增加了勞動(dòng)量，難于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，而采用碎漿機(jī)，漿料反復(fù)經(jīng)過一對(duì)滾刀被截短和混合均勻，只需控制碎漿度，漿料質(zhì)量便得到控制，結(jié)束時(shí)只需打開溢漿閥，所得漿料就可全部放出，從制漿生產(chǎn)量和制漿工藝，顯然是一種工業(yè)化的生產(chǎn)工藝。
