專利名稱：一種無石棉摩擦材料的制作方法
技術領域：
本發明所制造的無石棉摩擦材料是用于制造制動器、離合器摩擦片，特別適用于制造船用離合器摩擦片。
當前常用的摩擦材料一般是以樹脂或合成橡膠為基體，以石棉或它的編織物為增強材料，輔以摩擦調節劑，經混合、熱壓而成。由于材料中含有石棉及其編織物，從而在石棉加工、紡織、制造及使用過程中，產生石棉粉塵飛揚并懸浮在空氣中，嚴重污染了工作環境，且對人體健康有害。七十年代初，西歐、美國、日本等國就大力開展研究和開發無石棉摩擦材料的生產和應用。
隨著現代技術和交通運輸業的發展，對摩擦材料的要求愈來愈苛刻，不但要求材料具有足夠的機械強度和良好的貼合性能，還要求有足夠高而穩定的摩擦系數，不但要求材料有良好的耐磨性能，且不得劃傷對偶及有較低的磨損率。為此，各國都在努力研制具有高的機械強度，穩定的摩擦磨損性能，不劃傷對偶的摩擦材料。例如美國專利4384054(1983.5)用輝綠巖和鋼纖維作增強材料，英國專利GB208306A用玻璃纖維作增強材料來制造無石棉摩擦材料。上述材料在調整和高壓下制動都會發生材料磨損增大和劃傷對偶，而且材料使用后期摩擦表面易產生龜裂現象，縮短了使用壽命。
本發明的目的就是要克服上述現有技術中不足之處而發明的一種具有較高的摩擦系數和較低的磨損率，且富有彈性，有良好的貼合性能，不損傷對偶的無石棉摩擦材料。
本發明的要點是使用玄武巖纖維和聚丙烯腈纖維取代過去常用的石棉纖維作為增強材料，它們在摩擦材料中所占的重量百分比為玄武巖纖維5-50，最佳用量為15-40;聚丙烯腈纖維2-50，最佳用量為10-30，而摩擦材料中由丁腈橡膠和酚醛樹脂所組成的基體材料，以及由銅粉、硫黃、硫酸鋇和石墨組成的摩擦調節劑都是摩擦行業中常用的材料。
本發明所用的玄武巖纖維主要是由SiO2、Al2O3、CaO、MgO、等組成。典型的成份分析為SiO2、43.92%;Al2O315.27%;CaO21.8%;MgO9.47%。它的燒結溫度780℃，酸度1.9.玄武巖纖維長度控制在2-10mm。它與樹脂和橡膠粘結性好，具有較高和穩定的摩擦系數。而所用的聚丙烯腈纖維，根據工藝的需要應控制在5-15mm。聚丙烯腈纖維具有很高的抗拉和沖擊強度，該纖維在有張力作用下，在200～300℃的室溫下能與空氣中氧氣作用生成予氧化纖維。予氧化纖維是一種很好的耐焰纖維，它有耐高溫和耐磨損的優點。并且聚丙烯腈纖維在高溫下能夠熔融，熔融物能將材料在高溫摩擦過程中磨損下來的磨屑粘結起來，填補凹凸不平的摩擦表面，使其摩擦表面生成一種有利于摩擦磨損的界面膜，使摩擦材料的摩擦系數更加穩定，并降低了磨損率。
本發明的無石棉摩擦材料制造方法是先將橡膠素煉和混煉后，再與樹脂、纖維及其他摩擦調節劑經充分混合后，在160℃溫度下，以245×105Pa(250kgf/cm2)壓力下，每毫米厚1.5分鐘壓成所需的產品實施例1成份組份(重量%)酚醛樹脂10丁腈橡膠15玄武巖纖維20聚丙烯腈纖維20銅粉10硫磺3硫酸鋇15石墨2將上述材料經充分混合后，再熱壓成所需要的產品，然后在200℃溫度下熱處理4～5小時。該材料和傳統的石棉摩擦材料按GB5763-86汽車制動襯片標準測試結果如下
注1.表中μ表示摩擦系數。2.表中△W表示磨損△W＝×10-7CM3/N×M
實施例2成份組份(重量%)酚醛樹脂15丁腈橡膠10玄武巖纖維25聚丙烯腈纖維15硫磺3氧化鐵12銅粉20將上述材料經充分混合后，按實施例1中所說，熱壓成φ75×53mm、厚20mm的試環。該試環在下列條件進行試驗在流量為4ml/cm2·min的HJ-20GB443-64潤滑油中，慣量為0.4kgf.cm.s2，轉速為3800r/min，5000r/min，載荷為14.7×105pa(15kgf/cm2)、19.6×105pa(20kgf/cm2)、25.3×105pa(25.8kgf/cm2)的條件下制動，本發明的摩擦材料與石棉編織品材料的試驗結果如下<
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權利要求
1.一種以橡膠或樹脂為基本材料，玄武巖纖維和聚丙烯腈纖維為增強材料，添加其它摩擦調節劑而組成的無石棉摩擦材料，其特征是在本摩擦材料中，玄武巖纖維的含量為5-50；聚丙烯腈纖維的含量為2-50。
2.根據權力要求1所說的無石棉摩擦材料，其特征在于玄武巖纖維的最佳用量為15-40(重量百分比)。
3.根據權力要求1所說的無石棉摩擦材料，其特征在于聚丙烯腈纖維的最佳用量為10-30(重量百分比)。
4.根據權力要求1所說的無石棉摩擦材料，其玄武巖纖維長度為2-10mm，聚丙烯腈纖維長度為5-15mm。
全文摘要
一種無石棉摩擦材料，是以玄武巖纖維與聚丙烯腈纖維為增強材料，其中玄武巖纖維用量為2-50(重量分)，最佳用量為15-40，聚丙烯腈纖維用量為5-50(重量分)，最佳用量為10-30。所制成的摩擦材料具有彈性好，硬度低，貼合性好，有高而穩定的摩擦系數和低的磨損率，不劃傷對偶。它適用于制造制動器、離合器摩擦片，特別適用于制造船用離合器摩擦片。
文檔編號C04B26/02GK1048047SQ9010520
公開日1990年12月26日 申請日期1989年12月26日 優先權日1989年12月26日
發明者胡偉光, 吳本發, 黃佳典, 黃國仁, 陳明耀, 楊培忠, 朱大發, 陳玉清, 桂黎明 申請人:海軍后勤技術裝備研究所青島研究室, 中國非金屬礦工業總公司南京摩擦材料總廠