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第二节 摩擦材料的分类

浏览次数: 日期:2017-05-22

  摩擦材料的分类
  在大多数情况下,摩擦材料都是同各种金属对偶相摩擦的。一般公认,在干摩擦条件下,同对偶摩擦系数大于0.2的材料,称为摩擦材料。
  也有按摩擦材料的摩擦特性,分为低摩擦系数材料及高摩擦系数材料。低摩擦系数材料,又称减摩材料或润滑材料,其作用是减少机械运动中的动力损耗,降低机械部件磨损,延长使用寿命,这不属本书讨论的内容。
  本书所述对象是高摩擦系数材料,即又称摩阻材料,在本书中简称为摩擦材料。

    摩擦材料分类示意图如下:

  一、按工作功能分:可分为传动与制动,即离合与刹车两大类摩擦材料。如传动作用的离合器片,系通过离合器总成中离合器摩擦面片的贴合与分离将发动机产生的动力传递到驱动轮上,使车辆开始行走;制动作用的刹车片(分为盘式与鼓式刹车片),系通过车辆制动机构,将刹车片紧贴在制动盘(或鼓)上,使行走中车辆停下来。
  二、按产品的形状分:可分为刹车片(盘式片与鼓式片)、刹车带、闸瓦、离合器片、异型摩擦片。盘式片呈平面状,鼓式片呈弧形、闸瓦(包括火车闸瓦、石油钻机闸瓦)为弧形产品,但比普通弧形刹车片要厚得多。通常达到25-35mm范围。刹车带常用于农机和工程机械上,属软质摩擦材料。一般制成长度为8米,也有根椐要求生产4或5米长,盘绕成园卷型的带状制品。离合器片一般为园环形状制品。异型摩擦片多用于各种工程机械方面,如摩擦压力机、电葫芦等,有盆形、锥形、自行车鞍座形以及各种形状制品。
  三、按材质的不同,摩擦材料又可以分为,石棉摩擦材料和无石棉摩擦材料(即非石棉摩擦材料)两大类。
  1, 石棉摩擦材料
  石棉摩擦材料分为以下几类:
  ⑴石棉纤维摩擦材料,又称石棉绒质摩擦材料。制成各种刹车片、离合器片、火车合成闸瓦、石油钻机闸瓦、石棉绒质橡胶刹车带等。
  ⑵石棉线质摩擦材料,主要生产缠绕型离合器片、短切石棉线段摩擦材料。主要用作生产工程机械上的异型摩擦片等。
  ⑶石棉布质摩擦材料,主要制造层压类钻机闸瓦、刹车带、离合器面片等。
  ⑷石棉编织摩擦材料,系将石棉线编织成厚带,制造油浸或树脂浸刹车带、石油钻机闸瓦等。
  石棉纤维摩擦材料(石棉绒质摩擦材料)的基材是石棉短纤维,纤维等级为四、五或六级,其中以五级石棉使用量最多。这类摩擦材料成本低,可以满足对摩擦材料的一般使用要求,是应用量最多的一种石棉摩擦材料。
  石棉线、布、编织带类摩擦材料,系利用石棉的具有独特的可纺性,将石棉短纤维纺制成线或布或编织带,用粘结剂(树脂或橡胶)溶液进行浸渍后,制成各种摩擦材料。但其机械强度也较高,适用于负荷较高的工作要求。这类产品成本相对的比较高,
  2,无石棉摩擦材料(即非石棉摩擦材料)
  无石棉摩擦材料,包括半金属摩擦材料、NAO摩擦材料、混合纤维型摩擦材料、粉末冶金摩擦材料和碳纤维摩擦材料等。
  ⑴半金属摩擦材料,主要应用于轿车和重型汽车的盘式刹车片,其材质配方组成中通常含有30-45%左右的铁质金属物(如钢纤维、还原铁粉、或泡沫铁粉)。半金属摩擦材料因此而得名。它是最早为取代石棉而发展起来的一种无石棉摩擦材料,其特点是耐热性好、单位面积吸收功率高、导热系数大,能适用于汽车在高速、重负荷运行时的制动工况要求,但其存在制动噪音大、边角脆裂等缺点。
  ⑵ NAO摩擦材料,从广义上是指非石棉-非钢纤维型摩擦材料。但在美国有些NAO盘式制动刹车片中,也含有少量的钢纤维。NAO摩擦材料中的基材物,在大多数情况下为二种或二种以上纤维(以无机纤维为主,并有少量的有机纤维)混合物,因此NAO摩擦材料,是非石棉混合纤维摩擦材料。通常刹车片为短切纤维型摩擦片,离合器片为连续纤维型摩擦片。
  3,粉末冶金摩擦材料
  粉末冶金摩擦材料,又称烧结摩擦材料,系将铁基、铜基粉状物料,经混合、压型,并在高温下烧结而成。适用于较高温度下的制动与传动工况条件,例如飞机、重载汽车、重型工程机械的制动(刹车片)与传动(离合器面片);也可制成油中工作的湿式离合器摩擦片。粉末冶金摩擦材料,使用寿命较长。但这类制品价格高、制动噪音大、重而脆性大、对对偶磨损较大等,因此其使用受到一定限制。
  4,碳纤维摩擦材料
  碳纤维摩擦材料,系用碳纤维为增强材料制成的一类摩擦材料。碳纤维具有高模量、导热好、耐热等特点。碳纤维摩擦材料是各种类型摩擦材料中性能最好的一种。碳纤维摩擦片的单位面积吸收功率高及比重轻,使它特别适合生产飞机刹车片,国外有些高档轿车的刹车片,也有使用碳纤维摩擦片的。但因其价格昂贵,故其应用范围受到限制,产量很少。在碳纤维摩擦材料中组份中,除了碳纤维外,还使用石墨、碳的化合物,组份中的有机粘结剂也要经过碳化处理,故碳纤维摩擦材料,也称为碳-碳摩擦材料或碳基摩擦材料。

 

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