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第三节 摩擦材料的结构与组成—纤维增强材料

浏览次数: 日期:2017-05-23

纤维增强材料

    纤维增强材料构成摩擦材料的基材,它赋予摩擦制品足够的机械强度,使其能承受摩擦片在生产过程中的磨削和铆接加工的负荷力以及使用过程中由于制动和传动所产生的冲击力、剪切力、压力、离合器片高速旋转的作用力,避免发生破坏和破裂。

    我国有关标准及汽车制造厂根椐摩擦片的实际使用工况条件,对摩擦片提出了相应的机械强度要求,如抗冲击强度、抗弯强度、抗压强长、剪切强度、旋转破坏强度等。为了满足这些强度性能要求,我们需要选用合适的纤维品种。在进行选择时,纤维的增强性能--价格比,是很重要的选择原则,即不但要有好的增强效果,还有能被市埸接受的成本价格,这对无石棉摩擦材料尤为重要,因为只有具有良好的技术经济综合性能的摩擦制品,才能够具有较强的市场竞争能力。

    摩擦材料对其使用的纤维组份要求是:

    1,增强效果好。

    2,耐热性好,在摩擦工作温度下,不会发生碳化与热分解现象。

    3,具有基本的摩擦系数。

    4,硬度不宜过高,以免产生制动噪音和损伤制动盘或鼓。

    5,工艺可操作性好。

    由于摩擦材料制品在工作中,长期处于高温工况下,一般有机纤维无法承受这种高温条件下,故而摩擦材料中多数是应用无机纤维,它们包括天然矿物纤维类,如石棉纤维、海泡石、硅灰石等;人造矿棉和无机纤维类,如陶瓷纤维、硅酸铝纤维、岩棉矿渣棉、玻璃纤维等;金属纤维类,如钢纤维、铜纤维、铝纤维等。除了无机纤维外,一些有机类纤维也被应用在摩擦材料中,如芳纶,是属于高性能、高价格的一种耐热及抗拉强度均优良的纤维。芳纶纤维在国内外摩擦材料行业中应用的较多,特别是要求性能较高的制品中,碳纤维则用在航空刹车片中,或用于其它一些对耐热性能和强度要求高的摩擦材料制品中。其它一些有机纤维,如纤维素纤维、人造有机纤维或合成纤维、植物纤维也多有应用,但主要作为辅助成份被少量使用。

    目前,国内、外习惯将摩擦材料分为两大类,即:石棉摩擦材料和无石棉摩擦材料。

    石棉在摩擦材料中,它所起的增强作用,至今仍是由于它具有不可完全被取代的特性。即:它可以提供较高的机械强度及良好的耐热性,耐磨性,有相当好的对粘结剂的吸附性等,可使制品获得使用中所必备的各种各样的物理机械性能指标。虽然石棉(石棉粉尘)对环境造成了危害,但因为各种各样石棉代用材料也不断发现环境危害,所以以石棉为增强材料的石棉系列摩擦材料,特别是它具有良好的综合性能与较低的价格,使它在今后若干年内,仍将会在摩擦材料生产中占有相当重要的地位。

    在无石棉摩擦材料方面,根椐上述的五项要求,再加上价格成本的要求,可以认为,各种非石棉纤维中很难找到任一种纤维能单独承担代替石棉的角色,较好的满足这多方面的性能要求。钢纤维虽在盘式刹车片中可被用作主体纤维,但在鼓式刹车片、离合器片中,它无法单独担任增强组份的角色,因此,在无石棉摩擦材料的组份中,最常用的多种纤维的组合使用。在选用纤维时,一个重要的原则是纤维及制品的综合技术经济性能,即合理的性能-----价格比。根椐不同的品种,不同的用途,用户的不同要求,来选择不同的纤维组合,使其摩擦材料制品,即能满足用户的使用要求,又有较强的市埸竟争能力。

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