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第四章 摩擦材料配方特点

浏览次数: 日期:2017-07-27

摩擦材料配方特点

    一个摩擦材料制品的配方,要包括:粘结材料、增强材料、增摩材料、耐磨材料、增效材料等五大基本组份。即一个合理的制品配合体系应该包括粘结体系、增强体系、增摩体系、耐磨体系、增效体系等五大基本体系(过去简称为粘结材料、增强材料与填充材料等三大体系,即简称摩擦材料构成三要素)。若从生产工艺与产品特色上考虑,还要有工艺消耗性材料,如酒精、汽油与各种颜色、染色等。因此,可以看出构成摩擦材料的组份很多,所以设计一个合理的摩擦材料配方,也不是一件容易的,即要考虑材料的自身性能,还要考虑材料之间产生的协同效应和加合作用。如各种材料的性能,增摩材料、耐磨材料、增效材料与增强物料间、粘结剂和增强物料之间的交互作用等都会显著影响到配方制品的产品性能。

    归纳摩擦材料制品配方的特点,主要是:

    1配方组成的灵活搭配与成份多样化。

一个配方的组成成份,要有前面提到的五大类材料。而五大类材料中的每一类中材料又有数种到数十种之多。如增强材料在非石棉配方中,一般也要由有几种增强类材料构成。如制造离合器片所用的长纤维线束,就是由矿物纤维、玻璃纤维、有机纤维、钢纤维、铜纤维、芳纶纤维、腈纶纤维或棉纤维、麻纤维等组成。而粘结材料,如纯酚醛树脂外,还要用各种改性的酚醛树脂,也要从中选用一、二种。至于填料,那使用的种类就更多了。配方中要有增摩填料:如硫酸钡、长石粉、铁粉、铬铁矿粉、棕刚玉、氧化铝、锆英石、摩擦粉、轮胎粉等。耐磨填料、如石墨(石墨规格也较多)二硫化钼、SF081型减磨粉等。经济型(功能)填料重晶石、陶土、重钙、蛭石以及磨尘等。着色填料碳黑、铁红、酞青绿、酞青兰等。以及具有特种功能的偶联剂、稀释剂等工艺性消耗性材料也是数不胜数。设计配方就是要从众多的这些材料中选出并组合在一起,所以设计一个理想的配方,也决非一件易事。在配方类的制品中,摩擦材料制品的配方,应该说是一种较为特殊的组成灵活搭配与成份多样化的配方。

各厂生产采用的实用配方不同,千别万化,性能也是各有所长,但其主要功能应当说还是比较接近的。如都是出口产品,也自定为FF”级的盘式摩擦片,那配方也是各有千秋,这也可说明了摩擦材料的配方特点。离合器片目前国内采用七、八种工艺形式,配方更是差别较大,但其性能虽说有一定差距,但技术指标也可显出各有特点之别。也可以说明摩擦材料的配方特点。

    2 制品性能的多变性。

    摩擦材料制品的性能要求项目诸多,共约四十多种。就某项制品也有十多种性能要求。而对各种性能的影响因素也很多,如原材料的影响、生产工艺的影响、环境的影响、天气的影响、操作的影响以及使用操作环与因素的影响等举不胜举。比如相同制品,在不同车辆上、不同人员操作及与在不同的路面与坡道、不同季节与不同的天气等等,都会使其性能发生较大变化,比如,汽车在这段行驶很正常,可行驶到下一段路地有雨水。刹车就会给人感到汽车制动性能已发生了变化。

    在配方使用的诸多种原材料中,因为所用的这些原材料,多数是无机物系矿山天然产品,所以可控性较差,如重晶石,因产地的不同性能差别很大,就是同一矿产的,也是有较大差别,甚至表面色泽都不相同,由于天然产的材料都是无机材料,其主要性能成份与杂质含量有很大不同,目前国内的摩擦材料生产厂家,很难找出对这些材料全部进行分析和检验,并进行严格控制的。所以在众多种原材料中,可控制质量的为数不多,这其中还包括检验方法及手段、执行质量标准等因素影响。因此,摩擦材料配方制品的性能具有复杂的多变性也有客观因素。

    3生产工艺的复杂性。

摩擦材料制品品种形态也特多,如瓦型的制动片、环型的离合器片、锥型的离合器块、条型的制动带、各式的机械用摩擦块等等。而同类制品的生产工艺也完全不同,如瓦型的制动片,就有用干法一次成型生产工艺,采用的是多层单或双桶连续压模。也有用干法二次成型冷压生产工艺、采用的是单层多腔的压模。还有用袋装散料的成型工艺,采用单层多腔的压模等。再如条型的制动带有的是以橡胶为粘结剂制成橡胶刹车带,也有的是以树脂为粘结剂制成的树脂刹车带。就形状相同,如模压的瓦型的制动片,也有近2000多种规格。就形状简单的模压离合器面片,也有数千种规格之多。所以摩擦材料制品生产的工艺、装备、模具等特别多而复杂。其生产工艺也是特多而复杂。如编织型树脂刹车带,涉及到纺织,但所用的线比普通纺织行业用线粗几十倍,而用材质又完全不同;离合器片生产类似橡胶行业生产,工艺相近,但工装设备又相差甚远。产品相同,但使用的设备又不一样,行业没有专用设备,完全采是非标设备,借助其他行业设备进行改造再用,这也说明摩擦材料生产工艺的复杂性。

在种类繁多的摩擦材料制品中,所执行的产品标准就有多个,这也说明了摩擦材料制品的生产工艺复杂性和行业的特殊性。因此,配方设计就要有一定的特殊性。

4配方性能的综合平衡性

摩擦材料的性能要求很多,仅收集到的资料就有千页之多。项目总计也达数十项。除主要的项目摩擦系数、磨损率等还有众多的物理机械强度等要求。一个配方的制品达到所有质量标准要求也是不太可能的。不可能在满足一些性能指标的同时又要满足另外一些指标的要求。比如,摩擦和磨损就是一对矛盾,要增加摩擦系数,也会造成磨损的加大;反过来为了降低磨损,摩擦系数也要降低。配方设计就是在这样的要求下进行的,在两者之间或多者之间找到平衡。在从摩擦材料制品使用整体条件下,在众多这样的性能指标矛盾中找到平衡。因此,首先对制品使用要求与使用条件要搞清。设计的每一个配方它的制品主要性能的特点要清晰,它的最突出的性能,如高耐磨的、高强度的、低硬度的、高摩擦系数的、低摩擦系数的等等要较明确。但尽管这些配方产品有明确的特点,但其它性能指标也不能差距过大,否则是不能用的,一味追求过高的技术指标和草率应付降低要求都是不可取的。这也是需要配方设计者寻找好各种性能之间的平衡,最终设计一个较好的配方。

综上所述,可以认为对摩擦材料制品而言,准确的找好性能平衡点是配方设计的根本,也是适应生产实用配方不断变化的诸因素的最好手段。

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