無石棉層壓摩擦元件的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及的無石棉層壓摩擦元件由網(wǎng)格布層壓而成，其中，網(wǎng)格布為玻璃纖維、芳綸纖維、銅絲和摩擦紡紗合股捻成的線編織而成，所述摩擦紡紗由粘膠纖維、玻璃纖維和晴綸纖維混紡而成。網(wǎng)格布疊好后壓硫化；表面進行打磨，制得成品。本新型的無石棉摩擦元件生產(chǎn)成本低，基體材料整體結(jié)合性更好，金屬絲分布更為均勻，摩擦材料導(dǎo)熱、散熱更快、更優(yōu)。所制成的摩擦元件尺寸較現(xiàn)有方法精度更高。完全避免了層壓產(chǎn)品的生產(chǎn)中往往會出現(xiàn)起泡、腫脹、分層以及翹曲現(xiàn)象的產(chǎn)生。所得制成品的固化程度更高，摩擦系數(shù)更穩(wěn)定。
【專利說明】無石棉層壓摩擦元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本新型涉及的是礦山、采油、船舶、汽車、冶金、造紙等行業(yè)廣泛使用的制動器和離合器用摩擦元件，特別是用于大功率制動力矩的制動器和離合器的摩擦元件。
【背景技術(shù)】
[0002]摩擦元件是用于諸多運動機械和裝備中起傳動、制動、減速、轉(zhuǎn)向、駐車等作用的功能配件，可以說從有機械運動開始，人類就有了剎車制動的要求，木塊、牛皮、橡膠等都曾經(jīng)被用來作為制動元件。在上世紀七、八十年代以前石棉摩擦元件作為傳統(tǒng)產(chǎn)品一直被人類大量使用，在此之后，由于盛傳石棉會引起肺部病變及間皮瘤并與肺癌的發(fā)生有關(guān)。1972年國際腫瘤醫(yī)學(xué)討論會確認石棉纖維含有致癌物質(zhì)，此后，摩擦制品的無石棉化和無污染化逐漸成為世界性發(fā)展的共識。聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會(ECE)第13號法規(guī)及國際標(biāo)準(zhǔn)委員會(ISO)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，明文規(guī)定禁止生產(chǎn)、銷售和使用石棉產(chǎn)品。國際海事組織1974S0LAS公約2000修正案明確規(guī)定“對于所有船舶，含有石棉材料的新穎安裝應(yīng)禁止，除非有特殊要求?！眹壹夹g(shù)監(jiān)督局在強制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB12676-1999中規(guī)定，“從2003年10月I日起，制動襯片應(yīng)不含有石棉”。
[0003]在現(xiàn)有的無石棉摩擦元件技術(shù)中，作為石棉纖維增強材料的替代材料很多，金屬纖維、碳纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維和芳綸纖維都是制造各類制動器、離合器襯片等摩擦元件的原材料中的較為理想的增強材料，其特性和價格以及相互之間的配比很大程度上決定著摩擦元件的性能和應(yīng)用前景。摩擦元件主要由三部分組成:1、粘合劑；2、增強纖維；3、摩擦性能調(diào)節(jié)劑。必須根據(jù)所要達到的預(yù)期目標(biāo)來進行各種配方和組成材料的選擇，并選擇合適的制造方法和生產(chǎn)工藝。
[0004]新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有“壓制型摩擦元件”進行機械加工后成型不好，特別是進行機械插齒后齒部強度較差，不能滿足用戶要求的缺點；本新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種高強度，易加工，摩擦性能優(yōu)良，使用壽命長，無污染，高品質(zhì)的無石棉層壓摩擦元件。
[0006]本新型提供一種無石棉層壓摩擦元件，其由網(wǎng)格布層壓而成，其中，所述網(wǎng)格布由玻璃纖維、芳綸纖維、銅絲和摩擦紡紗合股捻成的線編織而成。
[0007]優(yōu)選的，所述網(wǎng)格布中的銅絲直徑為0.1?1mm。
[0008]更優(yōu)選的，所述網(wǎng)格布中的銅絲直徑為0.2mm。
[0009]玻璃纖維的使用是由于它具有良好的耐熱性能和機械性能，耐磨性能也不錯，價格便宜。芳綸纖維(例如，杜邦公司商品名為=Kevlar)質(zhì)輕、比表面積大、強度高、耐高溫、耐磨損、蓬松、與樹脂的相容性好，但是價格較貴。銅絲具有良好的導(dǎo)熱性，可以避免摩擦元件制動時產(chǎn)生局部高溫造成的剎車失靈，加上它相對于其他元件材質(zhì)較硬可以起到清潔剎車表面所生成的碳化層的作用，從而增強摩擦元件的恢復(fù)性能。摩擦紡紗的使用是為了提高酚醛樹脂的浸潤性和樹脂含量，增強其粘接性能。
[0010]本新型制品可以根據(jù)用戶的不同需求，進行各種不同規(guī)格和尺寸的摩擦元件的加工，既可以滿足用戶多樣化的需求，還可以滿足其小批量訂貨的需求。節(jié)約大量的模具成本，縮短產(chǎn)品交貨周期。
[0011]與現(xiàn)有的無紡布或包芯紡紡紗的摩擦增強材料相比，本新型的各基體材料通過二次捻線直接結(jié)合，無需外包層，降低了生產(chǎn)成本，基體材料整體結(jié)合性更好，與對偶面直接貼合，同時金屬銅絲分布更為均勻，摩擦材料導(dǎo)熱、散熱更快、更優(yōu)。現(xiàn)有包芯紗技術(shù)是將構(gòu)成摩擦元件基體的玻璃纖維和金屬纖維作為芯部材料，通過在其外包纏一層或多層外包纖維層而使其芯部基體材料被緊束，由于有外包層的存在，摩擦基體材料與摩擦對偶面的貼合性差，在實際使用中，首先需要通過一定時間的摩擦，破壞掉外包層，才能使被包覆其中的基體材料發(fā)揮作用，本新型采用玻璃纖維、芳綸纖維、以及金屬銅絲作為基體材料，無需使用外包層，通過一次初捻將經(jīng)膨化過的玻璃纖維與芳綸纖維直接捻成股線，再將初捻所得股線與金屬銅絲通過二次復(fù)捻成線，基體材料整體結(jié)合性更好，同時分布更為均勻，在實際使用中，與對偶面直接貼合性也更好。同時由于金屬絲直接與其他纖維材料共同混紡成線，使得銅絲在整體材料里分布規(guī)律且更為均勻，因而本新型所得摩擦元件的導(dǎo)熱散熱性也較現(xiàn)有方法所得摩材更優(yōu)異。
[0012]本新型通過二次捻線所得的混紡摩擦股線，上編織機編織成網(wǎng)格布，經(jīng)線密度、緯線密度可通過調(diào)節(jié)紡線股數(shù)控制，因而，所制成的摩擦元件尺寸較現(xiàn)有方法精度更高，每層布的厚度可精度到1mm。
[0013]本新型所述浸潰液體樹脂以后的網(wǎng)格布，首先經(jīng)過一次烘烤，再將其按層數(shù)疊好后熱壓硫化。該生產(chǎn)方法，非常利于硫化過程中產(chǎn)生的氣體的排出；這層壓產(chǎn)品的生產(chǎn)中，特別是尺寸越大產(chǎn)品往往會出現(xiàn)起泡、腫脹、分層以及翹曲現(xiàn)象的產(chǎn)生，這些都會和熱壓過程中產(chǎn)生的氣體不能有效排出有極大的關(guān)系。該方法能夠徹底解決此難題。所得制成品的固化程度更高，摩擦系數(shù)更穩(wěn)定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本新型的無石棉層壓摩擦元件剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]選用液體酚醛樹脂(或改性酚醛樹脂)為粘接劑?？墒褂没虿贿m用摩擦性能調(diào)節(jié)劑。增強材料為:玻璃纖維、芳綸纖維、銅絲和摩擦紡紗。摩擦紡紗由粘膠纖維、玻璃纖維和晴綸纖維按1:1:1混紡而成。其配方如下:
[0016]
成分含量(WT%)
玻璃纖維40~50
芳綸纖維10~12.0.20mm 銅絲10~15
摩擦紡紗10~15
[0017]
酚醛樹脂 20~25
[0018]制造方法如下:[0019]將玻璃纖維、芳綸纖維、0.2mm銅絲和摩擦紡紗按上述比例進行合股，合股捻度為9 ~10 / 10CM。
[0020]然后將捻好的線上編織機編織成900mm寬的網(wǎng)格布，經(jīng)線密度38 / CM，緯線密度30 / CM。
[0021]將網(wǎng)格布放入裝滿液體酚醛樹脂的浸槽里進行充分浸潰，撈出滴干，進入烘箱100°C烘烤I小時后取出。
[0022]然后根據(jù)想要得到的摩擦元件的尺寸進行剪裁，按照每一層布為1mm的厚度計算出所需摩擦元件的厚度，疊好后放入平板熱壓機進行加壓硫化，硫化溫度為150°C~200°C，壓力為15~30Mpa，硫化時間為30~120分鐘。
[0023]冷卻取出后對表面進行打磨，再進入烘箱120°C~180°C烘烤，時間為120~240分鐘，制品達到最優(yōu)性能。
[0024]對制品進行外觀和摩擦性能檢驗，合格產(chǎn)品包裝入庫。
[0025]本新型制品不但具有良好的摩擦學(xué)性能，而且還具有優(yōu)良的各種力學(xué)和機械性能，具體表現(xiàn)為:
[0026]
比重(t/m3 )1.8~2.0
拉力強度(Mpa)≥45
壓縮強度(Mpa)≥200
剪切強度(Mpa) ≥90
摩擦系數(shù)(SAE J-661) 300。C0.45.磨損率(SAE J-661)4.5%
摩擦代碼(SAE J-661)GF-GG
[0027]以上具體實施例只是對本新型宗旨的描述，而不能理解為對本新型范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.無石棉層壓摩擦元件，其特征在于，其由網(wǎng)格布層壓而成，其中，所述網(wǎng)格布由玻璃纖維、芳綸纖維、銅絲和摩擦紡紗合股捻成的線編織而成。
2.如權(quán)利要求1所述的無石棉層壓摩擦元件，其特征在于，所述網(wǎng)格布中的銅絲直徑為 0.1 ?Imnin
3.如權(quán)利要求1所述的無石棉層壓摩擦元件，其特征在于，所述網(wǎng)格布中的銅絲直徑為0.2臟。
【文檔編號】C08J5/14GK203559008SQ201320323722
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月6日
【發(fā)明者】李全武, 劉禮安, 曾立宏 申請人:貴陽天龍摩擦材料有限公司