專利名稱：一種用于濕式離合器的炭纖維布摩擦材料制備方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于濕式離合器中的炭纖維布基或碳?xì)只哪Σ敛牧现苽浞椒ê蛻?yīng)用。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用于濕式離合器中的摩擦材料主要是粉末冶金方法生產(chǎn)金屬基摩擦材料或造紙法生產(chǎn)的紙基摩擦材料。前者用于大功率領(lǐng)域，但是這種摩擦材料的靜、動(dòng)摩擦系數(shù)相差大，動(dòng)摩擦系數(shù)一股在0. 08以下，造成離合瞬間平穩(wěn)性差，在頻繁離合過程，摩擦系數(shù)平穩(wěn)性差，且生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜；后者雖然動(dòng)靜摩擦系數(shù)比較接近，動(dòng)摩擦系數(shù)也可達(dá) 0. 12左右，但由于材料強(qiáng)度較低，一股應(yīng)用在小或中負(fù)荷，難以應(yīng)用在大負(fù)荷離合器。炭纖維布強(qiáng)度大于紙基，但纖維布層之間的粘結(jié)強(qiáng)度仍然較低，若層間聯(lián)系不好，造成摩擦材料層面脫落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于濕式離合器的，可以提高濕式炭纖維布的摩擦磨損性能的；可以傳遞比較大的扭矩的炭纖維布摩擦材料的制備方法及應(yīng)用；通過本發(fā)明的方法，所得的摩擦材料可在其變薄的情況下，仍可達(dá)到良好的摩擦磨損性能。因此，本發(fā)明的發(fā)明人研發(fā)的通過采用炭纖維布三維編織穿刺，并采用浸漬的方式浸漬摩擦劑，是解決炭纖維布摩擦材料生產(chǎn)的重要途徑。另外，用本發(fā)明的炭纖維布材料作為濕式離合器中的摩擦材料也未見有關(guān)的報(bào)道。本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟1)、以碳?xì)只驅(qū)⑻坷w維三維編織穿刺成炭纖維布作為預(yù)制體；2)、預(yù)制體置于浸漬爐內(nèi)，浸漬爐內(nèi)有含Si02、&02、硼鐵、錳鐵、鉻鐵一種或幾種摩擦劑的耐高溫剎車片酚醛樹脂，通過控制浸漬壓力或控制耐高溫剎車片酚醛樹脂的加入量的方式，控制浸漬后預(yù)制體密度為1. 68g/cm3 2g/cm3 ；3)、浸漬后預(yù)制體即浸漬布加壓熱固化；4)、浸漬布經(jīng)加壓熱固化后，將所得的浸漬布沖裁成所需的形狀，在浸漬布的一面涂覆粘結(jié)劑，使浸漬布與支撐鋼背熱粘結(jié)。本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案之一在于，2)步中，浸漬壓力為-0. IMI^a -0.4MI^為較優(yōu)的選擇。本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案之一在于，2)步中，浸漬時(shí)間0. 5 池。本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案之一在于，幻步中優(yōu)選將浸漬時(shí)溫度控制在320 380°C。本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案之一在于，3)步中，浸漬布優(yōu)選在230 320°C以下加壓熱固化，固化壓力8 14MPa ；特別優(yōu)選是8 12MPa。本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案之一在于，所述的熱粘結(jié)優(yōu)選是在220 280°C、1 1.5MI^壓力下熱粘結(jié)3 10分鐘。本發(fā)明最為優(yōu)選熱粘結(jié)是在250°C、1.2MI^壓力下熱粘結(jié)5分鐘。本發(fā)明可優(yōu)選采用的炭纖維的密度為1. Og/cm3 1. 5g/cm3。因此，按以上方法所制得的炭纖維布可用于作為濕式離合器的摩擦材料。本發(fā)明所采用的耐高溫剎車片酚醛樹脂為常規(guī)的市場上有售的用于耐高溫剎車片的酚醛樹脂即可，如可購自長沙志達(dá)絕緣化工有限公司等單位。本發(fā)明的粘結(jié)劑為常規(guī)的市場上有售的用于摩擦材料的粘結(jié)劑即可，如可購自深圳市天奧膠粘經(jīng)營部等單位。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果因此，本發(fā)明的工藝是通過將炭纖維三維編織穿刺成炭纖維布，然后采用含有摩擦劑的酚醛樹脂進(jìn)行浸漬炭纖維布，并熱固化處理，所得到的摩擦材料應(yīng)用于濕式離合器中具有良好的摩擦磨損性能。本發(fā)明的方法最大的優(yōu)勢還在于工藝上作出了新的嘗試和創(chuàng)新，使得本發(fā)明的工藝步驟更加簡單，操作方便，成本更加低廉。通過將炭纖維布由編織并穿刺，可以避免層與層之間結(jié)合強(qiáng)度弱而難以承載大功率的剪切破壞。因此這種濕式離合片可以傳遞比較大的扭矩。且在浸漬樹脂同時(shí)摻入摩擦劑，可以得到薄如0. 2mm的摩擦材料的同時(shí)，其動(dòng)摩擦系數(shù)仍可達(dá)0. 15，靜摩擦系數(shù)可達(dá)0. 18，耐磨率Aw小于10_9Cm7j的良好性能效果。本發(fā)明更進(jìn)一步的優(yōu)勢還在于，經(jīng)浸漬并熱固化的炭纖維布或碳?xì)种瞥赡Σ敛牧希梢酝ㄟ^控制浸漬壓力與浸漬時(shí)間來控制材料孔隙度在15% -30%之間，這樣可以提高濕式炭纖維布的摩擦磨損性能。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。實(shí)施例1首先，將密度為1. 3g/cm3的炭纖維，經(jīng)三維編制成炭纖維布，將粘結(jié)劑涂在炭纖維布兩面，按所需厚度疊加布層并用炭纖維穿刺成一個(gè)整體。然后將穿刺整體布置于浸漬爐中，在溫度為350°C，真空度為了 -0. 15ΜΙ^下，浸漬含有10% SiO2,10% ZrO2的酚醛樹脂。之后，將浸漬布在250°C，12MPa下，加壓固化。涂耐高溫摩擦材料粘結(jié)劑并與支撐鋼背粘合， 加壓1. 2MPa，250°C熱粘結(jié)5分鐘。用MM-1000實(shí)驗(yàn)機(jī)檢測，壓力2MPa，轉(zhuǎn)速7000r/min，對偶65Mn(HRC39)，測得在潤滑油中的動(dòng)摩擦系數(shù)0. 13 0. 15，靜摩擦系數(shù)為0. 17，摩擦系數(shù)穩(wěn)定度彡0. 95，磨損小于3X10_9Cm3/J。實(shí)施例2其它步驟同實(shí)施例1，只將樹脂所含摩擦劑改為含5%硼鐵、5%錳鐵、5%鉻鐵，同樣測得其動(dòng)摩擦系數(shù)為0. 12 0. 13，靜摩擦系數(shù)為0. 16，摩擦系數(shù)穩(wěn)定度> 0. 95，磨損小于 lXl(T9cm7J。實(shí)施例3將密度為1. 3g/cm3的炭纖維編織穿刺成所需厚度的炭纖維布，直接將穿刺布在真空浸漬爐浸漬含有10% Si02U0% ZrO2的酚醛樹脂，浸漬溫度為350°C，真空度為-0. 2MPa。 之后，將浸漬布在300°C，壓力12MI^下熱固化，涂耐高溫摩擦材料粘結(jié)劑并于支撐鋼背粘合，加壓1.2MPa，25(TC熱粘結(jié)5分鐘。得到的實(shí)用摩擦片其在潤滑油中動(dòng)摩擦系數(shù)為 0. 12 0. 15，靜摩擦系數(shù)0. 18，磨損為3X10_9cm7j，摩擦系數(shù)穩(wěn)定度彡0. 95，對偶磨損 lXl(T9cm7 J。實(shí)施例4其它步驟同實(shí)施例3，改浸漬樹脂中所含摩擦劑為5%鉻鐵、、5%硼鐵、5%錳鐵。 所得摩擦材料在同樣條件下的動(dòng)摩擦系數(shù)為0. 12 0. 13，靜摩擦系數(shù)0. 16，摩擦系數(shù)穩(wěn)定度彡0. 95，磨損2X10_9Cm3/J，對偶磨損小于實(shí)例3。實(shí)施例5其它步驟同實(shí)施例3，改浸漬樹中所含摩擦劑為5% SiO2粉、5% ZrO2粉及5%鑄鐵粉。其它工藝不變，所得到的摩擦材料在潤滑油中的動(dòng)摩擦系數(shù)0. 15，靜摩擦系數(shù)0. 17， 摩擦系數(shù)穩(wěn)定度彡0. 90，磨損為2X10_9Cm3/J，對偶磨損lX10_9Cm3/J。
權(quán)利要求
1.一種炭纖維布摩擦材料制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)、以碳?xì)只驅(qū)⑻坷w維三維編織穿刺成炭纖維布作為預(yù)制體；2)、預(yù)制體置于浸漬爐內(nèi)，浸漬爐內(nèi)有含Si02、Zr02、硼鐵、錳鐵、鉻鐵一種或幾種摩擦劑的耐高溫剎車片酚醛樹脂，通過控制浸漬壓力或控制耐高溫剎車片酚醛樹脂的加入量的方式，控制浸漬后預(yù)制體密度為1. 68g/cm3 2g/cm3 ；3)、將浸漬后預(yù)制體即浸漬布加壓熱固化；4)、浸漬布經(jīng)加壓熱固化后，將所得的浸漬布沖裁成所需的形狀，在浸漬布的一面涂覆粘結(jié)劑，使浸漬布與支撐鋼背熱粘結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，2)步中，浸漬壓力為-0.IMI^a -0.4MPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，幻步中，浸漬時(shí)間0.5 池。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，幻步中，浸漬時(shí)溫度控制在320 380°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，幻步中，浸漬布在230 320°C以下加壓熱固化，固化壓力8 14MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的熱粘結(jié)是在220 280°C、1 1. 5MPa壓力下熱粘結(jié)3 10分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，熱粘結(jié)是在250°C、1.2MPa壓力下熱粘結(jié) 5分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，，所采用的炭纖維的密度為l.Og/cm3 1. 5g/cm3。
9.將權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)方法所制得的炭纖維布用于作為濕式離合器的摩擦材料。
全文摘要
一種用于濕式離合器的炭纖維布摩擦材料制備方法及應(yīng)用，包括以下步驟1)、以碳?xì)只驅(qū)⑻坷w維三維編織穿刺成炭纖維布作為預(yù)制體；2)、預(yù)制體置于浸漬爐內(nèi)，浸漬爐內(nèi)有含SiO2、ZrO2、硼鐵、錳鐵、鉻鐵一種或幾種摩擦劑的耐高溫剎車片酚醛樹脂，通過控制浸漬壓力或控制耐高溫剎車片酚醛樹脂的加入量的方式，控制浸漬后預(yù)制體密度為1.68g/cm3～2g/cm3；3)、將浸漬后預(yù)制體即浸漬布加壓熱固化；4)、浸漬布經(jīng)加壓熱固化后，將所得的浸漬布沖裁成所需的形狀，在浸漬布的一面涂覆粘結(jié)劑，使浸漬布與支撐鋼背熱粘結(jié)。本發(fā)明的方法可以提高濕式炭纖維布的摩擦磨損性能的；可以傳遞比較大的扭矩的炭纖維布摩擦材料的制備方法及應(yīng)用；通過本發(fā)明的方法，所得的摩擦材料可在其變薄的情況下，仍可達(dá)到良好的摩擦磨損性能。
文檔編號(hào)F16D69/00GK102343679SQ201110189608
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者嚴(yán)深浪, 宋招權(quán), 張兆森, 徐慧 申請人:中南大學(xué)