專利名稱：無石棉汽車用離合器面片及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車制動系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無石棉汽車用離合器面片的生產(chǎn)配方及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
離合器面片主要由粘結(jié)劑、增強材料、摩擦填料三部分組成，上個世紀(jì)90年代前所用的增強材料主要是以石棉為主，而石棉會導(dǎo)致環(huán)境污染與危害人身健康。隨著中國加入WTO新形勢，汽車工業(yè)快速發(fā)展，汽車配件采購也成為全球化發(fā)展的趨勢，離合器面片的用量在逐年增加，對其性能也提出更高的要求(尤其是重卡離合器面片)。為了與國際市場接軌，國內(nèi)汽車摩擦材料行業(yè)紛紛研究開發(fā)無石棉產(chǎn)品，其中有采用陶瓷片或粉末冶金片為摩擦片，然而這兩種配方的離合器面片都有硬度過高、易傷對偶等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無石棉汽車用離合器面片的生產(chǎn)配方及其生產(chǎn)工藝，不僅解決了使用石棉造成環(huán)境污染的問題，又能避免使用陶瓷片或粉末冶金片而導(dǎo)致硬度過高、傷及對偶等弊病。其制品主要優(yōu)點是花紋清晰，強度高，韌性好，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，旋轉(zhuǎn)爆破強度高，表面硬度低，與對偶貼合性好，不損傷對偶，具有十分突出的耐磨性能，使用時不打滑及燒片。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，將芳綸纖維、聚丙烯腈纖維、腰果殼油摩擦粉、油焦炭粉、顆粒石墨、氧化鋅、硫酸鋇、重質(zhì)碳酸鈣、粉末丁腈橡膠、防老劑TMQ與硫化促進(jìn)劑MBTS、腰果殼油改性樹脂按一定的比例，在溫度100-150℃下密煉混合10-15分鐘，經(jīng)開煉制成膠片后與E-玻璃纖維輥壓15-25分鐘，之后經(jīng)纏繞機纏繞成不同規(guī)格的毛坯，毛坯通過熱壓，在溫度為140～160℃、壓強為14～16Mpa的條件下熱壓成型，再經(jīng)溫度160-200℃、時間為15-18小時的熱處理以及磨削、鉆孔等加工制成成品。上述混合物料各組份的比例范圍(重量百分比)是E-玻璃纖維30～50％、芳綸纖維1～4％、聚丙烯腈纖維0.6～1.2％、腰果殼油摩擦粉3～6％、油焦炭粉3～5％、顆粒石墨5～8％、氧化鋅0.2～1％、硫酸鋇5～15％、重質(zhì)碳酸鈣10～20％、粉末丁腈橡膠15～25％、防老劑TMQ 0.2～1％、硫化促進(jìn)劑MBTS 0.2～0.5％、腰果殼油改性樹脂6～12％。本發(fā)明所述的各組分重量百分比之和為100％。
所述的①芳綸纖維，增強材料。熱穩(wěn)定性好，它在180℃下可長期使用，初始熱分解溫度高達(dá)500℃，而且加熱到分解也不熔融。而其它天然、人造或合成的非石棉纖維，共同點是耐熱性低，初始分解溫度只有200-300℃，部分人造纖維達(dá)到熱分解前都先軟化后而熔融，使摩擦系數(shù)產(chǎn)生熱衰退。芳綸纖維除了具有一般無機纖維(玻璃纖維、石棉纖維、鋼纖維)的高強度、高彈性模量、耐熱性好等優(yōu)點外，還具有有機纖維的優(yōu)點。芳綸纖維質(zhì)地柔軟，密度低，比表面積大，吸附性良好。因此，使用芳綸纖維為增強材料的摩擦材料有如下優(yōu)點低、高溫摩擦系數(shù)穩(wěn)定，磨損小；增強效果好，有較好的抗沖擊強度；產(chǎn)品密度低；制品硬度低，制動噪音低，不易損傷制動對偶。適宜現(xiàn)代車輛高速、重負(fù)荷使用的工況。但因其價格昂貴，一般只使用產(chǎn)品性價比較高或NAO型產(chǎn)品。
②粉末丁腈橡膠粘接劑。具有較好的抗拉強度和耐熱性，質(zhì)地柔軟，低溫摩擦性能較好，可減少制動振顫和噪音。而粉末丁腈橡膠優(yōu)點是使用方便，能直接與樹脂、纖維、填料等混合使用，其用量小受工藝條件限制，可根據(jù)制品機械強度、硬度及其它性能的要求，來調(diào)節(jié)其用量多少。但其價格較高，一般只有產(chǎn)品性價比較高的產(chǎn)品使用。
③石墨減摩材料。質(zhì)軟，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐高溫性能。而天然石墨，如磷片石墨，潤滑性好，減摩作用好，可使摩擦表面?zhèn)鳠?、散熱速度快，制動柔和?br> ④油焦炭粉增摩材料。可使制品具有疏松的結(jié)構(gòu)，降低制品噪音。
本發(fā)明具有如下特點，它是以E-玻璃纖維、芳綸纖維及聚丙烯腈纖維等按一定比例混合為骨架材料，這樣的骨架與僅以鋼纖維和玻璃纖維形成的骨架在物理性能上區(qū)別在于高溫時摩擦系數(shù)穩(wěn)定，強度高，硬度低，不損傷對偶；以腰果殼油改性樹脂、粉末丁腈橡膠為粘接劑，選用腰果殼油摩擦粉、油焦炭粉、顆粒石墨、氧化鋅、硫酸鋇、重質(zhì)碳酸鈣等優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的填料與摩擦性能調(diào)節(jié)劑，經(jīng)密煉、開煉制成膠片，再經(jīng)輥壓、纏繞制坯、熱壓成型、熱處理、磨削及鉆孔等多道工序加工制造而成。在生產(chǎn)和使用過程中均無危害和污染。本發(fā)明的配方中的成分具有協(xié)同作用，制得的離合器面片的性能比已有的產(chǎn)品機械性能指標(biāo)如摩擦系數(shù)、磨耗等具有明顯改善，性能突出。
該配方制品的主要特點是花紋清晰，強度高，韌性好，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，旋轉(zhuǎn)爆破強度高，表面硬度低，與對偶貼合性好，不易損傷對偶，具有十分突出的耐磨性能，使用時不打滑及燒片。適用于卡車及重型車的離合器總成。
該配方的產(chǎn)品經(jīng)定速式摩擦試驗機與機械式拉力試驗機測試，其摩擦系數(shù)、磨損率、彎曲強度、最大應(yīng)變均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，與已有的產(chǎn)品對比，摩擦系數(shù)較高且穩(wěn)定(0.45-0.6)，磨損率低[(0.1-0.3)10-7cm3/N·m]，彎曲強度高(≥150N/mm2)、最大應(yīng)變高(≥2010-3mm/mm)，最低開裂轉(zhuǎn)速高(如φ200×φ140×3.5的產(chǎn)品，常溫時＞14000轉(zhuǎn)/分，200℃時＞12000轉(zhuǎn)/分)，具有較好的摩擦性能與彎曲性能。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理及工作過程進(jìn)行詳細(xì)說明
具體實施例方式下述的配方中1)芳綸纖維，選自美國杜邦公司生產(chǎn)的；2)E-玻璃纖維，選自丹陽振興玻璃纖維有限公司生產(chǎn)的；3)油焦炭粉，選自江蘇鎮(zhèn)江焦化煤氣集團(tuán)公司生產(chǎn)的；4)防老劑TMQ，選自Bayer公司生產(chǎn)的；5)硫化促進(jìn)劑MBTS，選自Bayer公司生產(chǎn)的；6)硫酸鋇選自通用的市售產(chǎn)品；7)腰果殼油改性酚醛樹脂，選自山東圣泉海沃斯樹脂有限公司生產(chǎn)的；8)重質(zhì)碳酸鈣，選自福建三農(nóng)公司生產(chǎn)的；9)顆粒石墨，選自青島石墨有限公司生產(chǎn)的；10)腰果殼油摩擦粉，選自美國卡德萊公司生產(chǎn)的；11)粉末丁腈橡膠，選自蘭州化學(xué)工業(yè)公司合成橡膠廠生產(chǎn)的；12)氧化鋅，選自通用的市售產(chǎn)品；13)聚丙烯腈纖維，選自武漢華東特種纖維有限公司生產(chǎn)的。
實例1按下述所選擇的配方各種原料，總量為100千克，其重量比為芳綸纖維∶聚丙烯腈纖維∶腰果殼油摩擦粉∶油焦炭粉∶顆粒石墨∶氧化鋅∶硫酸鋇∶重質(zhì)碳酸鈣∶粉末丁腈橡膠∶防老劑TMQ∶硫化促進(jìn)劑MBTS∶腰果殼油改性酚醛樹脂∶E-玻璃纖維＝2∶0.8∶5∶4∶5∶0.7∶8∶14∶20∶0.3∶0.2∶7∶33；先將所述配比量的芳綸纖維、聚丙烯腈纖維、腰果殼油摩擦粉、油焦炭粉、顆粒石墨、氧化鋅、硫酸鋇、重質(zhì)碳酸鈣、粉末丁腈橡膠、防老劑TMQ、硫化促進(jìn)劑MBTS和腰果殼油改性樹脂放入煉膠機，在溫度100±10℃下密煉混合15分鐘，經(jīng)開煉制成膠片后再與所述比量的E-玻璃纖維輥壓20分鐘，通過纏繞機纏繞成每份0.8千克的毛坯，每份毛坯通過熱壓機熱壓成型，熱壓成型工藝條件為溫度為140℃、壓強為14Mpa，時間3分鐘，熱壓后的面片經(jīng)熱處理及磨削、鉆孔步驟后加工制成成品。
實例2按下述所選擇的配方各種原料，總量為100千克，其重量比為芳綸纖維∶聚丙烯腈纖維∶腰果殼油摩擦粉∶油焦炭粉∶顆粒石墨∶氧化鋅∶硫酸鋇∶重質(zhì)碳酸鈣∶粉末丁腈橡膠∶防老劑TMQ∶硫化促進(jìn)劑MBTS∶腰果殼油改性酚醛樹脂∶E-玻璃纖維＝3∶0.7∶4∶3∶6∶0.3∶10∶15∶16∶0.6∶0.4∶6∶35；先將所述配比量的芳綸纖維、聚丙烯腈纖維、腰果殼油摩擦粉、油焦炭粉、顆粒石墨、氧化鋅、硫酸鋇、重質(zhì)碳酸鈣、粉末丁腈橡膠、防老劑TMQ、硫化促進(jìn)劑MBTS和腰果殼油改性樹脂放入煉膠機，在溫度100±10℃下密煉混合15分鐘，經(jīng)開煉制成膠片后再與所述配比量的E-玻璃纖維輥壓22分鐘，通過纏繞機纏繞成每份1.3千克的毛坯，每份毛坯通過熱壓機熱壓成型，熱壓成型工藝條件為溫度為150℃、壓強為15Mpa，時間為5分鐘，熱壓后的面片經(jīng)熱處理及磨削、鉆孔步驟后加工制成成品。
實例3按下述所選擇的配方各種原料，總量為100千克，其重量比為芳綸纖維∶聚丙烯腈纖維∶腰果殼油摩擦粉∶油焦炭粉∶顆粒石墨∶氧化鋅∶硫酸鋇∶重質(zhì)碳酸鈣∶粉末丁腈橡膠∶防老劑TMQ∶硫化促進(jìn)劑MBTS∶腰果殼油改性酚醛樹脂∶E-玻璃纖維＝4∶0.7∶4∶3∶5∶0.3∶9∶16∶15∶0.6∶0.4∶7∶35；先將所述配比量的芳綸纖維、聚丙烯腈纖維、腰果殼油摩擦粉、油焦炭粉、顆粒石墨、氧化鋅、硫酸鋇、重質(zhì)碳酸鈣、粉末丁腈橡膠、防老劑TMQ、硫化促進(jìn)劑MBTS和腰果殼油改性樹脂放入煉膠機，在溫度100±10℃下密煉混合15分鐘，經(jīng)開煉制成膠片后再與所述配比量的E-玻璃纖維輥壓25分鐘，通過纏繞機纏繞成每份1.5千克的毛坯，每份毛坯通過熱壓機熱壓成型，熱壓成型工藝條件為溫度為160℃、壓強為16Mpa，時間為8分鐘，熱壓后的面片經(jīng)熱處理及磨削、鉆孔步驟后加工制成成品。
權(quán)利要求
1.一種無石棉汽車用離合器面片，它由下述重量百分比配比的原料制成E-玻璃纖維 30～50％；芳綸纖維 1～4％；聚丙烯腈纖維 0.6～1.2％；腰果殼油摩擦粉 3～6％；油焦炭粉 3～5％；顆粒石墨 5～8％；氧化鋅 0.2～1％；硫酸鋇 5～15％；重質(zhì)碳酸鈣 10～20％；粉末丁腈橡膠 15～25％；防老劑TMQ0.2～1％；硫化促進(jìn)劑MBTS 0.2～0.5％；腰果殼油改性酚醛樹脂 6～12％。
2.權(quán)利要求1所述的無石棉汽車用離合器面片的生產(chǎn)工藝，其特征在于將芳綸纖維、聚丙烯腈纖維、腰果殼油摩擦粉、油焦炭粉、顆粒石墨、氧化鋅、硫酸鋇、重質(zhì)碳酸鈣、粉末丁腈橡膠、防老劑TMQ與硫化促進(jìn)劑MBTS、腰果殼油改性樹脂按所述配比量，在溫度100-150℃下密煉混合10-15分鐘，經(jīng)開煉制成膠片后與所述配比量的E-玻璃纖維輥壓15-25分鐘，通過纏繞機纏繞成不同規(guī)格的毛坯，毛坯通過熱壓，在熱壓溫度為140～160℃、熱壓壓強為14～16Mpa的條件下熱壓成型，經(jīng)溫度為160-200℃、時間為15-18小時的熱處理及磨削、鉆孔步驟后加工制成成品。
全文摘要
本發(fā)明公開一種無石棉汽車用離合器面片及其生產(chǎn)工藝，各組分配方E－玻璃纖維30～50％、芳綸纖維1～4％、聚丙烯腈纖維0.6～1.2％、腰果殼油摩擦粉3～6％、油焦炭粉3～5％、顆粒石墨5～8％、氧化鋅0.2～1％、硫酸鋇5～15％、重質(zhì)碳酸鈣10～20％、粉末丁腈橡膠15～25％、防老劑TMQ0.2～1％、硫化促進(jìn)劑MBTS 0.2～0.5％、腰果殼油改性樹脂6～12％。將所述組分按比例在適宜溫度下密煉混合，經(jīng)開煉制成膠片后與最后組分E－玻璃纖維輥壓，經(jīng)纏繞成不同規(guī)格的毛坯，毛坯通過熱壓，在適宜溫度、壓強下熱壓成型，再經(jīng)熱處理以及磨削、鉆孔等加工制成成品。具有強度高，韌性好，摩擦系數(shù)穩(wěn)定等優(yōu)點。
文檔編號C08J5/14GK101033786SQ200610018539
公開日2007年9月12日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者王長達(dá) 申請人:王長達(dá)