无机非金属粉体在摩擦材料中的应用前景 -内参

无机非金属粉体在摩擦材料中的应用前景

来源:专家库 作者: 叶丹 2022-03-07 14:30

摩擦材料是一种应用在动力机械上,依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料。它主要包括制动器衬片(刹车片)和离合器面片(离合器片)。刹车片用于制动,离合器片用于传动。

摩擦材料属于高分子三元复合材料,它包括三部分:(1) 以高分子化合物为粘结剂;(2) 以无机或有机纤维为增强组分;(3) 以填料为摩擦性能调节剂或配合剂。

1. 粘结剂

摩擦材料所用的有机粘结剂为酚醛类树脂和合成橡胶,而以酚醛类树脂为主。对于摩擦材料而言,树脂和橡胶的耐热性是非常重要的性能指标。因为车辆和机械在进行制动和传动工作时,摩擦片长期处于200℃~450℃左右的高温工况条件下。

腰果油改性酚醛树脂


2.纤维增强材料

纤维增强材料构成摩擦材料的主体,它赋予摩擦制品一定的摩擦性能和足够的机械强度。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,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(石棉纤维、硅灰石氢氧化镁、海泡石等),人造矿棉和无机纤维类(陶瓷纤维、玻璃纤维等)和金属纤维类(铜纤维、纤维等)。

硅灰石是一种无穷链状的偏硅酸钙矿物,莫氏硬度4-5、密度2. 8g/cm3,硅灰石耐酸、耐碱、耐化学腐蚀,热稳定性好,熔点为1540°C,不含吸附水和结晶水,在900°C时仍很稳定。针状硅灰石的长径比一般为6-20,长径比与硅灰石的增强作用有密切的关系。长径比越大,增强作用也越好,用于摩擦材料的硅灰石长径比以大于15为最好。实际使用中对于针状硅灰石在摩擦材料中的用量一般为15%-20%,原因是硅灰石的质地较硬,能形成较高的摩擦因数,用量高时会导致噪声的产生和加大。

广源集团GY系列超细针状硅灰石粉是以江西新余高白度、低烧失量的优质硅灰石长纤维精选矿作为原料,采用干法及湿法两种特殊工艺进行加工而成的高品质的功能性粉体材料,应用在摩擦材料中具有低热膨胀性、优良的抗热冲击性,提高复合材料的摩擦系数并降低磨损率等优良综合性能,应用前景十分广阔。

 

广源集团GY系列硅灰石产品

广源集团氢氧化镁系列产品选用高白度、高纯度水镁石原矿采用国内先进的设备和生产工艺制备。水镁石(brueite)又称“氢氧镁石”化学组成为Mg(OH)2,硬度2. 5、相对密度2. 35, 是一种高含镁矿物。

广源集团氢氧化镁系列产品


按照以下配方设计:水镁石纤维20%-40%;其他纤维5%-10%;粘结剂10%-20%;摩擦性能调节剂20%-40%,做出的摩擦材料性能如下表:


可以看出,摩擦材料使用氢氧化镁可以起到耐高温、耐磨,增加摩擦系数、增加韧度、使产品稳定、降低刹车噪音等作用。水镁石纤维易研磨成细粒,在摩擦材料中的添加量最多可达40%。并且水镁石纤维的许多物理性能与温石棉类似,同时因其含有一定量的结晶水,在阻燃、抵抗明火和耐高温火焰方面作用显著。作为摩擦材料中的增强和阻燃组分具有良好的表现。

3.填料

填料(filler)是组成摩擦材料的三大组分之一,包括多种摩擦性能调节剂和其他配合剂,它的主要作用是对摩擦材料的摩擦磨损性能进行多方面的调节,使摩擦材料制品如制动片、离合器面片等能更好地满足各种工况条件下的制动和传动功能的要求。填料按化学成分来分类,可分为无机填料、金属、有机填料。由于摩擦材料长期处于高温工作条件,无机填料在耐高温上有独特的优势,故摩擦材料中的填料大部分属此类。广源集团生产的几种无机粉体填料在摩擦材料中有很好的功能表现。

重晶石

重晶石莫氏硬度2. 5-3. 5,相对密度大(4. 4-4. 6),是使用最广泛的摩擦材料用填料。化工用重晶石的品级划分按BaSO4的含量分为 I级96%、Ⅱ级90%、Ⅲ级85%,摩擦材料行业用的重晶石,其规格多为90%?95%。它能使摩擦因数稳定,磨耗小,特别在高温下,它能形成稳定的摩擦界层,能防止对偶材料表面擦伤,使对偶表面磨得更光洁,还能降低磨损和制动噪音。

滑石

滑石是一种含水的具有层状结构的硅酸盐矿物,莫氏硬度为1,相对密度为2. 7-2. 8,熔点在1300~1400°C。作为摩擦材料中矿物减摩调控填料,具有明显的减摩效果,另外它与树脂具有良好的粘合能力,也可以提高块状树脂基摩擦材料的强度。


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