專(zhuān)利名稱(chēng)：摩擦件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摩擦件，適于作為制動(dòng)件用材料，例如離合器摩擦片用材料即制動(dòng)器用材料等，用于機(jī)動(dòng)車(chē)、飛機(jī)、鐵道車(chē)輛以及產(chǎn)業(yè)用設(shè)備等的制動(dòng)裝置。
但是，由于這種摩擦件的耐熱性等摩擦磨耗特性不充分，同時(shí)石棉具有致癌性等環(huán)境衛(wèi)生方面的問(wèn)題，所以迫切要求開(kāi)發(fā)其替代品。
針對(duì)這種要求，提出了以鈦酸鉀纖維為基體纖維或摩擦調(diào)節(jié)劑的摩擦件。這種摩擦件具有下述優(yōu)良特征，鈦酸鉀纖維沒(méi)有石棉那樣的致癌性，耐熱性好，有利于防止老化現(xiàn)象和提高摩擦特性的熱穩(wěn)定性。
但是現(xiàn)狀是，即使配合有鈦酸鉀纖維的摩擦件也難于充分解決高溫時(shí)磨耗及摩擦系數(shù)降低的問(wèn)題。
另外，由于鈦酸鉀纖維具有纖維的形狀，膨松度高、流動(dòng)性差，在制造時(shí)會(huì)附著供給通路的壁上將其堵塞。
而且由于鈦酸鉀纖維為纖維狀粉末，故容易產(chǎn)生粉塵，從而使操作環(huán)境惡化。
本發(fā)明的摩擦件的特征在于，作為摩擦調(diào)節(jié)劑配合有鱗片狀一水軟鋁石(Boehmite)。
本發(fā)明使用的鱗片狀(例如薄片狀、板狀)一水軟鋁石為以AlO(OH)為主要成分的層狀化合物，天然狀態(tài)下作為含有硅、鈦、鐵、鎂、鈣等的鱗片狀的鋁氫氧化礦物廣泛分布于鋁土礦中，由葉蠟石或高嶺土礦藏中產(chǎn)出。
將氫氧化鋁、水及堿土類(lèi)金屬化合物(氫氧化物或乙酸溶液等)在10-100氣壓的壓力、150-300℃的反應(yīng)溫度下進(jìn)行水熱反應(yīng)，之后，根據(jù)需要在150-1400℃的溫度下進(jìn)行熱處理而合成的含鋇的氧化鋁、含鍶的氧化鋁、含鎂的氧化鋁、含鈣的氧化鋁、含鎂鈣的氧化鋁、鋇六鋁酸鹽、鍶六鋁酸鹽、鈣六鋁酸鹽、鎂鈣六鋁酸鹽等人造物也可以?xún)?yōu)選用于本發(fā)明的鱗片狀一水軟鋁石。
這些鱗片狀一水軟鋁石具有以下特征。
(1)晶體結(jié)構(gòu)屬于斜方晶系，具有層狀結(jié)構(gòu)的層間化合物。
(2)通常具有六方板狀或菱型的形狀，長(zhǎng)徑為0．1μm、短徑(厚度)0．01-0．3μm左右。
(3)莫氏硬度為3．5-4．0(舊莫氏硬度)，用于摩擦件時(shí)對(duì)配合材料的破壞性(磨粉性)小。
(4)與水的反應(yīng)性小，也幾乎不溶于酸、堿。
一水軟鋁石所具有的上述特征，作為摩擦件極其有利。
由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的摩擦件從低溫至高溫，在很寬的溫度范圍內(nèi)，具有穩(wěn)定而優(yōu)良的摩擦系數(shù)和耐磨耗性。因此，在作為機(jī)動(dòng)車(chē)、鐵道車(chē)輛、飛機(jī)、各種產(chǎn)業(yè)用設(shè)備等使用的制動(dòng)件用材料，例如離合器摩擦片用材料及制動(dòng)襯帶或制動(dòng)墊片等制動(dòng)器用材料使用時(shí)，可提高制動(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化，同時(shí)，可得到延長(zhǎng)使用壽命的效果。
本發(fā)明的所述摩擦件的上述鱗片狀一水軟鋁石的配合量可為3～50重量％。通過(guò)將配合量設(shè)定在3重量％以上可充分實(shí)現(xiàn)改善摩擦特性的效果。而超過(guò)50重量％配合則無(wú)益。
本發(fā)明的上述摩擦件的上述鱗片狀一水軟鋁石可為含有堿土類(lèi)金屬的氧化鋁或堿土類(lèi)金屬六鋁酸鹽。
本發(fā)明的摩擦件可例示由基體纖維、摩擦調(diào)節(jié)劑及粘合劑構(gòu)成的摩擦件，該摩擦件中各成分的配合比例可例示如下基體纖維1～60重量份，摩擦調(diào)節(jié)劑含鱗片狀一水軟鋁石20～80重量份，粘合劑10～40重量份，其他成分0～60重量份。
作為基體纖維可舉出例如芳族聚酰胺纖維等樹(shù)脂纖維、鋼纖維和黃銅纖維等金屬纖維、碳纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、褐塊石棉、木質(zhì)紙漿等。這些基體纖維為了提高其分散性及其和粘合劑的緊密結(jié)合性，可以由氨基硅烷類(lèi)、環(huán)氧硅烷類(lèi)或乙烯硅烷類(lèi)等硅烷類(lèi)偶合劑，鈦酸鹽類(lèi)偶合劑或磷酸酯等進(jìn)行表面處理后使用。
作為摩擦調(diào)節(jié)劑，除使用一水軟鋁石之外，在不損壞本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)可一起使用其他摩擦調(diào)節(jié)劑。
可以舉出例如有加硫或不加硫的天然和合成橡膠粉末、槚如樹(shù)脂粉末、樹(shù)脂粉末、橡膠粉末等有機(jī)物粉末，碳黑、石墨粉末、二硫化鉬、硫酸鋇、碳酸鈣、粘土、云母、滑石、硅藻土、葉蛇紋石、海泡石、蒙脫石、沸石、三鈦酸鈉、五鈦酸鈉、六鈦酸鉀、八鈦酸鉀等的無(wú)機(jī)物粉末，銅、鋁、鋅、鐵等金屬粉末，氧化鋁、二氧化硅、氧化鉻、氧化鈦、氧化鐵等氧化物粉末等。所述的鈦酸鈉、鈦酸鉀(特別是六鈦酸鉀及八鈦酸鉀)可以合用粒狀、板狀的物質(zhì)。優(yōu)選粒狀物平均粒子直徑為3-10μm、板狀物平均厚度為0．05-1μm、平均長(zhǎng)寬比為3-1000的物質(zhì)。
在將這些鈦酸鈉或鈦酸鉀和鱗片狀一水軟鋁石合用時(shí)，優(yōu)選鱗片狀一水軟鋁石和鈦酸鈉或鈦酸鉀的重量比為1∶9-8∶2左右。
在所述的組合中，可以提供具有高摩擦磨耗特性的摩擦件。
作為粘合件可以列舉有酚醛樹(shù)脂、甲醛樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂、芳香族聚酯樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂等熱固性樹(shù)脂，天然橡膠、丁腈樹(shù)脂、丁二烯橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、聚異戊二烯橡膠、丙烯酸酯類(lèi)橡膠、高苯乙烯橡膠、苯乙烯戊二烯共聚物等彈性體，聚酰胺樹(shù)脂、聚苯硫醚樹(shù)脂、聚醚樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚醚醚酮樹(shù)脂、熱塑性液晶聚酯樹(shù)脂等熱塑性樹(shù)脂等有機(jī)物粘合劑及二氧化鋁溶膠、二氧化硅溶膠、硅樹(shù)脂等無(wú)機(jī)物粘合劑。
在本發(fā)明的摩擦件中除所述各成分之外，根據(jù)需要也可以配合防銹劑、潤(rùn)滑劑、研削劑等成分。
本發(fā)明的摩擦件的制造方法沒(méi)有特別限制，可以利用已知公知的摩擦件的制造方法進(jìn)行制造。
作為一個(gè)例子可以舉出如下的方法將基材纖維分散于粘合劑中，加入摩擦調(diào)節(jié)劑及根據(jù)需要配合的其他的成分進(jìn)行配合，調(diào)節(jié)摩擦件組成物，然后將該組成物注入模具中，加熱加壓而粘結(jié)成形。
另外作為另一例可以舉出如下的方法用雙螺桿擠出機(jī)將粘合劑熔融混煉，從側(cè)料斗加入基材纖維、摩擦調(diào)節(jié)劑及根據(jù)需要配合的其他的成分而配合，擠出成形之后機(jī)械加工到所希望的形狀。
而且作為另一個(gè)例子可以舉出如下的方法將摩擦件組成物分散于水等中，抄撒在抄網(wǎng)上，脫水抄造成片狀，之后，用壓力機(jī)進(jìn)行加熱加壓粘結(jié)成形，將得到的摩擦件進(jìn)行適當(dāng)?shù)厍邢餮心ゼ庸ぷ龀伤Ｍ男螤睢?br> 在制造時(shí)，本發(fā)明的摩擦件由于摩擦調(diào)節(jié)劑一水軟鋁石為鱗片狀，所以于使用纖維狀的鈦酸鉀纖維的情況相比流動(dòng)性提高，在制造時(shí)不用擔(dān)心附著于供給通路的壁上而堵塞供給通路。
并且，由于為鱗片狀，產(chǎn)生如鈦酸鉀的纖維粉末的粉塵少，操作環(huán)境得到了改善。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1為顯示磨耗率和盤(pán)片溫度的關(guān)系的測(cè)定圖。
圖2為顯示摩擦系數(shù)和盤(pán)片溫度的關(guān)系的測(cè)定圖。
將15重量份的鈦酸鉀纖維(商品名ティスモD，大?；瘜W(xué)株式會(huì)社制)、4重量份的芳族聚酰胺纖維(商品名ケブラ-パルプ、長(zhǎng)3mm、東麗株式會(huì)社制)、9重量份的粘合劑(酚醛樹(shù)脂)、9重量份的有機(jī)添加劑(槚如粉等)、30重量份的鱗片狀一水軟鋁石(用參考例制造的物質(zhì))、33重量組分的其他(石墨等潤(rùn)滑劑、金屬粉末、氧化物粉末)充分地混合添加入模具中，進(jìn)行粘結(jié)成形(施加壓力150kgf／cm2、溫度170℃、5分鐘)，成形之后，脫模進(jìn)行熱處理(在180℃下保持5分鐘)。之后進(jìn)行研磨加工得到供試體(A)。
另外，有機(jī)添加劑、潤(rùn)滑劑、金屬粉末、氧化物粉末通常使用添加于摩擦劑中的物質(zhì)。
比較例將16重量組分的鈦酸鉀纖維、3重量組分的芳族聚酰胺纖維(商品名ケブラ-パルプ、長(zhǎng)3mm、東麗株式會(huì)社制)、10重量組分的粘合劑(酚醛樹(shù)脂)、9重量組分的有機(jī)添加劑(槚如粉等)、63重量組分的其他(石墨等潤(rùn)滑劑、金屬粉末、氧化物粉末)充分地混合添加入模型中，和實(shí)施例同樣地得到供試體(B)。
(摩擦磨耗試驗(yàn))從供試體(A)及供試體(B)中切下試驗(yàn)片，按照J(rèn)IS D4411(機(jī)動(dòng)車(chē)用制動(dòng)襯帶)規(guī)定的一定速度進(jìn)行摩擦磨耗試驗(yàn)(盤(pán)片摩擦面FC25灰鑄鐵、面壓10kgf／cm2、摩擦速度7m／秒)測(cè)定磨耗率(cm3／kg．m)及摩擦系數(shù)(μ)。測(cè)定結(jié)果顯示于圖1(磨耗率)和圖2(摩擦系數(shù))。
由以上結(jié)果可以看出配合有鱗片狀一水軟鋁石的實(shí)施例的摩擦件(由供試體(A)組成的摩擦件)與不配合有鱗片狀一水軟鋁石的比較例例的摩擦件(由供試體(B)組成的摩擦件)比較，即使在超過(guò)350℃的溫度范圍，也具有摩擦系數(shù)的變化極小、摩擦阻抗的降低也相對(duì)少的改良的摩擦磨耗特性。
如上所述，本發(fā)明的摩擦件在從低溫到高溫區(qū)域的很寬的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定優(yōu)良的摩擦系數(shù)和耐磨耗性。所以，在機(jī)動(dòng)車(chē)、鐵道車(chē)輛、飛機(jī)、各種產(chǎn)業(yè)用機(jī)器類(lèi)等中使用的制動(dòng)部件用材料，例如在用作離合器摩擦片用材料及制動(dòng)襯帶及制動(dòng)墊片等的制動(dòng)用材料等情況下，能夠提高和穩(wěn)定制動(dòng)性能，同時(shí)具有改善耐用壽命的效果。并且，由于作為摩擦調(diào)節(jié)劑的一水軟鋁石為鱗片狀，所以可以防止堵塞制造時(shí)的供給通路，產(chǎn)生粉塵的可能性也少，生產(chǎn)效率高，操作性?xún)?yōu)良。
權(quán)利要求
1.一種摩擦件，其特征在于，作為摩擦調(diào)節(jié)劑配合有鱗片狀一水軟鋁石。
2.如權(quán)利要求1所述的摩擦件，所述鱗片狀一水軟鋁石的配合量為3-50重量％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的摩擦件，所述鱗片狀一水軟鋁石為含有堿土類(lèi)金屬的氧化鋁或堿土類(lèi)金屬六鋁酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種即使在高溫時(shí)也具有優(yōu)良的摩擦磨耗特性、而且生產(chǎn)性、操作性也優(yōu)良的摩擦件。本發(fā)明的摩擦件的特征在于,作為摩擦調(diào)節(jié)劑配合有鱗片狀一水軟鋁石。
文檔編號(hào)C09K3/14GK1294621SQ00800188
公開(kāi)日2001年5月9日 申請(qǐng)日期2000年2月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月19日
發(fā)明者竹中稔, 澀谷博, 小川博 申請(qǐng)人:大塚化學(xué)株式會(huì)社