專利名稱：一種高彈橡膠型濕式摩擦片及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及重型車輛、大型動(dòng)力機(jī)械的高負(fù)荷濕式變速箱中使用的 制動(dòng)摩擦材料及生產(chǎn)工藝技術(shù)的改進(jìn)，尤其是一種高彈橡膠型濕式摩擦片。㈡
背景技術(shù)：
2009年5月12日，國(guó)務(wù)院辦公室正式發(fā)布裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī) 劃，規(guī)劃期為2009 - 2011年。該規(guī)劃提出，要保持裝備制造業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)穩(wěn)定，增加值占全 國(guó)工業(yè)增加值的比重逐步上升；提高國(guó)產(chǎn)裝備質(zhì)量水平，使得國(guó)產(chǎn)裝備國(guó)內(nèi)市場(chǎng)滿足率穩(wěn) 定在70%左右；形成若干家具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的科工貿(mào)一體化大型企業(yè)集團(tuán)，形成一批參與 國(guó)際分工的“專、精、特”專業(yè)化零部件生產(chǎn)企業(yè)。同樣在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃與西部大開發(fā) 新十年規(guī)劃也對(duì)裝備制造業(yè)提出了加快產(chǎn)業(yè)升級(jí)和加強(qiáng)自主創(chuàng)新的要求。裝備制造的產(chǎn)業(yè) 升級(jí)和自主創(chuàng)新必然對(duì)材料技術(shù)有更高的要求，從而推動(dòng)著材料工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，因此 作為制動(dòng)和離合的濕式摩擦材料也必須要適應(yīng)時(shí)代的需求，向具有更高技術(shù)含量的高彈橡 膠基等濕式摩擦材料的方向發(fā)展。隨著我國(guó)裝備制造業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品不斷向高速、重載和大功率的方向延伸，因 此對(duì)組成制動(dòng)和離合系統(tǒng)摩擦部件的濕式摩擦材料的要求也越來(lái)越高，即在高速、重載和 大功率的條件下要求熱穩(wěn)定好、高摩耐磨、低噪音。目前變速箱中所使用的銅基濕式摩擦 片其性能越來(lái)越不能滿足市場(chǎng)要求，其工藝也相對(duì)落后。主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面1.能 量負(fù)荷許用值低，單位面積上傳遞的功率較小，不適合用于高速、重載和大功率的條件下使 用；2.摩擦系數(shù)較低，動(dòng)靜摩擦系數(shù)相差懸殊；3.材料表面剛性太強(qiáng)，結(jié)合時(shí)有噪音。4.生 產(chǎn)過(guò)程耗能大，勞動(dòng)強(qiáng)度大有粉塵污染；因此，為滿足軍用車輛、重型礦用機(jī)械與挖掘機(jī)等 大型動(dòng)力機(jī)械的高負(fù)荷濕式變速箱的使用需求，歐洲、北美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家先后用紙基摩 擦材料和碳基摩擦材料代替，但使用效果不太理想。曰

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要解決現(xiàn)有銅基濕式摩擦片存在上述問(wèn)題，不能 滿足市場(chǎng)要求，其生產(chǎn)工藝也相對(duì)落后等問(wèn)題，提供一種高彈橡膠型濕式摩擦片及其生產(chǎn) 方法。本發(fā)明的具體方案是一種高彈橡膠型濕式摩擦片，其成份和重量百分比為 異戊橡膠、硅橡膠氟橡膠中的一種或幾種40-50%，聚苯乙烯、聚氯乙烯中的一種或兩種 5-10%，硫磺、含硫化物、金屬氧化物中的一種或幾種10-20%，炭黑8-15%，噻唑類促進(jìn)劑 0. 5-1%，防老劑0. 5-1%，余量為功能性填料。本發(fā)明中所述噻唑類促進(jìn)劑是采用硫醇基苯并噻唑或二硫化二苯并噻唑。本發(fā)明中所述金屬氧化物是采用氧化鎂或氧化鋅或氧化鋁。本發(fā)明中功能性填料為滑石粉、金屬氧化物、輕質(zhì)碳酸鈣、硅灰棉中的一種或幾 種。本發(fā)明提出制造上述一種高彈橡膠型濕式摩擦片的生產(chǎn)方法，其特征是包括以 下步驟
⑴芯板噴砂一校平一清洗一涂膠； ⑵將原材料烘干處理后，稱重配料；
⑶將配好的原料放入開煉機(jī)或密煉機(jī)中混煉，時(shí)間大約30分鐘左右；⑷將混煉后的材料采用破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎顆粒直徑保持5-10mm ；
(5)摩擦片熱壓成型將破碎顆粒倒入已加熱至150士 5°C的模具型腔中，執(zhí)行以下流 程閉模加壓60秒一放氣10秒一加壓50秒一放氣10秒一保壓230秒一脫模；
(6)將熱壓成型的坯料去飛邊后一面拉毛，并在毛面上涂膠，粘于芯板上，壓放備用；
(7)油槽熱壓成型將粘好的半成品放入加熱至150士5°C的壓槽模中，執(zhí)行以下壓制流 程閉模加壓60秒一放氣10秒一加壓50秒一放氣10秒一保壓230秒；
⑶去飛邊；
⑶熱處理固化將壓槽成型的產(chǎn)品放入烘箱中熱處理固化，由室溫開始升溫，升溫速度 為每分鐘1_2°C，當(dāng)溫度達(dá)120°C后保溫0. 5小時(shí)，繼續(xù)升溫至160-170°C保溫4小時(shí)，保溫 時(shí)間到達(dá)后，自然降溫至80°C左右，打開烘箱自然冷卻至室溫，然后取出產(chǎn)品； (10)檢驗(yàn)合格后印標(biāo)、包裝入庫(kù)。

本發(fā)明在配方設(shè)計(jì)中，首先進(jìn)行選材，利用先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行單一材料的性能試 驗(yàn)，然后采用計(jì)算機(jī)輔助以及先進(jìn)儀器進(jìn)行分析測(cè)量，并結(jié)合公司多年對(duì)國(guó)外配方消化與 吸收的經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)建模和分析，使配方設(shè)計(jì)達(dá)到科學(xué)化和計(jì)算機(jī)化。同時(shí)，多因素試驗(yàn)過(guò)程 采用了正交試驗(yàn)、回歸分析法等。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究實(shí)驗(yàn)最終得到上述成熟配方。高彈橡膠型配方濕式離合器片是由多元體系共混、多種材料復(fù)合、特殊工藝制作， 最終在性能上表現(xiàn)出優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、摩擦系數(shù)高、動(dòng)靜摩擦系數(shù)比值低、安全、平穩(wěn)舒適 (無(wú)噪音)的離合性能、可在較小的面積上傳遞較大的功率、使用壽命長(zhǎng)(包括離合對(duì)偶件) 等特點(diǎn)，其應(yīng)用范圍廣泛，即可應(yīng)用于摩托車、汽車等的離合器上，更是在高速、重載和大功 率的大型工程機(jī)械上有其他常規(guī)摩擦材料無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明摩擦片性能具備下述特 征
1.耐熱性能穩(wěn)定；
2.單位面積傳遞功率較大；
3.使用壽命長(zhǎng)(包括離合對(duì)偶件)；
4.材料表面有彈性，結(jié)合平穩(wěn)，安靜；
5.配套車型廣泛；
6.環(huán)保(無(wú)粉塵與噪音污染)舒適。為達(dá)到上述性能，本發(fā)明在材料配方上做了如下選擇并在性能上進(jìn)行了相應(yīng)的機(jī) 理分析
1).高彈橡膠型配方濕式離合器片的耐熱性能在很大程度上取決于橡膠的耐熱性、力口 入的塑料樹脂的耐熱性以及自身因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的粘接能力。本發(fā)明中所選用的橡膠為 異戊橡膠、硅橡膠氟橡膠，塑料樹脂也為聚苯乙烯、聚氯乙烯等材料，其本身就具有耐熱、耐 油、耐老化等優(yōu)異性能，故在一定程度上提高了材料的耐熱性能；此外由于橡膠塑料的硫化 與交聯(lián)，分子間相互纏繞而形成橡塑共混體更是增加了材料之間的粘接力，材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 不易破壞，對(duì)材料的耐熱性能也有很大的提高；同時(shí)由于有機(jī)材料的分子比較大，而有機(jī)材 料含量又比較多，這必將導(dǎo)致分子間的間隙比較大，這樣油非常容易進(jìn)入材料體系，有利于 油流動(dòng)帶走熱量而使材料的耐熱性能增強(qiáng)；
2).高彈橡膠型配方濕式摩擦材料的另一顯著特點(diǎn)是材料單位面積傳遞功率比常規(guī) 摩擦材料大。熱沖量機(jī)理認(rèn)為，摩擦材料的磨損和破壞是表面溫度和引起材料中產(chǎn)生熱應(yīng)力的溫度梯度的共同作用。通常脆性材料只能經(jīng)受短時(shí)間的熱負(fù)荷，而塑性材料能經(jīng)受較 長(zhǎng)時(shí)間的熱負(fù)荷熱沖量作用。高彈橡膠型配方濕式摩擦材料軟且有彈性，可塑性很強(qiáng)，所以 其能受較長(zhǎng)時(shí)間的熱負(fù)荷熱沖量作用，也就是說(shuō)其能承受較大的能量積累而不會(huì)破壞，所 以說(shuō)材料單位面積傳遞功率較大。

3).高彈橡膠型配方濕式摩擦材料使用壽命(包括對(duì)偶)很大程度取決于材料的特 殊結(jié)構(gòu)、各種材料的粒度分布與潤(rùn)滑組元的種類。能量磨損機(jī)理認(rèn)為為了使磨粒脫落，必須 使材料的一定體積內(nèi)積累一定的最大儲(chǔ)備的內(nèi)能。而根據(jù)熱沖量理論塑性材料能經(jīng)受較長(zhǎng) 時(shí)間的熱負(fù)荷，這就是說(shuō)，要使塑性材料的磨粒脫落需要積累的內(nèi)能越大，即能量作用下磨 損越小，所以高彈橡膠型配方濕式摩擦材料磨損小，使用壽命長(zhǎng)；其次在制動(dòng)中，由于有機(jī) 材料與無(wú)機(jī)材料極性相差很大，兩者之間不易結(jié)合形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，而是無(wú)機(jī)顆粒均勻的 鑲嵌在有機(jī)材料上面，且因?yàn)橄鹉z材料的優(yōu)良彈性使得這個(gè)結(jié)構(gòu)像一個(gè)滾珠模型，相當(dāng)于 變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，使切削磨損大大減少，材料及其對(duì)偶的磨損量也大大變少，從而導(dǎo) 致材料和對(duì)的使用壽命大大增強(qiáng)；
4).高彈橡膠型配方濕式摩擦材料很環(huán)保舒適，因?yàn)楦邚椣鹉z型配方濕式摩擦材料 具有比較軟、有彈性的特點(diǎn)，可保證與對(duì)偶片(鋼片)工作面相匹配，可減小接合時(shí)的撞擊與 振動(dòng)，使接合平穩(wěn)，同時(shí)由于橡膠本身具有吸音效果，所以從根本上解決了噪音的問(wèn)題，制 動(dòng)時(shí)平穩(wěn)舒適，并因?yàn)槠浠w是橡膠，經(jīng)硫化后形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)粘結(jié)強(qiáng)度很大，不需要用纖 維材料增強(qiáng)，所以不會(huì)因磨下物堵塞油路而導(dǎo)致材料表面碳化而破壞材料的情況出現(xiàn)。本發(fā)明生產(chǎn)方法采用了橡膠制造工藝，比傳統(tǒng)的濕式材料工藝流程更短、更節(jié)能； 整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程能耗小，勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，無(wú)粉塵污染，且沒(méi)有機(jī)加工，所以材料利用率高。㈣
具體實(shí)施例方式
例1 生產(chǎn)一批橋箱用摩擦片工藝步驟如下 ⑴芯板噴砂一校平一清洗一涂膠；
⑵將原材料烘干處理后，稱重配料；取異戊橡膠40公斤，聚苯乙烯10公斤，硫磺10公 斤，炭黑8公斤，硫醇基苯并噻唑促進(jìn)劑0. 5公斤，264號(hào)防老劑1公斤，余量為滑石粉。⑶將配好的原料放入開煉機(jī)或密煉機(jī)中混煉，時(shí)間大約30分鐘左右； ⑷將混煉后的材料采用破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎顆粒直徑保持5-10mm ；
(5)摩擦片熱壓成型將破碎顆粒倒入已加熱至150士 5°C的模具型腔中，執(zhí)行以下流 程閉模加壓60秒一放氣10秒一加壓50秒一放氣10秒一保壓230秒一脫模；
(6)將熱壓成型的坯料去飛邊后一面拉毛，并在毛面上涂膠，粘于芯板上，壓放備用；
(7)油槽熱壓成型將粘好的半成品放入加熱至150士5°C的壓槽模中，執(zhí)行以下壓制流 程閉模加壓60秒一放氣10秒一加壓50秒一放氣10秒一保壓230秒；
⑶去飛邊；
⑶裝夾固化將壓槽成型的產(chǎn)品放入烘箱中熱處理固化，由室溫開始升溫，升溫速度為 每分鐘1_2°C，當(dāng)溫度達(dá)120°C后保溫0. 5小時(shí)，繼續(xù)升溫至160-170°C保溫4小時(shí)，保溫時(shí) 間到達(dá)后，自然降溫至80°C左右，打開烘箱自然冷卻至室溫，然后取出產(chǎn)品； (10)產(chǎn)品檢驗(yàn)合格后印標(biāo)、包裝入庫(kù)。例2 生產(chǎn)一批軍用車輛變速箱用摩擦片其生產(chǎn)工藝步驟同例1，但其中原材料配 方改為硅橡膠45公斤，聚氯乙烯8公斤，含硫化物(四甲基秋蘭姆二硫化物)20公斤，炭黑15公斤，二硫化二苯并噻 唑促進(jìn)劑1公斤，2246號(hào)防老劑0. 5公斤，余量為氧化鎂和硅灰棉 (各一半)。例3 生產(chǎn)一批重型礦用車輛變速箱用摩擦片其生產(chǎn)工藝步驟同例1，但其中原材 料配方改為氟橡膠50公斤，聚苯乙烯和聚氯乙烯各5公斤，氧化鋁15公斤，炭黑10公斤， 噻唑類促進(jìn)劑0. 8公斤，防老劑0. 9公斤，余量為輕質(zhì)碳酸鈣。例4 生產(chǎn)一批軍用車輛變速箱用摩擦片其生產(chǎn)工藝步驟同例1，但其中原材料配 方改為異戊橡膠和氟橡膠各22公斤，聚苯乙烯6公斤，含硫化物(二硫代嗎啡啉)12公斤， 炭黑11公斤，噻唑類促進(jìn)劑0. 6公斤，防老劑0. 7公斤，余量為氧化鋅和滑石粉和硅灰棉 (各 1/3)。例5 生產(chǎn)一批挖掘機(jī)變速箱用摩擦片其生產(chǎn)工藝步驟同例1，但其中原材料配方 改為異戊橡膠和硅橡膠各21公斤，聚苯乙烯9公斤，硫磺和氧化鋅各8公斤，炭黑13公 斤，噻唑類促進(jìn)劑0. 7公斤，防老劑0. 6公斤，余量為滑石粉和輕質(zhì)碳酸鈣(各一半)。例6 生產(chǎn)一批軍用車輛變速箱用摩擦片其生產(chǎn)工藝步驟同例1，但其中原材料配 方改為異戊橡膠和硅橡膠和氟橡膠中各16公斤，聚氯乙烯5公斤，含硫化物和氧化鎂各9 公斤，炭黑14公斤，噻唑類促進(jìn)劑0. 9公斤，防老劑0. 9公斤，余量為輕質(zhì)碳酸鈣和硅灰棉 (各一半)。
權(quán)利要求
1.一種高彈橡膠型濕式摩擦片，其成份和重量百分比為異戊橡膠、硅橡膠氟橡膠中 的一種或幾種40-50%，聚苯乙烯、聚氯乙烯中的一種或兩種5-10%，硫磺、含硫化物、金屬氧 化物中的一種或幾種10-20%，炭黑8-15%，噻唑類促進(jìn)劑0. 5-1%，防老劑0. 5-1%,余量為功 能性填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高彈橡膠型濕式摩擦片，其特征是噻唑類促進(jìn)劑是采 用硫醇基苯并噻唑或二硫化二苯并噻唑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高彈橡膠型濕式摩擦片，其特征是所述金屬氧化物是 采用氧化鎂或氧化鋅或氧化鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高彈橡膠型濕式摩擦片，其特征是功能性填料為滑石 粉、金屬氧化物、輕質(zhì)碳酸鈣、硅灰棉中的一種或幾種。
5.制造權(quán)利要求1所述的一種高彈橡膠型濕式摩擦片的生產(chǎn)方法，其特征是包括以 下步驟⑴芯板噴砂一校平一清洗一涂膠；⑵將原材料烘干處理后，稱重配料；⑶將配好的原料放入開煉機(jī)或密煉機(jī)中混煉，時(shí)間大約30分鐘左右；⑷將混煉后的材料采用破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎顆粒直徑保持5-10mm ；( 摩擦片熱壓成型將破碎顆粒倒入已加熱至150 士 5°C的模具型腔中，執(zhí)行以下流 程閉模加壓60秒一放氣10秒一加壓50秒一放氣10秒一保壓230秒一脫模；(6)將熱壓成型的坯料去飛邊后一面拉毛，并在毛面上涂膠，粘于芯板上，壓放備用；(7)油槽熱壓成型將粘好的半成品放入加熱至150士5°C的壓槽模中，執(zhí)行以下壓制流 程閉模加壓60秒一放氣10秒一加壓50秒一放氣10秒一保壓230秒；⑶去飛邊；⑶熱處理固化將壓槽成型的產(chǎn)品放入烘箱中熱處理固化，由室溫開始升溫，升溫速度 為每分鐘1_2°C，當(dāng)溫度達(dá)120°C后保溫0. 5小時(shí)，繼續(xù)升溫至160-170°C保溫4小時(shí)，保溫 時(shí)間到達(dá)后，自然降溫至80°C左右，打開烘箱自然冷卻至室溫，然后取出產(chǎn)品；(10)產(chǎn)品檢驗(yàn)合格后印標(biāo)、包裝入庫(kù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及車輛制動(dòng)摩擦材料及其生產(chǎn)工藝改進(jìn)，是一種高彈橡膠型濕式摩擦片，其成份和重量百分比為異戊橡膠、硅橡膠氟橡膠中的一種或幾種40-50%，聚苯乙烯、聚氯乙烯中的一種或兩種5-10%，硫磺、含硫化物、金屬氧化物中的一種或幾種10-20%，炭黑8-15%，噻唑類促進(jìn)劑0.5-1%，防老劑0.5-1%，余量為功能性填料；本發(fā)明的生產(chǎn)方法包括芯板準(zhǔn)備、原材料烘干、稱重配料、混煉、破碎、熱壓成型、去飛邊、拉毛涂膠、粘于芯板上、油槽熱壓成型、去毛邊、熱處理固化、印標(biāo)包裝入庫(kù)，本發(fā)明解決了現(xiàn)有銅基濕式摩擦片性能不能滿足市場(chǎng)要求，生產(chǎn)工藝相對(duì)落后的問(wèn)題，廣泛用于軍用車輛、重型礦用汽車、挖掘機(jī)等大型動(dòng)力機(jī)械的高負(fù)荷濕式變速箱中。
文檔編號(hào)F16D69/02GK102070799SQ201010595669
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者潘久國(guó), 王三全, 譚清平 申請(qǐng)人:黃石賽福摩擦材料有限公司