石棉材料生产工艺

摩擦材料总结：
1、摩擦材料的基本要求；
2、分类：据摩擦系数及基体材料的类型； 3、刹车片的生产工艺：模压法； 4、离合器面片的生产工艺。 思考题：摩擦材料中的增强材料有哪些？
浸聚四氟盘根及柔性石墨盘根

主要教学内容： 密封材料概述;
*#石棉橡胶板的生产工艺；


应用多，成本低、工艺简单、制品强度高、 热稳定性好；粉尘大。 密炼机或开炼机：


北京仿真技术控制游限公司； 无锡市神通橡胶机械厂； 山东莱州珍珠化工机械厂
4、压塑料的工艺性能 流动性：一定温度和压力下能填满磨具。 挥发物含量：影响流动性,湿法控制在3-7%。 适宜的硬化速度： 指热固性树脂在一定温度下变成不溶不熔 状态的速度。 与树脂含量及固化剂的用量有关。

1、树脂溶液制备 将树脂与酒精混合成浓度为25%的溶液； 2、橡胶溶液的制备 将橡胶塑炼，在加配料及填料混炼，挤出片 后破碎，加汽油（1：4或6）打浆；

3、浸渍 石棉线浸渍树脂，烘干；浸渍胶浆，烘至 半干； 4、绕坯 缠绕成离合器片的毛坯，压紧，烘干； 5、固化 毛坯进入模具热模压，再热处理，固化。

辊压：将捏合成块的压塑料压成薄片状 （1.5-2毫米）；采用橡胶炼胶机。 干燥：排出压塑料中的水分及挥发性物质 （醛），60-80 ℃ ，残留挥发分3-7%。 破碎：将压塑料破碎成6-10平方厘米碎片。 储存：在恒定环境中贮存。

捏合机、辊压机、破碎机
滚压机（压缩、造粒）




二、原棉处理
商品棉达不到制品厂使用的质量要求，使 用前需要进行： 松解； 除杂加工； 开棉除尘。

石棉的松解 在石棉松解过程中应尽可能避免因松解而 造成的强度损失，选择合理的松解方法与 松解度。 （1）化学松解是在石棉中加入高效松散剂 （阴离子表面活性剂）,使纤维彼此分解。 （2） 物理松解 机械作用


摩擦材料中以石棉为增强材料的复合材料最 多，故也称石棉摩擦材料。 现在无石棉摩擦材料大力发展。如碳纤维/碳 化硅、氧化铝纤维（碳化硅、氮化硅）/氧化 铝


石棉摩擦材料可分成两个主要类别： 刹车片


制动机构利用摩擦力对运动产生人为的阻力。
离合器面片
离合器是通过摩擦力把运动由机器的一个部分传 递到另一部分的机构。
2、炼胶
包括素（塑）炼和混炼。为了提高生胶的加工性 能。
塑炼：降低弹性和强度，增加可塑性； 实质是使大分子降解、减小键长。


混炼：使塑炼的生胶与配合剂混合均匀。
需要控制的因素有：温度（40-60 ℃ ）和时间 （15分钟）。
开炼机、密炼机。
一定形状和摩擦特性的制品是在成型和热加工工序
中进行制备的。 这两道工序可以同时进行(热成型)， 也可分别进行(冷成型加后序的热加工)。

（1）、热成型原理 聚合物发热并硬化。粘结 层与层之间的粘结剂同时硬化胶结。
液 压 机
（2）、压制成型 常用液压机。 压制准备： 模具与压塑料预热（50 ℃ 以上）； 压制工艺条件：温度150-170℃，压力2030MPa，时间约30分钟之内。 压制温度应该根据压塑料的品种、预热程 度、制品的形状及厚度来定。

2）根据使用原料及固化方式的不同分为：
有树脂基：应用面广，用量最大；
半金属基：以金属纤维、无机纤维为基体，生产 高负荷式刹车片； 金属基(铸铁等)：用于赛车中，制造超负荷摩擦 材料；


碳-碳基摩擦材料：碳纤维增强沥青或树脂。性能 好，重量小，用于航空及高速轿车等。


3、摩擦材料的基本要求

（4）绝热性能 未松解时顺向导热系数比横向约大1.5倍。 加工成纺织品后导热系数约0.046-0.081。

保温材料小于0.12或0.16
（5）其他性能 横向稳定性：耐碱不耐酸； 抗拉强度 电绝缘性

３．用途 用于石棉纺织； 石棉水泥； 气体和液体的净化材料（利用其纤维性、比 表面积大及表面活性）； 填料及增强材料（橡胶密封材料中）。
在辊压机上只生产单幅宽度的半成品。



生产的毛坯,应当满足一定的要求:
应在形状、尺寸和重量上接近于最终制品;
应具有足够的强度，并在搬运工序中不致破碎;
毛坯各个部分的密度应是均匀的。
3）缠绕法

石棉金属丝线是预先浸渍乳胶。缠绕成圆 环形半成品后，放在压模里压制，然后进 行热加工。
6、摩擦制品的成型和热加工
适当的摩擦系数；0.2-0.6或0.1-0.2； 摩擦系数的温定性(有的随温度升高而降低)； 抗摩擦性好，使用寿命长； 机械性能及加工性能好；


不损伤对偶材料；
不产生明显的制动噪音和震颤。
塞欧（宝来、别克）
本田雅阁刹车片
二、树脂基摩擦材料生产工艺 （一）、刹车片的生产配方与工艺 1、原料 （1）.石棉（增强纤维） 断面尺寸小于2毫米的纤维束称为针状纤维。 经轮碾或开棉机加工过的石棉称为蓬松纤 维。 用量一般为50%。

升温速度：100 ℃以下，1 ℃ /分钟；100 ℃ 以上，1 ℃ /5分钟；保持温度120-130 ℃ ， 保温6-12小时。 还可以根据制品的使用环境，确定制品的热 处理温度。

离合器面片及钢片
二、离合器面片生产工艺及配方 根据材质和结构分为三个品种： 石棉绒质离合器面片； 石棉布缠绕— 石棉线缠绕-- 铜丝石棉线—浸渍树脂乳液—干燥（重复 浸渍橡胶液）--绕坯—干燥—热模压—后固 化—双面磨片。
(2)、干法压塑料 配料—炼胶混料—热辊炼—粉碎—拌料— 贮存。

炼胶：素炼橡胶及其加工配合剂、部分填料 在炼胶机上混炼均匀（常温）。 热辊炼：在开炼机上进行。 热固性树脂进一步缩聚，黏度增加。

粉碎：辊炼后的胶料粗碎、细碎至80目； 拌料：将胶粉料与纤维及剩余的填料混合均 匀。 干燥阴凉贮存（20-30 ℃ ）不超过一个月。
第三节、石棉密封材料 防止介质泄漏或从外部侵入的材料。 密封材料有垫圈、垫片及盘根类。 一、石棉橡胶板 （一）生产工艺

1、原料准备 石棉（60-80%）、橡胶（10-15%）及橡胶 配合剂。 石棉：以3-4级棉为主


生胶的制备：清洗，加热使其软化；


配合剂准备：干燥，筛分。


（4）、其它 增塑剂（DOP)、树脂硬化剂(六次甲级四胺） 等，改善混合料的性能。5-15% 脱模剂：硬脂酸等。1-2%





具体配方举例：重型汽车刹车片 酚醛树脂 17-21 30-35（树脂65%） 丁苯或丁腈橡胶2-8 橡胶胶乳（45%） 3-6 六次甲级四胺 1.7-2.5 橡胶配合剂 0.1-1 0.2-1 5级石棉 40-50 40-60（4-5级） 重晶石 10-15 10-15 长石 5-8 5-8 铜屑 2-8 1-5（铜丝） 轮胎粉 1-5 脱模剂 0.5-1 干法 0.5-1 湿法
参考资料：

赵小楼等，汽车摩擦材料的研究现状与发 展趋势.润滑与密封.2006（8）.
溫石棉
第一节 石棉概述

一、石棉的类型及性能 １．石棉具有可纺性的天然纤维状矿物集合体的总 称，主要包括 角闪石石棉(蓝石棉） 蛇纹石石棉（溫石棉） 水镁石石棉。 温石棉具有工业价值，在世界石棉生产中，温石棉 占94%。

（2）、树脂和橡胶（粘结剂） 用天然和合成橡胶、合成树脂以及它们的 混合物作为粘合剂的。 常用的合成橡胶有丁二烯和丁腈橡胶，有 固态(弹性)和液态(粘流态)的，还有胶乳。 天然橡胶：聚异戊二烯。 酚醛树脂。 用量在20-30%。

（3）、填料

主要有非金属矿物和部分金属：氧化铁、 硅藻土、长石、铜末、铁粉（丝）等。 金属填料--为了提高摩擦材料的导热性,以 便加快制品摩擦表面温度的下降；

将树脂粉碎成粉，与石棉纤维、填料在干燥 状态下加入橡胶混合，经模压预成型及热压 固化即可。

湿法：将液态树脂与石棉纤维等混合，或用 乳液浸渍纤维布、线；经烘干后进一步模压 成型。


2）、水浆法模压生产工艺
原料—打浆（水：物料=2：1；75 ℃ ，10 分钟）—脱水（41.8MPa，10秒，余6% 水）—制坯—加压脱水预成型—干燥（余 1%）—热压成型（41.8MPa，162 ℃ ，8 分钟）—热处理（加热4小时， 300℃保温 2小时）


如载重汽车制动片压制工艺：10层连续式压 模；热固性酚醛树脂与丁苯湿法压塑料；挥 发物含量1.8-2.5%；压力25-30MPa，温度 165-170 ℃ ，总时间30分钟。2分钟/层，间 歇1分钟。
（3）、热处理 目的： 使制品完全稳定，提高机械强度； 减少制品中的水分； 消除制品的内应力，防止变形； 减少制品的热膨胀系数。
第八章
石棉材料生产工艺

主要教学内容： 石棉概述； *树脂基刹车片的生产工艺； 离合器面片的生产工艺 教学目的要求：


掌握树脂基刹车片的制备工艺；
了解离合器面片的生产工艺。

教学方法与手段： 讲授；多媒体


讨论、思考题、作业：
摩擦材料应该具有哪些基本性能？


压塑料预成型的作用是什么？

用松散压塑料制备压块有两种方法：不加热的模压 法、辊压法及缠绕法。

1）、模压法
在制备块状制品、有金属网或特制的金属骨架增强 制品以及制备形状复杂的制品和离合器片时，采用 压模压制法。 滑石粉润滑剂—装入阴模—和模—压制（40MPa）。


2）、辊压法
在辊压机组上生产的料带宽度，等于几个制品的 宽度。
石棉乳胶板的生产工艺 教学目的要求： 掌握石棉橡胶板的制备工艺； 了解石棉乳胶板及特种橡胶板的生产工艺。

教学方法与手段： 讲授；多媒体
讨论、思考题、作业：
硫化阶段在橡胶制品中的作用？ 参考资料： 胡萍。聚四氟乙烯芳纶纤维润滑密封材料结构表 征。润滑与密封。2006（6）。

无溶剂非石棉环保密封材料。技术与市场。2006 （8）。

石棉纤维开松过程示意图
第二节 摩擦材料 一、概述 1.摩擦材料 传递或消除动能部位能量的工作元件-摩擦 材料。或利用材料摩擦系数的复合材料。 (广义)

2、分类 1）根据摩擦材料的功能分： 高摩擦系数材料—摩阻材料（通称摩擦材 料）； 低摩擦系数材料—减摩材料（润滑材料）。


细度及均匀度：以产品表面光滑、性能均一 为准。 压坯性：粉状或疏松的压塑料能制成不易破 裂的型材的性能。

5、 压塑料的预成型工艺

（1 ）、预成型的作用 目的是:
制备重量、形状和大小都近似于成品的半成品；
提高制品热成型中压制设备的生产效率.
预成型的压缩比1：3-7
（2）、预成型的方法
2、溫石棉的性能 （1）密度 理想成分的溫石棉的密度为2.56。纤维是空 心管状。 （2）可劈分性 选矿松解后的纤维为束状，可继续分成细而 具有弹性的纤维。

（3）热学性能 耐热、不燃、温度升高时，结构水不断析出。 吸着水：100 ℃以下 沸石水：300 ℃左右 结合水：600-700℃

工艺复杂，但无粉尘污染；生产能力大。

3）、辊压法生产工艺： 配料—混料—松解—辊压—切割—弯曲—热 处理—机械加工—产品
3、压塑料的制备 （1）、湿法压塑料 工艺流程如下： 配料：配料中的液体粘合剂换算成干胶。 混料：使树脂均匀浸渍纤维及其它部分； 使用捏合机或搅拌机。
2、生产工艺及成型方法 （1）、生产工—混炼—粉碎 石棉+填料 —高速混合—预成 型—热模压—热处理—磨饰加工—检验— 成品。

湿法生产工艺： 配料混合—碾压出片—干燥—粗碎—热模 压—修饰加工—检验—成品

（2）、成型方法 有模压成型法、辊压法、水浆法等。 1）、模压法