摩擦材料

第八单元 摩擦材料
课题一 摩擦材料的基础知识
摩擦材料是广泛用于各种交通运输工具(如汽车、火车、飞机、舰船等)和各种
机器设备的制动器、离合器及摩擦传动装置中的制动材料。
一、摩擦材料的分类
1.按摩擦特性分 按摩擦特性分为低摩擦因数材料及高摩擦因数材料。低摩擦因数材料，又称减摩 材料或润滑材料，其作用是减少机械运动中的动力消耗，降低机械部件磨损，延长使 用寿命。本课题所述对象是高摩擦因数材料，简称摩擦材料，又称摩阻材料。
三、半金属基摩擦材料 半金属基摩擦材料是在有机摩擦材料与常规粉末冶金摩擦材料的基础上发展起 来的一种新型的非石棉摩擦材料。其主要优点是耐磨性和耐热衰退性良好，在400 ℃以下时摩擦因数非常稳定，且制动噪声低；但其生产成本稍高，材料密度稍大。
四、汽车摩擦材料的发展趋势 现在全球高度重视安全与环境保护。众所周知，石棉可能导致肺癌，早在1986年， 摩擦材料中的石棉已经开始被其他材料所替代。最近的环境研究表明，重金属对环境 构成极大的危害。欧盟为此已采取措施禁止或严格限制汽车中使用重金属。前不久瑞 典的一项研究指出，摩擦材料是环境铜污染最大的祸首之一，尽管与汽车的其他铜部 件相比所含的铜质量较低，但制动片却产生了环境中30％的铜污染。现在各大汽车以
料的摩擦、磨损性能有着重要的影响，增强材料主要有石棉、钢纤维、玻璃纤维、 碳纤维、有机纤维和混杂纤维等。 (2)粘结剂 选择粘结剂首先要考虑热性能，此外还要求其结构强度高、模量低、 贴合性好、分解温度高、分解物少、分解速度慢及分解残留物有一定的摩擦性能等。 早期使用的主要是橡胶型粘结剂。橡胶因耐热性差且磨损大，已逐渐被酚醛树脂取 代或与树脂混合。目前，国外大都采用改性树脂。 (3)填充材料 填补材料是摩擦材料中不可缺少的组分，其在摩擦材料中主要 起改善
一、金属基摩擦材料 金属基摩擦材料可分为熔铸金属和传统粉末冶金摩擦材料。 熔铸金属使用金属偶件，诸如钢-钢、铸铁-钢，青铜-铜等。因其摩擦因数随着 温度及滑动速度的升高而明显下降，在高温时又易出现粘结，在湿式工况下摩擦因数 过低，故逐渐已被其他摩擦材料所代替。
二、非金属基非石棉摩擦材料 非金属基非石棉摩擦材料是采用改性的高温树脂及橡胶作粘结剂，将纤维质增强材 料与增摩剂(如金属氧化物、石英粉、橡胶粉等)和减摩剂(如Pb、Sn、Cu、MoS2、Ba SO4等)，经配料混合后，通过压制成型或热压及固化而成。采用其他纤维代替石棉， 其增强纤维有天然的、合成的(现应用较多的是玻璃纤维)和经表面处理的有机纤维 等。粘结剂的质量对其性能影响很大。 现已从过去的天然橡胶、合成橡胶、亚麻油 及改性酚醛树脂发展到三聚氯胺、腰果壳油、丁苯改性酚醛树脂等。
2.按工作功能分 按工作功能分为传动摩擦材料和制动摩擦材料。传动摩擦材料是通过离合器总成 中离合器摩擦面片的贴合与分离将发动机产生的动力传递到驱动轮上，使车辆开始行 走，如传动作用的离合器片。制动摩擦材料是通过车辆制动机构，将摩擦片紧贴在制 动盘上，使行驶中的车辆减速或停下来，如制动作用的摩擦片。
3.按产品材质分 按材质的不同，摩擦材料又可分为石棉摩擦材料和无石棉摩擦材料两大类。 石棉摩擦材料主要有石棉纤维摩擦材料、石棉线质摩擦材料、石棉布质摩擦材
料、石棉编织摩擦材料。 无石棉摩擦材料又可分为金属基摩擦材料、半金属摩擦材料、粉末冶金摩擦材 料、碳纤维摩擦材料、陶瓷纤维摩擦材料等。
二、摩擦材料的组成和性能要求 1.车用摩擦材料的组成 汽车用摩擦材料，主要由增强材料、粘结材料及填充材料等组成。
(1)增强材料 增强材料是摩擦材料的一个重要组成部分，纤维的选用对摩擦材
2.车用摩料有着严格的性能要求。这类摩擦元件的主 要功能是将动能转变成热量，然后热量被吸收或散发掉，同时通过摩擦降低摩擦材料 和被它贴合的部件之间的相对运动。为了达到这些目的，对汽车用摩擦材料提出以下 要求。 (1)有足够高而稳定的摩擦因数 (2)有良好的耐磨性 (3)具有良好的导热性
及摩擦材料厂商正在开发新型不使用铜、铅以及锑等非环保材料的汽车摩擦材料。
(4)有较好的物理和力学性能 (5)不产生过大的噪声 (6)资源丰富
课题二 摩擦材料在汽车上的应用
在汽车上，摩擦材料主要用于制动摩擦片、离合器摩擦片、驻车制动摩擦片等。
这些产品在汽车中用量不是很大，但在汽车用材中占有特殊重要的地位。在20世纪70 年代中期以前，汽车制动系统多为四轮毂式，制动摩擦片几乎都用石棉基摩擦材料。