石棉材料生产工艺
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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。
wenku.baidu.com
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？
（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
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
2、生产工艺及成型方法 （1）、生产工艺 刹车片的生产分干法及湿法。 刹车片干法生产工艺： 树脂等—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
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）。
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%。
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℃
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）
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
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）。
（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；
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。
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%。
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。
wenku.baidu.com
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？
（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
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
2、生产工艺及成型方法 （1）、生产工艺 刹车片的生产分干法及湿法。 刹车片干法生产工艺： 树脂等—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
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）。
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%。
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℃
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）
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
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）。
（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；
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。
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%。