摩擦材料

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摩擦材料的技术要求
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2.良好的耐磨性。 3.具有良好的机械强度和物理性能。 4.制动噪音低。 5. 对偶面磨损较小。
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五、摩擦材料的结构与组成
摩擦材料属于高分子三元复合材料，它包括三部分： （1） 以高分子化合物为粘结剂； （2） 以无机或有机纤维为增强组分； （3） 以填料为摩擦性能调节剂或配合剂。
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摩擦材料的技术要求
摩擦材料是车辆与机械的离合器总成和制动器中的关键安全零件，在传 动和制动过程中，主要应满足以下技术要求： 1.适宜而稳定的摩擦系数。 摩擦材料在摩擦过程中，由于温度的迅速升高，一般温度达200℃以上，摩 擦系数开始下降。当温度达到树脂和橡胶分解温度范围后，产生摩擦系 数的骤然降低，这种现象称为“热衰退”。严重的“热衰退”会导致制动效能 变差和恶化。在实际应用中会降低摩擦力，从而降低了制动作用，这很 危险也是必须要避免的。在摩擦材料中加入高温摩擦调节剂填料，是减 少和克服“热衰退”的有效手段。经过“热衰退”的摩擦片，当温度逐渐降低 时摩擦系数会逐渐恢复至原来的正常情况，但也有时会出现摩擦系数恢 复得高于原来正常的摩擦系数而恢复过头，对这种摩擦系数恢复过头我 们称之为“过恢复”。
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增强纤维： 纤维增强材料构成摩擦材料的基材，它赋予 摩擦制品足够的机械强度，使其能承受摩擦 片在生产过程中的磨削和铆接加工的负荷力 以及使用过程中由于制动和传动而产生的冲 击力、剪切力、压力。
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填料：填料主要以粉末的形式加入
增摩填料： 莫氏硬度通常为3～9。硬度高的增摩效果显著明显。5.5硬度以上的填料 属硬质填料，但要控制其用量、粒度。（如氧化铝、锆英石等） 减磨填料： 一般为低硬度物质，低于莫氏硬度2的矿物。如：石墨、二硫化钼、滑石 粉、云母等。它既能降低摩擦系数又能减少对偶材料的磨损，从而提高 摩擦材料的使用寿命。 。填料的作用很多，比如说加入铜粉，它的作用是可以在摩擦材料和对偶 间形成转移膜，既能提高摩擦力矩和稳定摩擦系数，有能减小对对偶件 的损伤，提高整个摩擦副的耐摩性能。加入硫酸钡，可以提高材料的密 度。
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发展简史：


20世纪60年代，人们逐渐认识到石棉对人体健康有一定的危险性。在开采或生产过程中， 微细的石棉纤维易飞扬在空气中被人吸入肺部，长期间处于这种环境下的人们比较容易患 上石棉肺一类的疾病。因此人们开始寻求能取代石棉的其它纤维材料来制造摩擦材料，即 无石棉摩擦材料或非石棉摩擦材料。20世纪70年代，以钢纤维为主要代替材料的半金属 材料在国外被首先采用。80年代－90年代初，半金属摩擦材料已占据了整个汽车用盘式 片领域。20世纪90年代后期以来，NAO（少金属）摩擦材料在欧洲的出现是一个发展的 趋势。无石棉，采用两种或两种以上纤维（以无机纤维为主，并有少量有机纤维）只含少 量钢纤维、铁粉。NAO（少金属）型摩擦材料有助于克服半金属型摩擦材料固有的高比重、 易生锈、易产生制动噪音、伤对偶（盘、鼓）及导热系数过大等缺陷。目前，NAO（少金 属）型摩擦材料已得到广泛应用，取代半金属型摩擦材料。2004年开始，随汽车工业飞 速发展，人们对制动性能要求越来越高，开始研发陶瓷型摩擦材料。陶瓷型摩擦材料主要 以无机纤维和几种有机纤维混杂组成，无石棉，无金属。其特点为： 1. 无石棉符合环保要求； 2. 无金属和多孔性材料的使用可降低制品密度，有利于减少损伤制动盘（鼓）和产生制动 噪音的粘度。 3. 摩擦材料不生锈，不腐蚀； 4. 磨耗低，粉尘少（轮毂）。
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b 石棉线质摩擦材料。生产：缠绕型离合器片、短切石棉线段 摩擦材料等。 c 石棉布质摩擦材料。生产：制造层压类钻机闸瓦、刹车带、 离合器面片等。 d 石棉编织摩擦材料。生产：制造油浸或树脂浸刹车带。石油
钻机闸瓦等。
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B 无石棉摩擦材料分为以下几类：
A、半金属摩擦材料，应用于轿车和重型汽车的盘式刹车片。其材质配方组 成中通常含有30％～50％左右的铁质金属物（如钢纤维、还原铁粉、泡 沫铁粉）。半金属摩擦材料因此而得名。是最早取代石棉而发展起来的 一种无石棉材料。其特点：耐热性好，单位面积吸收功率高，导热系数 大，能适用于汽车在高速、重负荷运行时的制动工况要求。但其存在制 动噪音大、边角脆裂等缺点。 B、NAO摩擦材料。从广义上是指非石棉－非钢纤维型摩擦材料，但现盘式 片也含有少量的钢纤维。NAO摩擦材料中的基材料在大多数情况下为两 种或两种以上纤维（以无机纤维，并有少量有机纤维）混合物。因此 NAO摩擦材料是非石棉混合纤维摩擦材料。通常刹车片为短切纤维型摩 擦块，离合器片为连续纤维型摩擦片。
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发展简史：


自世界上出现动力机械和机动车辆后，在其传动和制动机构中就使用摩擦片。 初期的摩擦片系用棉花、棉布、皮革等作为基材，如：将棉花纤维或其织品浸 渍橡胶浆液后，进行加工成型制成刹车片或刹车带。其缺点：耐热性较差，当 摩擦面温度超过120℃后，棉花和棉布会逐渐焦化甚至燃烧。随着车辆速度和载 重的增加，其制动温度也相应提高，这类摩擦材料已经不能满足使用要求。人 们开始寻求耐热性好的、新的摩擦材料类型，石棉摩擦材料由此诞生。 石棉是一种天然的矿物纤维，它具有较高的耐热性和机械强度，还具有较长的 纤维长度、很好的散热性，柔软性和浸渍性也很好，可以进行纺织加工制成石 棉布或石棉带并浸渍粘结剂。石棉短纤维和其布、带织品都可以作为摩擦材料 的基材。更由于其具有较低的价格（性价比），所以很快就取代了棉花与棉布 而成为摩擦材料中的主要基材料。1905年石棉刹车带开始被应用，其制品的摩 擦性能和使用寿命、耐热性和机械强度均有较大的提高。1918年开始，人们用 石棉短纤维与沥青混合制成模压刹车片。20世纪20年代初酚醛树脂开始工业化 应用，由于其耐热性明显高于橡胶，所以很快就取代了橡胶，而成为摩擦材料 中主要的粘结剂材料。由于酚醛树脂与其他的各种耐热型的合成树脂相比价格 较低，故从那时起，石棉－酚醛型摩擦材料被世界各国广泛使用至今。
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c、粉末冶金摩擦材料。又称烧结摩擦材料，系将铁基、铜基粉状物料经混 合、压型，并在在高温下烧结而成。适用于较高温度下的制动与传动工 况条件。如：飞机、载重汽车、重型工程机械的制动与传动。优点：使 用寿命长；缺点：制品价格高，制动噪音大，重而脆性大，对偶磨损大。 d、碳纤维摩擦材料。系用碳纤维为增强材料制成的一类摩擦材料。碳纤维 具有高模量、导热好、耐热等特点。碳纤维摩擦材料是各种类型摩擦材 料中性能最好的一种。碳纤维摩擦片的单位面积吸收功率高及比重轻， 特别适合生产飞机刹车片，国外有些高档轿车的刹车片也使用。因其价 格昂贵，故其应用范围受到限制，产量较少。在碳纤维摩擦材料组分中， 除了碳纤维外，还使用石墨，碳的化合物。组分中的有机粘结剂也要经 过碳化处理，故碳纤维摩擦材料也称为碳——碳摩擦材料或碳基摩擦材 料。
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在大多数情况下，摩擦材料都是同各种金属对偶起摩擦的。一 般公认，在干摩擦条件下，同对偶摩擦系数大于0.2的材料， 称为摩擦材料。 材料按其摩擦特性分为低摩擦系数材料和高摩擦系数材料。低 摩擦系数材料又称减摩材料或润滑材料，其作用是减少机械运 动中的动力损耗，降低机械部件磨损，延长使用寿命。高摩擦 系数材料又称摩阻材料（称为摩擦材料）。 1.按工作功能分 可分为传动与制动两大类摩擦材料。如传动 作用的离合器片，系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。 制动作用的刹车片（分为盘式与鼓式刹车片），系通过车辆制 动机构将刹车片紧贴在制动盘（鼓）上，使行走中的车辆减速 或停下来。
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2.按产品形状分 可分为刹车片（盘式片、鼓式片）、刹车带、 闸瓦、离合器片、异性摩擦片。盘式片呈平面状，鼓式片呈弧 形。闸瓦（火车闸瓦、石油钻机）为弧形产品，但比普通弧形 刹车片要厚的多，25～30mm范围。刹车带常用于农机和工程 机械上，属软质摩擦材料。离合器片一般为圆环形状制品。异 性摩擦片多用于各种工程机械方面，如摩擦压力机，电葫芦等。 3.按产品材质分 可分为石棉摩擦材料、无石棉摩擦材料两大 类。 A、 石棉摩擦材料分为以下几类： a、 石棉纤维摩擦材料，又称为石棉绒质摩擦材料。生产：各 种刹车片、离合器片、火车合成闸瓦、石棉绒质橡胶带等。
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粘结剂：
摩擦材料所用的有机粘结剂为酚醛类树脂和合成橡 胶，而以酚醛类树脂为主。它们的特点和作用是当 处于一定加热温度下时先呈软化而后进入粘流态， 产生流动并均匀分布在材料中形成材料的基体，最 后通过树脂固化作用的橡胶硫化作用，把纤维和填 料粘结在一起，形成质地致密的有相当强度及能满 足摩擦材料使用性能要求的摩擦片制品。