摩擦材料技术培训

1、 摩擦材料技术培训技质部 2010-3-1414目目 录录 摩擦材料构成 摩擦材料的生产流程 摩擦材料的分类 摩擦材料的技术要求 摩擦材料主要评价指标摩擦材料的构成摩擦材料的构成 摩擦材料摩擦材料粘结剂粘结剂填料填料强化纤维强化纤维底料层底料层改善粘接性能改善粘接性能降低热传导降低热传导降低噪音降低噪音衰减高衰减高频尖叫频尖叫耦合衰减震动耦合衰减震动背板背板粘胶粘胶消音片消音片 摩擦材料所用的有机粘结剂为酚醛类树脂和合成橡胶，摩擦材料所用的有机粘结剂为酚醛类树脂和合成橡胶，主要已酚醛类树脂为主，它们的特点和作用是当处于一定主要已酚醛类树脂为主，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

2、后进入粘流态，产生流动并均匀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，分布在材料中形成材料的基体，最后通过树脂固化作用，把纤维和填料粘结在一起，形成致密且有相当强度及能满把纤维和填料粘结在一起，形成致密且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。足摩擦材料使用性能要求的摩擦片制品。 摩擦片常处摩擦片常处200200450450左右的高温工况条件下工作，左右的高温工况条件下工作，对有机成分的来说，进入热分解区域，摩擦材料的各项性对有机成分的来说，进入热分解区域，摩擦材料的各项性能指标此时多会发生不利的变化（摩擦系数、磨损、机械能

3、指标此时多会发生不利的变化（摩擦系数、磨损、机械强度等），特别是摩擦材料在检测和使用过程中发生的三强度等），特别是摩擦材料在检测和使用过程中发生的三热（热衰退、热膨胀、热龟裂）现象，其根源都是由于树热（热衰退、热膨胀、热龟裂）现象，其根源都是由于树脂和橡胶、有机类的热分解而致。因此选择树脂与橡胶对脂和橡胶、有机类的热分解而致。因此选择树脂与橡胶对摩擦材料的性能具有非常重要的作用摩擦材料的性能具有非常重要的作用摩擦材料的构成摩擦材料的构成摩擦材料主要成分摩擦材料主要成分 -粘结剂粘结剂 填料不仅可改善摩擦材料的物理力学性能填料不仅可改善摩擦材料的物理力学性能( (如导热如导热性、热胀率、密度、强

4、度、刚度及硬度等性、热胀率、密度、强度、刚度及硬度等) )，而且还，而且还可以调节摩擦性能和降低成本等。可以调节摩擦性能和降低成本等。 按照化学成分填料可分为有机填料按照化学成分填料可分为有机填料( (如橡胶粉、如橡胶粉、沥青、热塑性树脂或热固性树脂等沥青、热塑性树脂或热固性树脂等) )、无机填料、无机填料( (如如SiO2SiO2、A1203A1203、Fe2O3Fe2O3、BaSO4BaSO4、石墨、石墨、MgOMgO、钾长石、钾长石等等) )、金属填料、金属填料( (如钢丝、铜屑、铸铁粉、铝粉、锌如钢丝、铜屑、铸铁粉、铝粉、锌粉等粉等) )。 按照对材料摩擦性能的调节作用可以把填料分按照

5、对材料摩擦性能的调节作用可以把填料分为减摩填料、增摩填料。减摩填料以提高材料的耐为减摩填料、增摩填料。减摩填料以提高材料的耐磨性、降低摩擦因数、减少制动噪声为目的，主要磨性、降低摩擦因数、减少制动噪声为目的，主要有石墨、低熔点金属等。增摩或摩阻填料以改善材有石墨、低熔点金属等。增摩或摩阻填料以改善材料的物理力学性能、增加材料摩擦阻力、稳定摩擦料的物理力学性能、增加材料摩擦阻力、稳定摩擦因数和提高材料的耐磨性为目的，主要有金属粉以因数和提高材料的耐磨性为目的，主要有金属粉以及有机摩擦粉。为了提高摩擦材料的综合性能，减及有机摩擦粉。为了提高摩擦材料的综合性能，减摩填料和增摩填料将根据具体使用要求按

6、一定比例摩填料和增摩填料将根据具体使用要求按一定比例混合使用。混合使用。摩擦材料的构成摩擦材料的构成摩擦材料主要成分摩擦材料主要成分 - 填料填料 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。用过程中由于制动和传动而产生的冲击力、剪切力、压力。 我国有关标准及汽车制造厂根据摩擦片的实际使用工况条件，对摩我国有关标准及汽车制造厂根据摩擦片的实际使用工况

7、条件，对摩擦片提出了相应的机械强度要求。如：冲击强度、抗弯强度、抗压强度、擦片提出了相应的机械强度要求。如：冲击强度、抗弯强度、抗压强度、剪切强度等。为了满足这些强的性能要求，需要选用合适的纤维品种增剪切强度等。为了满足这些强的性能要求，需要选用合适的纤维品种增加、满足强度性能加、满足强度性能摩擦材料对其使用的纤维要求：摩擦材料对其使用的纤维要求： 增强效果好。增强效果好。 耐热性好。在摩擦工作温度下不会发生熔断、碳化与热分解现象。耐热性好。在摩擦工作温度下不会发生熔断、碳化与热分解现象。 具有基本的摩擦系数。具有基本的摩擦系数。 硬度不宜过高，以免产生制动噪音和损伤制动盘或鼓。硬度不宜过高，

8、以免产生制动噪音和损伤制动盘或鼓。 工艺可操作性好。工艺可操作性好。摩擦材料的构成摩擦材料的构成摩擦材料摩擦材料 - 强化纤维强化纤维摩擦材料的生产流程摩擦材料的生产流程 1背板的前处理混料湿混料模压背板清洗喷丸涂胶原料称重混合烘干混合背板底料摩擦材料冷压或热压热处理磨削烧蚀喷漆粘消音片印码装附件包装铆消音片磨损指示器保持弹簧摩擦材料的生产流程摩擦材料的生产流程 2摩擦材料的分类摩擦材料的分类半金属半金属: 较高的金属含量，较高的金属含量，有有3050左右的铁质金属物（如钢纤维、还原铁粉、左右的铁质金属物（如钢纤维、还原铁粉、泡沫铁粉）。泡沫铁粉）。 优点优点: 寿命长寿命长, 负荷高负荷高,

9、 成本低成本低 缺点缺点: 摩擦系数低摩擦系数低, 噪音噪音, 对盘磨损对盘磨损 主要市场主要市场: 北美和亚洲北美和亚洲低金属低金属:低金属低金属: 小于小于20%左右的铁质金属物左右的铁质金属物 主要市场主要市场: 欧洲欧洲 优点优点: 高性能，速度敏感高性能，速度敏感 缺点缺点: 噪音噪音,寿命短寿命短, 制动粉尘制动粉尘非石棉有机物非石棉有机物 (NAO，陶瓷配方，陶瓷配方): 主要为有机物主要为有机物, 如矿物纤维如矿物纤维, 橡胶橡胶, 石墨等石墨等 主要市场主要市场:欧洲欧洲,北美和亚洲北美和亚洲 优点优点: 噪音低噪音低,制动粉尘少制动粉尘少 缺点缺点: 高温和高负荷特性高温和

10、高负荷特性 (衰退衰退)性能比较一览表性能比较一览表摩擦材料的分类摩擦材料的分类摩擦材料的技术要求摩擦材料的技术要求 摩擦材料是车辆制动器中的关键安全零件主要应满足以下技术要求： 适宜而稳定的摩擦系数。 良好的耐磨性。 制动噪音低。 对偶面磨损较小。 具有良好的机械强度和物理性能。摩擦材料的技术要求摩擦材料的技术要求适宜而稳定的摩擦系数摩擦系数过高：噪音、磨损过快、伤对偶件 过低 ：不能满足整车使用要求 摩擦系数是评价任何一种摩擦材料的一个最重要的性能指标，关系着摩擦片制动功能的好坏。它不是一个常数，而是受温度、压力、摩擦速度或表面状态及周围介质因素等影响而发生变化的一个数。 温度是影响摩擦系

11、数的重要因素。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，产生的摩擦系数骤然降低，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摩擦材料的技术要求摩擦材料的技术要求 良好的耐磨性 摩擦材料的耐磨性是其使用寿命的反映，也是衡量摩擦材料耐用程度的重要技术经济指标。耐磨性越好，表示它的使用寿命越长。摩擦材料在工作过程中的磨损，主要是由摩擦接触表面产生的剪切力造成的。工作温度是影响磨损量的重要因素。当材料表面温度达到有机粘结剂的热分解温度范围时，有机粘结剂如橡胶、树

12、脂产生分解、碳化和失重现象。随温度升高，这种现象加剧，粘结作用下降，磨损量急剧增大，称之为“热磨损”。选用合适的减磨填料和耐热性好的树脂、橡胶，能有效地减少材料的工作磨损，特别是热磨损，可延长其使用寿命。制动噪音低摩擦材料的技术要求摩擦材料的技术要求 制动噪音关系到车辆行驶的舒适性，而且对周围环境特别是对城市环境造成噪音污染。对于轿车和城市公交车来说，制动噪音是一项重要的性能要求。对偶面磨损较小摩擦材料的技术要求摩擦材料的技术要求 摩擦材料制品的传动或制动功能，都要通过与对偶件即摩擦盘（鼓）在摩擦中实现。在此摩擦过程中，这一对摩擦偶件相互都会产生磨损，这是正常现象。但是作为消耗性材料的摩擦材料

13、制品，除自身应该尽量小的磨损外，对偶件的磨损也要小，也就是应该使对偶件的使用寿命相对的较长。这才充分显示出具有良好的摩擦性能的特性。同时在摩擦过程中不应将对偶件即摩擦盘或制动鼓的表面磨成较重的擦伤、划痕、沟槽等过渡磨损情况。 具有良好的机械强度性能摩擦材料的技术要求摩擦材料的技术要求 在摩擦工作过程中，摩擦材料除了要承受很高温度的同时，还要承受较大的压力与剪切力。因此要求摩擦材料必须具有足够的机械强度，以保证在加工或使用过程中不出现破损与碎裂。 摩擦材料主要评价指标 主要理化特性 密度 PH值 压缩性 剪切力 常温/高温粘结强度 盐雾试验 硬度 热膨胀 目前国内主要性能测试 AK-Master QC/T564 NVH test-SAE J2521 密度 - 验证配方 PH