石墨和焦炭在摩擦材料产品的应用-青岛中孚行贸易有限公司ppt课件

1、石墨和焦炭在摩擦资料产品的运用撰稿人：Nicholas T. Mares报告人：张世忠 CFMSA 培训班2021.3石墨和焦炭在摩擦资料产品的运用本报告分五部分根本的配方在不同的配方和市场中石墨和焦炭的运用种类 石墨和焦炭在摩擦资料中的功能石墨和焦炭资料的分类几种有代表性的资料在盘式片的DEA测试半金属配方金属纤维金属粉末摩擦粉焦碳石墨酚醛树脂重晶石橡胶陶瓷配方酚醛树脂芳纶 重晶石陶瓷纤维铜纤维腰果壳橡胶二硫化钼石墨焦碳硫化锑其它的金属硫化物 钛酸钾其它填料NAO 配方各种有机纤维摩擦粉橡胶石 墨焦碳酚醛树脂芳纶云母金属硫化物配方石墨和焦炭在配套产品的运用配套产品半金属配方陶瓷配方鼓式片烧结

2、式的人造石墨美国欧盟亚洲85 %65 %70%65 %60%65%20 %15 %20 %50%40 %45 %鳞片石墨美国欧盟亚洲15 %35 %30%35 %40%35%30 %45 %40 %45 %55 %50%隐晶质石墨美国欧盟亚洲 5 % 5 % 5 % 5 % 5 % 5 %50 %35 %35 % 5 % 5 % 5 %晶质线状石墨美国欧盟亚洲 5 % 5 % 5 % 5 % 5 % 5 % 5 %5 % 5 %5 %5 %5 %石油焦美国欧盟亚洲90 %95 %95 %95 %95 %85 %80 %90 %90%10 %65 %70%冶金焦美国欧盟亚洲10 %5 %5 %5

3、 %5 % 5 %20 %10 %10 %0 %65 %70%碳素在售后产品的运用售后产品半金属配方陶瓷配方鼓式片烧结式人造石墨美国欧盟亚洲75 %50 %60 %60 %50 %65 %10 %10 %20 %40 %40 %45 %鳞片石墨美国欧盟亚洲25 %50 %40 %40 %50 %35 %35 %50 %40 %55 %55 %50%隐晶质石墨美国欧盟亚洲 5 % 5 % 5 % 5 % 5 % 5 %55 %40 %35 % 5 % 5 % 5 %晶质线状石墨美国欧盟亚洲 5 % 5 % 5 % 5 % 5 % 5 %隐晶质石墨焦碳在摩擦配方中的作用稳定摩擦力很高的热性能，不伤

4、摩擦面 能提高摩擦资料内部的孔隙率从而协助减少噪音可以延伸摩擦资料的寿命焦碳石油焦沥青焦 冶金焦石油焦煅烧海绵状石油焦煅烧针状焦煅烧圆形焦粒度从3英寸到5微米不等。大多数石油焦，含碳量在99%以上，但是也可以提供含碳量为96%的石油焦。海绵焦形状针状焦形状圆形焦形状Equal Properties in all directions焦碳性能Type类型Carbon含碳量 Size粒度Pd 6500 psi (g/cc)压制密度Pd 32500 psi (g/cc)压制密度Expansion 6500 psi%膨胀率SA (M2/g)表面积SV (g/in3)斯科特容积Tamp. Vol. (c

5、c/g) 振实体积海绵状 99 20X1001.391.7411.231.6215.060.99海绵状 99-2001.461.7314.707.828.551.00针状焦99 20X1001.601.9321.130.2813.401.06针状焦99-2001.711.9619.960.8710.580.96圆形焦99.5620X1001.371.6815.92.3816.90.87冶金焦92.2220X1001.271.629.980.4311.031.28冶金焦90.78-2001.371.6113.8416.588.381.11如今我们来看看，不同种类的石墨和焦炭资料在一样的粒度下的性

6、能比较。产品对照20目到100目Type类型Carbon含碳量Pd 6500 psi (g/cc)压制密度Pd 32500 psi (g/cc)压制密度Expansion 6500 psi%膨胀率SA (M2/g)表面积SV (g/in3)斯科特容积Tamp. Vol. (cc/g) 振实体积Art Conv针状石墨99.871.992.2325.50.812.71.17Mold Stk普通石墨99.991.542.01241.212.731.15Graphco石墨化焦99.71.752.21561.713.121.12Amorph隐晶质石墨80.11.832.1611.4615.8116.2

7、20.86A FlakeA 鳞片石墨962.172.296.050.689.931.39B FlakeB 鳞片石墨962.142.307.152.007.481.51C FlakeC 鳞片石墨962.132.287.521.407.901.50Sri Lankan斯里兰卡93.552.202.294.831.5217.600.85Sponge 海绵状焦991.391.7411.231.6215.060.99Needle针状焦991.601.9321.130.2813.401.06Met冶金焦92.221.271.629.980.4311.031.28Fluid Coke圆形焦99.561.37

8、1.6815.92.3816.90.87产品对照 -200目Type类型Carbon含碳量Pd 6500 psi (g/cc)压制密度Pd 32500 psi (g/cc)压制密度Expansion 6500 psi%膨胀率SA (M2/g)表面积SV (g/in3)斯科特容积Tamp. Vol. (cc/g) 振实体积Art Conv针状石墨99.81.922.21396.55.701.57Mold Stk普通石墨99.91.722.1116.116.156.291.39Graphco石墨化焦99.81.822.19348.94.391.82Amorph隐晶质石墨83.51.812.1612

9、.1819.896.291.32A FlakeA 鳞片石墨962.052.267.442.795.611.65B FlakeB 鳞片石墨962.072.2515.313.675.281.70C FlakeC 鳞片石墨962.072.278.532.617.701.4Sri Lankan斯里兰卡98.772.042.257.132.506.941.27Sponge 海绵状焦991.461.7314.707.828.551.00Needle针状焦991.711.9619.960.8710.580.96Met冶金焦90.781.371.6113.8416.588.381.11灰分分析的对比Type

10、类型Carbon含碳量Ash灰分Al2O3CaOFe2O3K2OMgOMnO2Na2OSiO2Tio2Needle 针状石墨991%3.711.8881.580.050.090.050.0510.721.41Isotropic普通石墨991%1.360.517.840.210.090.010.315.3762.07Graphco石墨化焦991%8.3919.9112.271.231.270.170.7749.461.55Vein 晶质线装石墨973%2.82.435.670.053.560.120.1354.550.24Amor隐晶质石墨8416%24.147.827.852.91.850.1

11、61.0452.431.55Flake A 鳞片石墨964%12.6119.5415.541.358.060.142.538.40.33Flake B 鳞片石墨 964%10.694.1522.381.410.690.362.945.730.37Flake C 鳞片石墨964%52.630.0210.20.10.310.80.0435.530.05Sponge 海绵状焦991%3.189.4426.381.211.560.162.8110.370.46Needle Coke 针状焦991%27.293.1725.20.73.530.262.2234.730.61Fluid Coke 圆形焦99

12、1%20.121.59.811.292.810.320.8138.920.84Met Coke冶金焦901%28.351.527.032.070.780.050.4657.881.48测试数据 前面我们引见了石墨和焦炭，接下来的幻灯片将展现它们在实践运用中的测试数据。回归比力矩回归比力矩简称RST)用来替代以下数据中的摩擦系数(简称COFRST不等于COF，但是成比例关系。单位是Nm/kPa，等于有效的制动转矩除以制动系统的压力。RST方法是一种简单化的模型，被格林实验室所运用。测试内容阐明 最常用的半金属配方中石墨所占的比例大约占17按分量比。盘式刹车片成型后, 运用制动测力计来测试。该部分

13、主要研讨用在半金属配方盘式刹车片的各种石墨和焦炭资料。碳素资料物理和化学属性孔隙分析较低的真实密度阐明石墨化焦和针状焦具有一些孔隙构造， DS9019也具有相当多的孔隙构造。假设碳素具有的比重是2.2,下面三种资料的内孔隙的比重为： Graphco 5.5DS9019 27.3%F108A 4.1%灰份分析半金属配方 资料成分分量 %体积 %固体光滑剂石墨16.725.0碳填料焦炭6.210.0金属铁铁粉&钢纤维58.126.0粘结剂酚醛树脂8.121.9无机填料硫酸钡等7.16.0有机添加剂腰果和橡胶2.88.2有机纤维预成型纤维1.02.9半金属配方加工过程配方混合:Patterson K

14、elley 混料机批次分量- 3.2 kg成型:运用成型机来消费#FMS1 7-D215 盘式刹车片摩擦资料的测试 制动测试由格林实验室DEA测试完成。测试结果以详细的比力矩为根底在DEA功能测试的最后，经过测试比力矩来测试实验后的摩擦程度。两轮磨损测试后就可以确定磨损的程度。经过检验每次制动后的衬片厚度来检测。根据制动测试进展三次后，得到各种石墨的磨损率。刹车盘的磨损也进展测试和阐明。每制动一百万次，测一次刹车盘的磨损。在测试的开场和终了时，测试刹车盘外表的磨损程度。测试终了后，评价盘式刹车片和刹车盘的总体情况。测试样品的产生.运用以下两种方法进展预成型：方法A 2.5 tons/in2 6

15、0 seconds方法B-1.25 tons/in2 10 seconds很明显方法A比如法B的压制效果更好，成型越薄强度越高，也就越称心，这样在实验中就不容易粉碎。下面的六种石墨和焦炭资料按照厚度的添加也就是强度的减少陈列顺序如下： 4071 SD20/100 F108A Graphco DS9019在方法A中， DS9019的性能很软，其他资料的强度适中。在方法 B中，一切的资料成型都很软，石墨化焦和DS9019的强度比其他资料更软, DS9019最软。各种资料的厚度的比较DEA测试结果图片中的平均摩擦程度清楚阐明了大部分的摩擦性都类似，除了高纯度的隐晶质石墨具有较高的摩擦性能。下面的幻灯

16、片提供了很多测试过程中摩擦性能的比较。不同温度的平均摩擦程度在315度和425度的温度下，各种资料的摩擦程度。SD20/100的磨损程度比4071的要高。4071 的磨损程度跟DS9019石墨化焦很类似，但是它们的在不同的温度下却表现处不同的特点。4071具有很好的摩擦稳定性，而1155的摩擦损失是最大的。磨损1格林实验室报告首先概括了15个刹车片的制动测试仪的报告，然后每5个刹车片的分析数据，得到最终的平均磨损数据。所以这样的数据很有代表性，能阐明磨损测试过程中的摩擦性能的情况。每次制动后磨损磨损21.SD20/100的磨损比4071人造石墨要高。2.石墨化焦和F108A针状焦的磨损数据显示，其磨损性能跟4071类似。3.DS9019脱硫石墨的磨损跟4071人造石墨和石墨化焦类似。4071人造石墨具有很好的摩擦稳定性，1155的磨损最大。摩擦资料磨损1.相比4071， SD20/100的磨损非常高。2.F108A针状焦跟SD20/100具有类似磨损率。3.石墨化焦跟4071人造石墨具有类似的磨损。 DS9019脱硫石墨在低温时比4071的磨损要底，在425度时磨损几乎类似。刹车盘磨损 1刹车盘的厚度的添加和降低都能阐明刹车盘的磨损情况.刹车盘磨损总体来说，以上数听阐明刹车盘的磨损不是很大。在很多的情况下，测试末尾，刹车盘净磨损可以忽略不计。以上的结果阐明，比如1155，在低温时