專利名稱：濕式碳-碳摩擦材料和摩擦元件及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種在油中工作的、可適用于離合器、制動器、同步器工況的新型摩 擦材料和摩擦元件及制造方法，屬于一種摩擦材料及其制備。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，用于離合和制動的濕式摩擦材料包括濕式銅基摩擦材料、紙基摩擦材 料、橡膠高彈摩擦材料。濕式銅基摩擦材料存在動摩擦系數(shù)低、靜動摩擦系數(shù)差別大、離 合或制動時沖擊大、在較高的功率負(fù)荷條件下摩擦系數(shù)衰退大甚至失效、摩擦系數(shù)隨工作 條件變化時波動大等缺點。紙基摩擦材料和橡膠高彈摩擦材料只能在較低的界面溫度下工 作，基體強(qiáng)度低不能承受較高的壓力載荷、在較高的能量負(fù)荷條件下摩擦系數(shù)衰退大、摩 擦系數(shù)隨工作條件變化時波動大、抗過載能力極差。這些濕式摩擦材料及由其制得的摩擦 元件不能滿足離合器和制動器向高比壓、高線速度、結(jié)構(gòu)小型化發(fā)展的要求，特別是不能 滿足目前高比壓或高線速度或高滑摩功及功率工況的離合和制動領(lǐng)域，以及離合制動頻繁 和連續(xù)打滑又要求具有好的耐久性和可靠性的工況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一種具有極高的強(qiáng)度和韌性、極好的 熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、極強(qiáng)的抗過載能力、極好的可靠性和耐久性的濕式碳-碳摩擦材 料和摩擦元件及制造方法。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的， 一種濕式碳-碳摩擦材料，它是以碳纖維 編織布為骨架，在其內(nèi)氣相沉積碳為粘結(jié)相后形成濕式碳-碳摩擦材料。
所述的碳纖維編織布為單層，由3K或6K或12K碳纖維編織而成。經(jīng)在碳纖維編織 布內(nèi)氣相沉積碳后，所沉積的碳作為粘結(jié)相，氣相沉積碳量占總量的5%-35%。
一種主要包含有所述的濕式碳-碳摩擦材料的摩擦元件，該摩擦元件包括一鋼件，該鋼 件上用專用膠粘劑粘貼有所述的濕式碳-碳摩擦材料直接得到濕式碳-碳摩擦元件，或?qū)ζ?摩擦層進(jìn)行表面機(jī)加后得到濕式摩擦元件。
所述的專用膠粘劑為一種有機(jī)復(fù)合型膠粘劑，由丁腈膠乳5%-25%、環(huán)氧樹脂5%_25%、 酚醛樹脂50%-90%混合制成。
所述的專用膠粘劑還加入有偶聯(lián)劑、促進(jìn)劑、擴(kuò)鏈劑中的至少一種，加入量為總量的 0. 5%-9%。
一種所述的摩擦元件的制造方法，該方法是①制作鋼件，采用目前濕式摩擦離合器、 制動器和同步器內(nèi)摩擦元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料設(shè)計而成；②濕式碳-碳摩擦材料的制作，選 用單層碳纖維編織布為為基體骨架，在碳纖維編織布內(nèi)氣相沉積，所沉積的碳作為粘結(jié)相; ③貼片工藝，采用所述專用膠粘劑將所述濕式碳-碳摩擦材料粘于鋼件的至少一個面上，并 可不進(jìn)行機(jī)加工而直接得到濕式碳-碳摩擦元件，或?qū)ζ淠Σ翆舆M(jìn)行表面機(jī)加后得到濕式碳 -碳摩擦元件。
所述的濕式碳-碳摩擦材料的氣相沉積碳量占總量的5%-35%，并保持材料具有 25%-55%的連通孔隙，且濕式碳-碳摩擦材料在170(TC-2200。C條件下熱處理，使氣相沉積 碳致密化，保證材料的摩擦磨損和熱性能。
所述的濕式碳-碳摩擦材料的粘貼表面為平面或錐面；將專用膠粘劑分別涂覆于鋼件和 濕式碳-碳摩擦材料表面，膠層厚度0.08mm-0.3mm;拼接后在0.05MPa-0.5MPa壓力、180°C -220'C溫度條件下保溫1小時-2.5小時。
本發(fā)明與傳統(tǒng)的濕式銅基、紙基和其它有機(jī)類摩擦材料相比，它具有極高的強(qiáng)度和韌 性、極好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、極高的能量吸收和功率吸收能力、高而穩(wěn)定的摩擦系 數(shù)、低磨耗率等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的制造工藝流程框圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹本發(fā)明主要包括①制作鋼件， 選用鋼材，通過沖裁和/或機(jī)加工和/或熱加工，并經(jīng)表面處理制成專用鋼件；該鋼件采用 目前濕式摩擦離合器、制動器和同步器內(nèi)摩擦元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料設(shè)計而成；
②濕式碳-碳摩擦材料的制作，以單層碳纖維編織布為基體骨架，該碳纖維編織布為由 3K或6K或12K碳纖維二維編織而成；在碳纖維編織布內(nèi)氣相沉積，所沉積的碳作為粘結(jié)
相，氣相沉積碳量占總量的5%-35%，并保持材料具有25%-55%的連通孔隙。濕式碳-碳摩 擦材料在170(TC-220(TC條件下熱處理，使氣相沉積碳致密化，保證材料的摩擦磨損和熱 性能；沖裁成型。
③貼片工藝，采用所述專用膠粘劑將所述濕式碳-碳摩擦材料粘于鋼件的至少一個面
上，并可不進(jìn)行機(jī)加工而直接得到濕式碳-碳摩擦元件，或?qū)ζ淠Σ翆舆M(jìn)行表面機(jī)加后得到 濕式碳-碳摩擦元件。
所述的專用膠粘劑由丁腈膠乳5%-25%、環(huán)氧樹脂5%-25%、酚醛樹脂50%-90%混合制成，其 中各組份的配比均為重量百分比計，本發(fā)明所涉及的均與上述相同。本發(fā)明對酚醛樹脂和 丁腈膠乳組分進(jìn)行預(yù)接枝后再與環(huán)氧樹脂混合，再調(diào)節(jié)濃度。為適應(yīng)某些特殊要求，本發(fā) 明還可在專用膠粘劑中再加入偶聯(lián)劑、促進(jìn)劑、擴(kuò)鏈劑中的至少一種，加入量總量為 0.5%-9%。
本發(fā)明對上述的鋼件及濕式碳-碳摩擦材料的表面涂膠及去除揮發(fā)物，拼片并貼片； 貼片工藝為采用所述專用膠粘劑將所述濕式碳-碳摩擦材料粘于鋼件的至少一個面上，
粘貼表面為平面或錐面；其方法為將膠粘劑分別涂覆于鋼件和濕式碳-碳摩擦材料表面，膠
層厚度0.08mm-0.3mm;拼接后在0.05MPa-0.5MPa壓力、180。C-220。C溫度條件下保溫1
小時-2.5小時。
所制得的濕式碳-碳摩擦材料用專用膠粘劑粘貼到鋼件上后可不進(jìn)行機(jī)加工而直接得 到濕式碳-碳摩擦元件，也可以對其摩擦層進(jìn)行表面機(jī)加后得到濕式碳-碳摩擦元件。
所述摩擦材料及由該摩擦材料制得的摩擦元件動摩擦系數(shù)0.9 0.12，靜摩擦系數(shù) 0.10 0.13，在整個工作期內(nèi)及在不同的工作條件下摩擦系數(shù)穩(wěn)定，功率吸收能力達(dá) 10W/mn^以上，能量吸收能力達(dá)5.5J/mn^以上，磨耗率《1 X 10—7mm3/J。
本發(fā)明所述的濕式碳-碳摩擦材料及其摩擦元件可用于現(xiàn)有材料及其元件無法勝任的 車輛后轎差速器、重型車同步器和其它重載濕式離合制動器領(lǐng)域。盡管其制造成本較高， 但在其它領(lǐng)域替代現(xiàn)有技術(shù)可使使用壽命延長，可靠性、耐久性大大提高。
權(quán)利要求
1、一種濕式碳-碳摩擦材料，其特征在于它是以碳纖維編織布為骨架，在其內(nèi)氣相沉積碳為粘結(jié)相后形成濕式碳-碳摩擦材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕式碳-碳摩擦材料，其特征在于所述的碳纖維編織布為單 層，由3K或6K或12K碳纖維編織而成。經(jīng)在碳纖維編織布內(nèi)氣相沉積碳后，所沉積的 碳作為粘結(jié)相，氣相沉積碳量占總量的5%-35%。
3、 一種主要包含有如權(quán)利要求1或2所述的濕式碳-碳摩擦材料的摩擦元件，其特征 在于該摩擦元件包括一鋼件，該鋼件上用專用膠粘劑粘貼有所述的濕式碳-碳摩擦材料直 接得到濕式碳-碳摩擦元件，或?qū)ζ淠Σ翆舆M(jìn)行表面機(jī)加后得到濕式摩擦元件。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述摩擦元件，其特征在于所述的專用膠粘劑為一種有機(jī)復(fù)合型 膠粘劑，由丁腈膠乳5%-25%、環(huán)氧樹脂5%-25%、酚醛樹脂50%-90%混合制成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的摩擦元件，其特征在于所述的專用膠粘劑還加入有偶聯(lián)劑、 促進(jìn)劑、擴(kuò)鏈劑中的至少一種，加入量為總量的0.5 /。-9%。
6、 一種如權(quán)利要求3、 4、 5所述的摩擦元件的制造方法，該方法是制作鋼件，采 用目前濕式摩擦離合器、制動器和同步器內(nèi)摩擦元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料設(shè)計而成；濕式碳 -碳摩擦材料的制作，選用單層碳纖維編織布為為基體骨架，在碳纖維編織布內(nèi)氣相沉積， 所沉積的碳作為粘結(jié)相；貼片工藝，采用所述專用膠粘劑將所述濕式碳-碳摩擦材料粘于鋼 件的至少一個面上，并可不進(jìn)行機(jī)加工而直接得到濕式碳-碳摩擦元件，或?qū)ζ淠Σ翆舆M(jìn)行 表面機(jī)加后得到濕式碳-碳摩擦元件。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的摩擦元件的制造方法，其特征在于所述的濕式碳-碳摩擦材 料的氣相沉積碳量占總量的5%-35%，并保持材料具有25%-55%的連通孔隙，且濕式碳-碳摩擦材料在170(TC-220(TC條件下熱處理，使氣相沉積碳致密化，保證材料的摩擦磨損 和熱性能。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的摩擦元件的制造方法，其特征在于所述的濕式碳-碳摩 擦材料的粘貼表面為平面或錐面；將專用膠粘劑分別涂覆于鋼件和濕式碳-碳摩擦材料表 面，膠層厚度0.08mm-0.3mm;拼接后在0.05MPa-0.5MPa壓力、18(TC-22(TC溫度條件下 保溫1小時-2.5小時。
全文摘要
一種濕式碳-碳摩擦材料和摩擦元件及制造方法，所述的濕式碳-碳摩擦材料是以碳纖維編織布為骨架，在其內(nèi)氣相沉積碳為粘結(jié)相后形成；所述的摩擦元件包括一鋼件，該鋼件上用專用膠粘劑粘貼有所述的濕式碳-碳摩擦材料并得到；所述的制造方法，包括①制作鋼件，②濕式碳-碳摩擦材料的制作；③貼片工藝，采用專用膠粘劑將所述濕式碳-碳摩擦材料粘于鋼件的至少一個面上制成；它具有極高的強(qiáng)度和韌性、極好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、極高的能量吸收和功率吸收能力、高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)、低磨耗率等優(yōu)點。
文檔編號F16D69/02GK101178105SQ200710157159
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
發(fā)明者劉有德, 徐小和, 戴國文 申請人:杭州前進(jìn)齒輪箱集團(tuán)有限公司