專利名稱：摩擦對的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示良好的耐磨性、噪音性能、振動性能和制動性能的摩擦對。
背景技術(shù)：
為了確保安全性，用于工業(yè)機(jī)械、鐵路車輛、運(yùn)貨車輛、乘用車等中的制動襯墊、制動襯片、離合器襯片和其他摩擦材料需要具有高可靠性和日益增加的高性能。更具體地，因為摩擦材料通過摩擦將動能轉(zhuǎn)化為熱，所以它們對于在制動期間產(chǎn)生的摩擦熱必須具有足夠的耐熱性。另外，從運(yùn)行穩(wěn)定性考慮，摩擦材料必須還在溫度和天氣條件變化下顯示保持恒定的摩擦性能，具有在長時間周期內(nèi)性能發(fā)生很小變化的優(yōu)異耐磨性，并在制動或車輛振動期間不會產(chǎn)生噪音如振鳴聲。特別地，從產(chǎn)品價值和車輛的安靜考慮，認(rèn)為歸因于摩擦材料的摩擦振動的噪音和振動是重要的技術(shù)問題。為了滿足這些需要，通常通過組合使用幾種成分來形成摩擦材料。例如，使用用于保持摩擦材料形狀的纖維基材、對諸如纖維基材的成分進(jìn)行粘合的粘合劑、以及用于調(diào)節(jié)摩擦材料的各種性能(諸如耐磨性、耐熱性或摩擦系數(shù)的調(diào)節(jié)和穩(wěn)定)的填料的各種組合。通過利用熱壓對利用混合器將這些成分混合而得到的原料混合物進(jìn)行固化，隨后進(jìn)行成型、必要時的研磨、以及按大小分級(size)來制造摩擦材料。為了提高摩擦材料的制動性能，將高硬度且對提高摩擦材料的摩擦系數(shù)極其有效的硬質(zhì)粒子共混入摩擦材料中。盡管通過增加硬質(zhì)粒子的量可提高制動性能，但是硬質(zhì)粒子會使得配對材料受到磨損。由硬質(zhì)粒子造成的局部磨損導(dǎo)致配對材料的摩擦表面的不均勻磨損，同時源自磨損的配對材料的磨損碎片會殘留在摩擦表面上，從而加劇了摩擦對的摩擦表面的磨損。結(jié)果，摩擦材料的耐磨性可能下降，同時更易于產(chǎn)生噪音和振動。由此，難以在確保優(yōu)異的耐磨性、噪音性能和振動性能的同時保持摩擦材料的高制動性能。為了解決上述問題，例如，日本特開2003-268；352 (JP-A-2003468352)描述了一種含有基材纖維、粘合劑和摩擦改性劑的摩擦材料。所述摩擦改性劑含有由多孔硬質(zhì)粒子和固定在所述多孔硬質(zhì)粒子的孔中的高彈性物質(zhì)構(gòu)成的高彈性研磨材料。在JP-A-2003468352中所述的發(fā)明涉及一種構(gòu)成摩擦對的摩擦材料。然而，摩擦材料的制動性能和耐磨性由構(gòu)成摩擦表面的摩擦對中的材料組合來決定。因此，通過僅改善構(gòu)成摩擦對的一種摩擦材料的性能難以得到能夠充分發(fā)揮預(yù)期性能的摩擦對。具體地， 通過集中在構(gòu)成摩擦對的第一摩擦材料和第二摩擦材料兩者的摩擦表面上的材料設(shè)計，能夠得到具有優(yōu)異的耐磨性、噪音性能、振動性能和制動性能的摩擦材料。即便是僅對一種摩擦材料進(jìn)行設(shè)計，也需要以在試作和評價方面需反復(fù)試錯的方法，對適合上述摩擦材料的配對摩擦材料進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計。因此，對構(gòu)成摩擦對的摩擦材料進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計，可在摩擦對的開發(fā)中節(jié)省成本和時間，并可對摩擦對的性能提高進(jìn)行預(yù)測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有耐磨性、噪音性能、振動性能和制動性能的摩擦對。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的摩擦對通過相互摩擦滑動而產(chǎn)生摩擦力，且包括第一摩擦材料，所述第一摩擦材料包含第一硬質(zhì)粒子和莫氏(Mohs)硬度比所述第一硬質(zhì)粒子低的樹脂，其中所述樹脂覆蓋所述第一硬質(zhì)粒子的整個表面；和第二摩擦材料，所述第二摩擦材料含有第二硬質(zhì)粒子和莫氏硬度比所述第二硬質(zhì)粒子低且莫氏硬度比所述樹脂高的金屬材料或無機(jī)材料，其中所述金屬材料或無機(jī)材料構(gòu)成所述第二摩擦材料的基質(zhì)，所述第二硬質(zhì)粒子嵌入在所述第二摩擦材料的基質(zhì)中。所述摩擦對具有應(yīng)力分配機(jī)制，由此即使應(yīng)力作用在所述摩擦對上，施加到所述第一硬質(zhì)粒子或所述第二硬質(zhì)粒子上的應(yīng)力也能夠被所述樹脂、所述金屬材料或所述無機(jī)材料充分吸收。結(jié)果，所述第一硬質(zhì)粒子或所述第二硬質(zhì)粒子較不易受到屈服應(yīng)力以上的應(yīng)力。因此，利用所述第一硬質(zhì)粒子和所述第二硬質(zhì)粒子，所述摩擦對能夠產(chǎn)生高摩擦力， 同時實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的摩擦力穩(wěn)定性并抑制噪音和振動。在上述摩擦對中，所述第一摩擦材料可還含有構(gòu)成所述第一摩擦材料的基質(zhì)的彈性材料，其中所述第一硬質(zhì)粒子被所述樹脂包覆的樹脂包覆硬質(zhì)粒子嵌入在所述第一摩擦材料的基質(zhì)中。所述摩擦對可還滿足下列第一到第四條件中的至少一個1.所述第一摩擦材料還含有莫氏硬度比所述第一硬質(zhì)粒子低的第一無機(jī)粒子，且所述樹脂包覆硬質(zhì)粒子的平均直徑r。相對于所述第一無機(jī)粒子的平均直徑rf的第一比率 rc/rf為至少0. 2 ； 2.所述第二摩擦材料還含有莫氏硬度比所述第二硬質(zhì)粒子低的第二無機(jī)粒子，所述第二硬質(zhì)粒子的平均直徑&相對于所述第二無機(jī)粒子的平均直徑&的第二比率為至少0. 2 ；3.所述第一摩擦材料滿足下式(1)；以及4.所述第一摩擦材料和所述第二摩擦材料滿足下式(2)。
權(quán)利要求
1.一種通過相互摩擦滑動而產(chǎn)生摩擦力的摩擦對，所述摩擦對包含第一摩擦材料，所述第一摩擦材料含有第一硬質(zhì)粒子和莫氏硬度比所述第一硬質(zhì)粒子低的樹脂，其中所述樹脂覆蓋所述第一硬質(zhì)粒子的整個表面；和第二摩擦材料，所述第二摩擦材料含有第二硬質(zhì)粒子和莫氏硬度比所述第二硬質(zhì)粒子低且莫氏硬度比所述樹脂高的金屬材料或無機(jī)材料，其中所述金屬材料或無機(jī)材料構(gòu)成所述第二摩擦材料的基質(zhì)，所述第二硬質(zhì)粒子嵌入在所述第二摩擦材料的基質(zhì)中。
2.如權(quán)利要求1所述的摩擦對，其中所述第一摩擦材料還包含構(gòu)成所述第一摩擦材料的基質(zhì)的彈性材料，其中所述第一硬質(zhì)粒子被所述樹脂包覆的樹脂包覆硬質(zhì)粒子嵌入在所述第一摩擦材料的基質(zhì)中。
3.如權(quán)利要求2所述的摩擦對，其中所述摩擦對滿足下列四個條件中的至少一個，其中如果所述第一摩擦材料還含有莫氏硬度比所述第一硬質(zhì)粒子低的第一無機(jī)粒子，且所述樹脂包覆硬質(zhì)粒子的平均直徑相對于所述第一無機(jī)粒子的平均直徑的第一比率不低于 0.2，則滿足第一條件；如果所述第二摩擦材料還含有莫氏硬度比所述第二硬質(zhì)粒子低的第二無機(jī)粒子，且所述第二硬質(zhì)粒子的平均直徑相對于所述第二無機(jī)粒子的平均直徑的第二比率不低于0. 2， 則滿足第二條件；如果所述第一摩擦材料滿足下式(1)，則滿足第三條件
4.如權(quán)利要求3所述的摩擦對，其中所述摩擦對滿足全部所述第一至第四條件。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的摩擦對，其中所述第一硬質(zhì)粒子和所述第二硬質(zhì)粒子中的至少一種具有至少4. 5的莫氏硬度。
6.如權(quán)利要求3 5中任一項所述的摩擦對，其中所述摩擦對滿足所述第三條件，且所述樹脂的彈性模量不低于lGPa。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項所述的摩擦對，其中所述樹脂是選自聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚烯丙酯、聚砜和聚醚砜中的至少一種非結(jié)晶性樹脂。
8.如權(quán)利要求3 7中任一項所述的摩擦對，其中所述摩擦對滿足所述第一條件和所述第二條件中的至少一個條件，且所述第一無機(jī)粒子和所述第二無機(jī)粒子中的至少一種具有不超過4的莫氏硬度。
9.如權(quán)利要求3 8中任一項所述的摩擦對，其中所述摩擦對滿足所述第三條件，且所述彈性材料的彈性模量為至少lGPa。
10.如權(quán)利要求2 9中任一項所述的摩擦對，其中所述彈性材料含有選自酚醛樹脂、 改性酚醛樹脂、氨基樹脂、呋喃樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、熱固性聚酰胺酰亞胺樹脂、熱固性聚酰亞胺樹脂和有機(jī)硅樹脂中的至少一種樹脂。
11.如權(quán)利要求3 10中任一項所述的摩擦對，其中所述摩擦對滿足所述第一條件和所述第二條件中的至少一個條件，且所述第一比率和所述第二比率中的至少一個為至少 0. 3。
12.如權(quán)利要求11所述的摩擦對，其中所述摩擦對同時滿足所述第一條件和所述第二條件，且所述第一比率和所述第二比率都為至少0. 3。
13.如權(quán)利要求2 12中任一項所述的摩擦對，其中在所述第一摩擦材料中所述樹脂包覆硬質(zhì)粒子和所述彈性材料的濃度為至少5體積％，且所述樹脂包覆硬質(zhì)粒子對所述彈性材料的體積比范圍為2 1 1 50。
14.如權(quán)利要求1 13中任一項所述的摩擦對，其中所述第一摩擦材料(1)的彈性模量為 100 300MPa。
15.如權(quán)利要求1 14中任一項所述的摩擦對，其中所述第二摩擦材料的摩擦表面的表面粗糙度不超過10 μ m。
全文摘要
一種通過相互摩擦滑動而產(chǎn)生摩擦力的摩擦對，所述摩擦對包括第一摩擦材料(1)，所述第一摩擦材料(1)含有第一硬質(zhì)粒子(11)和莫氏硬度比所述第一硬質(zhì)粒子(11)低的樹脂(12)；和第二摩擦材料(2)，所述第二摩擦材料(2)含有第二硬質(zhì)粒子(21)和莫氏硬度比所述第二硬質(zhì)粒子(21)低且莫氏硬度比所述樹脂(12)高的金屬材料或無機(jī)材料(24)。所述第一摩擦材料(1)的所述樹脂(12)覆蓋所述第一硬質(zhì)粒子(11)的整個表面，且所述第二摩擦材料(2)的所述金屬材料或無機(jī)材料(24)構(gòu)成基質(zhì)，所述第二硬質(zhì)粒子(21)嵌入在所述基質(zhì)中。
文檔編號F16D69/02GK102348906SQ201080011573
公開日2012年2月8日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者志村好男, 鹽見幸廣, 磯野宏, 若松智之, 藤川裕之, 西脅正明, 長澤裕二, 阿部健司 申請人:豐田自動車株式會社, 株式會社愛德克斯