[发明专利]一种碳基耐磨材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车零配件技术领域，尤其是涉及一种用于汽车零部件的耐磨材料。

背景技术

传统的湿式磨擦材料的制造是通过纸桨磨擦材料的配料混合制成。这种用传统工艺手段制成的纸基磨擦材料在高载荷的使用条件下显示出一些明显的缺点：（1）纸基材料在具有较高的磨擦系数的同时呈现出较差的耐温性；（2）纸基磨擦材料比铜基磨擦材料有更好的油兼容性，但这种兼容性在实际使用中仍嫌不足；（3）纸基材料的热传导性较差，在载荷大的情况下较易在表面产生局部的热斑。

发明内容

      针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种碳基耐磨材料及其制备方法。本发明成本低，耐磨性和耐温性优异。

      本发明的技术方案如下：

一种碳基耐磨材料，由耐磨层及支撑层组成，所述耐磨层的组分及各组分的质量百分比为：碳纤维10~25%、丙烯腈浆粕5~10%、棉绒浆粕15~20%、纳米酚醛树脂18~25%、石墨3~8%、铁红3~8%、氧化铝1~5%、碳酸钙5~15%、羧基丁腈胶乳3~6%、硫酸铝1~2%、氢氧化钠0.7~1.4%、聚丙烯酰胺0.01~0.03%；

所述支撑层的组分及各组分的质量百分比为：棉绒浆粕20~30%、玻璃纤维25~40%、碳酸钙0~30%、硫酸铝1~2%、聚丙烯酰胺0.01~0.03%、纳米酚醛树脂15~25%、纺织业边角料0~30%。

一种碳基耐磨材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）将所述耐磨层及支撑层分别按其组分配比混合均匀，并分别添加质量为其混合物1~5倍的水，形成耐磨层混合液及支撑层混合液；

（2）耐磨层混合液及支撑层混合液通过不同管道同时流延到丝网上层叠起来，其中耐磨层在上层，支撑层在下层；

（3）丝网处于振动状态，使耐磨层中的纤维穿过支撑层，并通过滚子挤压使耐磨层与支撑层牢固连接；

（4）耐磨层与支撑层连接后形成本发明碳基耐磨材料，其中残留的水分通过挤压和烘干脱去。

本发明有益的技术效果在于：

本发明磨擦材料的表面上有一层极薄的碳纤维，密集度为20~30g/m²，分布均匀，具有优异的耐磨性和耐温性。碳纤维层与基层材料之间不仅依靠树脂粘结，而且有纤维穿插连接，与基层材料牢固结合。碳纤维良好的导热性和耐温性可以很好的保护基层的材料。因对其磨擦特性的要求降低，价格也较为低廉，整个磨擦片的价格与传统的纸基磨擦片的价格相接近，可以用于贴附于汽车同步器齿环上的摩擦衬层。  

具体实施方式

实施例1

本碳基耐磨材料的制备方法为：

（1）将耐磨层的组分：碳纤维18%、丙烯腈浆粕8%、棉绒浆粕19%、纳米酚醛树脂22%、石墨6%、铁红6%、氧化铝3%、碳酸钙10%、羧基丁腈胶乳5%、硫酸铝1.98%、氢氧化钠1%、聚丙烯酰胺0.02%混合，添加混合物质量3倍的水，配成耐磨层混合液；

将支撑层的组分：棉绒浆粕24%、玻璃纤维30%、碳酸钙14%、硫酸铝1.98%、聚丙烯酰胺0.02%、纳米酚醛树脂18%、棉线纺织边角料12%混合，添加混合物质量3倍的水，配成耐磨层混合液； 

（2）耐磨层混合液及支撑层混合液通过上下两条不同管道，同时流延到丝网上层叠起来，其中耐磨层在上层，支撑层在下层；

（3）丝网处于振动状态，使耐磨层中的纤维穿过支撑层，并通过悬浮滚子挤压使耐磨层与支撑层牢固连接；

（4）耐磨层与支撑层连接后形成本发明碳基耐磨材料，其中残留的水分通过挤压滚子和烘干单元脱去。

在HF-35WT湿式摩擦材料试验台进行本发明制备的碳基摩擦材料以及普通纸基和铜基摩擦材料的性能测试。碳基磨擦片的磨擦系数（0.12）在纸基（0.15）和铜基（0.1）磨擦片的磨擦系数之间。纸基材料在0.85J/mm²时产生热斑，而碳基材料能达到1.15J/mm²。碳基磨擦片具有相近的静、动磨擦系数，因此它能提供与纸基磨擦片一样的平滑的换挡；同时它又没有纸基磨擦片那样易磨损和在整个使用周期内磨擦系数不恒定的缺点，从而使得减少变速器的维护次数成为可能。