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| 南通海天新型摩擦片有限公司 |
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在變速器和制動系統(tǒng)中，磨擦片的磨擦性能起著重要的作用。本文報道由賀爾碧格傳動技術(shù)公司開發(fā)成功和一種碳纖維新型磨擦材料，它既能顯著的改善磨擦性能。又能滿足作用壽命長的要求。
1 兩種磨擦材料
傳統(tǒng)的濕式磨擦材料的制造是通過紙槳磨擦材料的配料混合制成。這種用傳統(tǒng)工藝手段制成的紙基磨擦檣料在高載荷的使用條件下顯示出一些明顯的缺點：
（1）與銅基磨擦材料相比，紙基材料在具有較高的磨擦系數(shù)的同時呈現(xiàn)出較差的耐溫性；
（2）紙基材料比銅基材料有更好的油兼容性。但這種兼容性在實際使用中仍嫌不足；
（3）紙基材料的熱傳導(dǎo)性較差在載荷大的情況下較易在表面產(chǎn)生局部的熱斑。
針對上述問題，解決的辦法是采用碳纖作為磨擦材料。
但是實際上人們并沒有廣泛地采用碳纖維作為磨擦村料，其主要原因是由于采用碳纖維后磨擦材料的成本太高，一般優(yōu)質(zhì)紙基磨擦材料的成本約為每公斤80元，若采用碳纖維，則每公斤的成本高達520元。
以碳纖維作為磨擦材料能夠滿足變速器的制動系統(tǒng)的設(shè)計要求，它具有的特點：
（1）動磨擦系數(shù)高且恒定；（2）動、靜磨擦系數(shù)之比接近1：1；（3）磨合周期短；（4）磨損��；（5）抗過載性好；（6）油兼容性好。
為此給制造者提出了這樣的課題：要求改善磨擦材料的性能而又保持產(chǎn)品的原有價格。
2 技術(shù)上采取的措施
由于好的紙基磨擦層在達到它的使用壽命時所受到的磨損僅僅占整個厚度的10%-15%。磨擦層厚度的減少主要是由于磨擦材料的孔隙度減少和材料的致密度的增加；表面材料的磨損則主要是由于樹脂在高溫下的裂解造成的。樹脂的作用是把纖維和顆粒固定在表面上，一旦樹脂在高溫下被破壞，表面上自由的纖維和顆粒便被油帶走。
為此采用了新型的雙層結(jié)構(gòu)。磨擦材料的表面上有一層極薄的碳纖維具有優(yōu)異的耐磨性和耐溫性。下層為普通的紙基磨擦材料，碳纖維層與下層材料之間也有著結(jié)構(gòu)上的連接，而不是僅依賴于樹脂。碳纖維的良好的導(dǎo)熱性和耐溫性可以很好的保護下層的材料。
碳纖維磨擦材料良好的彈性特征也是它取得成功的一個生果原因。碳纖維的下層材料是同耐溫纖維和吸油性好的粉末組成。通過使用特殊的樹脂使之形成一層穩(wěn)定的，疏松的，并且具有彈性的底層。在離合器的接合和分離過程中，底層材料中的油流出和吸入材料帶走熱量，從而使磨擦片的工作溫度保持在較低水平。
3 工藝上的措施
事實上，僅僅需要很薄的一層碳纖維便能達到改善紙基磨擦特性的目的。我們的目標(biāo)是在磨擦材料的表面上形成20-30g/m²的均勻的碳纖維層。在制造過程中這極薄的表層有僅要分布均勻而且須與基層材料牢固結(jié)合。底層材料選用耐高溫的纖維。因?qū)ζ淠ゲ撂匦缘囊蠼档汀r格也較為低廉。最終的目標(biāo)是通過這種組合使整個磨擦片的價格與傳統(tǒng)的紙基磨擦片的價格相接近。
另外的一些技術(shù)問題也幾須在制造工藝過程中得以解決；
（1）碳纖維有水中和樹脂粘合過程中的濕潤度的控制；
（2）干燥過程中，上下層之間不同材料而引起的不同收縮度；
（3）相對平滑而且硬直的碳纖維與底層結(jié)構(gòu)間的連接。
4 試驗
賀爾碧格的碳纖維磨擦材料的磨擦系數(shù)處在紙基和銅基磨擦片之間。但是其磨擦系數(shù)在其整個使用壽命周期內(nèi)幾乎不發(fā)生變化。而紙基磨擦片則會有相當(dāng)大的下降。
實驗也證明，這種碳基磨擦片的磨擦系數(shù)在各種不同的油中相當(dāng)穩(wěn)定。而紙基和銅基磨擦片的磨擦系數(shù)則顯示出較強的對油的依賴性。特別是當(dāng)在油中加入不同的添加劑時，碳基的摩擦片的磨擦系數(shù)變化很小。通過試驗反映出抗熱斑的性能得以改善。紙基材料（四其他制造商提供）在0.85J/mm²和5W/mm²時產(chǎn)生熱斑，而賀爾碧格的碳基材料能達到1.15J/mm²和5W/mm²。
碳基磨擦片具有相近的靜，動磨擦系數(shù)。因此它能提供與紙基磨擦片一樣的平滑的換擋。同時它又沒有紙基磨擦片那樣易磨損和在整個使用周期內(nèi)磨擦系數(shù)不恒定的缺點，從而使得減少變速器的維護次數(shù)成為可能的。 |
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