本發(fā)明涉及摩擦材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種摩擦材料及摩擦制品。

背景技術(shù)：

目前，摩擦材料一般分為粉末冶金摩擦材料和復(fù)合摩擦材料兩類。復(fù)合摩擦材料具備適當(dāng)?shù)挠捕?、比重低、工藝?jiǎn)單而在各類商用、乘用車以及普通火車等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，其缺點(diǎn)是耐熱低，不能長(zhǎng)期工作于350℃以上的場(chǎng)合，雖然有半金屬復(fù)合材料能夠短時(shí)間工作于350℃附近，但因其較高的鐵含量，會(huì)在使用中生銹。粉末冶金摩擦材料因耐高溫而在對(duì)使用溫度要求較高的領(lǐng)域如礦山機(jī)械和高鐵等領(lǐng)域應(yīng)用，缺點(diǎn)是硬度高，比重大且易產(chǎn)生制動(dòng)噪音，且生產(chǎn)工藝需要?dú)夥諢Y(jié)，工藝難度高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種摩擦材料及摩擦制品。該摩擦制品在能夠保證硬度要求的同時(shí)具有較高的耐熱性能，且制造工藝簡(jiǎn)便，并且摩擦制品中不含鐵，不會(huì)銹蝕。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：

摩擦材料，它包括金屬纖維25-35重量份，酚醛樹脂2-4重量份、丁腈橡膠1-2重量份、硫酸鋇37-64重量份、氧化鋁1-4重量份、鉻鐵礦1-4重量份、石墨2-5重量份、石油焦顆粒2-5重量份及云母2-6重量份，所述金屬纖維包括多根復(fù)合鎳錫金屬纖維絲，所述多根復(fù)合鎳錫金屬纖維絲以無序狀態(tài)分布，每根復(fù)合鎳錫金屬纖維絲中以鎳?yán)w維為主干，錫纖維分成多段自下而上纏繞在鎳?yán)w維上，每段錫纖維的首未端分別突出于主干的兩側(cè)。

上述方案中，每根復(fù)合鎳錫金屬纖維絲中鎳?yán)w維的直徑為100-120μm，錫纖維的直徑為25-35μm。

上述方案中，所述金屬纖維中鎳?yán)w維和錫纖維的質(zhì)量比為3:2。

上述方案中，每根復(fù)合鎳錫金屬纖維絲中鎳?yán)w維的長(zhǎng)度為1-5cm，每段錫纖維的長(zhǎng)度為1-5cm。

上述方案中，金屬纖維和酚醛樹脂的總質(zhì)量占摩擦材料的33％且金屬纖維與酚醛樹脂的質(zhì)量比為10:1。

摩擦制品，它由下述方法制備而成：

提供模具，所述模具包括?？颉⑸想姌O壓板及下電極壓板，所述上電極壓板及下電極壓板分別設(shè)置于所述?？虻哪Ｇ坏纳喜亢拖虏?；

將所述的摩擦材料投入所述模腔內(nèi)；

將上電極壓板及下電極壓板加壓后通電，控制電流強(qiáng)度，升溫，達(dá)到180-200℃后斷電，保持壓力10-15分鐘后取模，即得到所需的摩擦制品。

上述方案中，所述?？?yàn)榻^緣陶瓷材料，所述模具可承受小于等于50MPa的壓力，所述上電極壓板及下電極壓板為鋼板。

上述方案中，加壓的壓力為15-30MPa，加壓時(shí)間為5-10分鐘。

上述方案中，升溫速率為50-100℃/min。

上述方案中，所述摩擦制品為摩擦片。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得的技術(shù)效果是：

1)摩擦材料中的鎳錫金屬纖維通電后作為發(fā)熱源，其溫度將高于摩擦材料基體的溫度，并超過231℃，這時(shí)具有特殊的樹枝狀結(jié)構(gòu)的鎳錫金屬復(fù)合纖維中的錫纖維將熔化，但鎳熔點(diǎn)較高，仍保持原有形態(tài)，由于這種特殊的樹枝狀結(jié)構(gòu)在摩擦制品所受壓力的作用下，熔化后纏繞在鎳?yán)w維上的部分錫與鎳?yán)w維融合，呈枝狀伸出的部分錫與摩擦材料基體其它成分融合，從而生成一種以鎳錫纖維為骨架并融合其它基體材料的結(jié)構(gòu)，類似于粉末冶金的金屬界面結(jié)合粘接。這種結(jié)構(gòu)與一定比例的酚醛樹脂相結(jié)合，達(dá)到一種較好的金屬-酚醛復(fù)合體系，這種體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，在普通300℃以內(nèi)的工作環(huán)境中，摩擦制品中的粘接劑樹脂與金屬纖維起共增強(qiáng)作用，其強(qiáng)度高于普通摩擦材料。特別是當(dāng)工作環(huán)境溫度較高，如超過350℃，當(dāng)摩擦材料中的樹脂受熱分解失效后，金屬融合體還能提供較好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而保證了高溫使用性能。

2)由于該摩擦制品具備導(dǎo)電性，直接利用上電極壓板和下電極壓板通電后，由于摩擦材料的導(dǎo)電性質(zhì)從內(nèi)部將復(fù)合材料加熱，減少由外部加熱導(dǎo)致的熱損失，因此加熱效率更高，從而節(jié)約能源。

3)由于摩擦制品中不含以單質(zhì)金屬形式存在的鐵，不會(huì)銹蝕。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的多根復(fù)合鎳錫金屬纖維絲無序分布的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的每根復(fù)合鎳錫金屬纖維絲的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的模具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為現(xiàn)有技術(shù)使用的模具的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，當(dāng)然下述實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種摩擦材料，它包括金屬纖維26重量份，酚醛樹脂4重量份、丁腈橡膠2重量份、硫酸鋇50重量份、氧化鋁4重量份、鉻鐵礦4重量份、石墨5重量份、石油焦碳顆粒3重量份及云母2重量份。

如圖1所示，金屬纖維包括多根復(fù)合鎳錫金屬纖維絲2，多根復(fù)合鎳錫金屬纖維絲2以無序狀態(tài)分布于摩擦材料的基體1中。如圖2所示，每根復(fù)合鎳錫金屬纖維絲中以鎳?yán)w維3為主干，錫纖維分成多段自下而上纏繞在鎳?yán)w維3上，每段錫纖維4的首未端分別突出于主干的兩側(cè)。在本實(shí)施例中，鎳?yán)w維3的直徑為100μm，鎳?yán)w維3的長(zhǎng)度為1.5cm。每段錫纖維4的直徑為25μm，每段錫纖維4的長(zhǎng)度為1.5cm。

本實(shí)施例還提供一種摩擦制品，它由下述方法制備而成：

1)如圖3所示，提供熱固化模具，該模具包括?？?、上電極壓板6及下電極壓板7，?？?為絕緣陶瓷材料，上電極壓板6及下電極壓板7為鋼板；

2)將上述摩擦材料投入模具內(nèi)；

3)將上電極壓板6及下電極壓板7加壓15MPa，通電，控制電流強(qiáng)度，使摩擦材料以50℃/min的速度升溫，達(dá)到180℃溫度后斷電保持壓力10分鐘后取模，即得到所需的摩擦制品。

在本實(shí)施例中，該模具可承受大于等于50MPa的壓力。在本實(shí)施例中，摩擦制品為摩擦片。

經(jīng)檢測(cè)在未經(jīng)表面磨削和磨合的狀態(tài)下，本實(shí)施例的摩擦制品在400℃時(shí)仍具有0.37的摩擦系數(shù)和0.4×10^-7cm³/Nm的磨損率，即具有較高的耐熱性能和適當(dāng)?shù)挠捕龋约傲己玫哪Σ列阅堋?/p>

摩擦性能(GB5763-2008)

洛氏硬度(GB5763-2008)：HRM45

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供一種摩擦材料，與實(shí)施例1大致相同，不同之處在于它包括金屬纖維30重量份，酚醛樹脂3重量份、丁腈橡膠2重量份、硫酸鋇47重量份、氧化鋁4重量份、鉻鐵礦4重量份、石墨5重量份、石油焦碳顆粒3重量份及云母2重量份。本實(shí)施例中，鎳?yán)w維3的直徑為100μm，鎳?yán)w維3的長(zhǎng)度為1.5cm。每段錫纖維4的直徑為25μm，每段錫纖維4的長(zhǎng)度為1.5cm。

本實(shí)施例還提供一種摩擦制品，它由下述方法制備而成：

1)如圖3所示，提供熱固化模具，該模具包括?？?、上電極壓板6及下電極壓板7，?？?為絕緣陶瓷材料，上電極壓板6及下電極壓板7為鋼板；

2)將上述摩擦材料投入模具內(nèi)；

3)將上電極壓板6及下電極壓板7加壓15MPa，通電，控制電流強(qiáng)度，使摩擦材料以50℃/min的速度升溫，達(dá)到180℃溫度后斷電保持壓力10分鐘后取模，即得到所需的摩擦制品。

經(jīng)檢測(cè)在未經(jīng)表面磨削和磨合的狀態(tài)下，本實(shí)施例的摩擦制品即具有較高的耐熱性能和適當(dāng)?shù)挠捕?，以及良好的摩擦性能?/p>

摩擦性能(GB5763-2008)

洛氏硬度(GB5763-2008)：HRM48

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供一種摩擦材料，與實(shí)施例1大致相同，不同之處在于它包括金屬纖維25重量份，酚醛樹脂3重量份、丁腈橡膠2重量份、硫酸鋇52重量份、氧化鋁4重量份、鉻鐵礦4重量份、石墨5重量份、石油焦碳顆粒3重量份及云母2重量份。鎳?yán)w維3的直徑為100μm，鎳?yán)w維3的長(zhǎng)度為1.5cm。每段錫纖維4的直徑為25μm，每段錫纖維4的長(zhǎng)度為1.5cm。

本實(shí)施例還提供一種摩擦制品，它由下述方法制備而成：

1)圖3所示，提供熱固化模具，該模具包括?？?、上電極壓板6及下電極壓板7，模框5為絕緣陶瓷材料，上電極壓板6及下電極壓板7為鋼板；

2)將上述摩擦材料投入模具內(nèi)；

3)將上電極壓板6及下電極壓板7加壓15MPa，通電，控制電流強(qiáng)度，使摩擦材料以50℃/min的速度升溫，達(dá)到180℃溫度后斷電保持壓力10分鐘后取模，即得到所需的摩擦制品。

經(jīng)檢測(cè)在未經(jīng)表面磨削和磨合的狀態(tài)下，本實(shí)施例的摩擦制品即具有較高的耐熱性能和適當(dāng)?shù)挠捕?，以及良好的摩擦性能?/p>

摩擦性能(GB5763-2008)

洛氏硬度(GB5763-2008)：HRM50

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供一種摩擦材料，與實(shí)施例1大致相同，不同之處在于它包括金屬纖維26重量份，酚醛樹脂4重量份、丁腈橡膠2重量份、硫酸鋇50重量份、氧化鋁1重量份、鉻鐵礦1重量份、石墨5重量份、石油焦碳顆粒5重量份及云母6重量份。在本實(shí)施例中，鎳?yán)w維3的直徑為100μm，鎳?yán)w維3的長(zhǎng)度為1.5cm。每段錫纖維4的直徑為25μm，每段錫纖維4的長(zhǎng)度為1.5cm。

本實(shí)施例還提供一種摩擦制品，它由下述方法制備而成：

1)如圖3所示，提供熱固化模具，該模具包括?？?、上電極壓板6及下電極壓板7，模框5為絕緣陶瓷材料，上電極壓板6及下電極壓板7為鋼板；

2)將上述摩擦材料投入模具內(nèi)；

3)將上電極壓板6及下電極壓板7加壓25MPa，通電，控制電流強(qiáng)度，使摩擦材料以80℃/min的速度升溫，達(dá)到200℃溫度后斷電保持壓力10分鐘后取模，即得到所需的摩擦制品。

經(jīng)檢測(cè)在未經(jīng)表面磨削和磨合的狀態(tài)下，本實(shí)施例的摩擦制品在400℃時(shí)仍具有0.35的摩擦系數(shù)和0.38×10^-7cm³/Nm的磨損率，即具有較高的耐熱性能和適當(dāng)?shù)挠捕龋约傲己玫哪Σ列阅堋?/p>

摩擦性能(GB5763-2008)

洛氏硬度(GB5763-2008)：HRM43

實(shí)施例5

本實(shí)施例提供一種摩擦材料，與實(shí)施例1大致相同，不同之處在于它包括金屬纖維35重量份，酚醛樹脂3重量份、丁腈橡膠1重量份、硫酸鋇44重量份、氧化鋁4重量份、鉻鐵礦4重量份、石墨3重量份、石油焦碳顆粒3重量份及云母3重量份。在本實(shí)施例中，鎳?yán)w維3的直徑為120μm，鎳?yán)w維3的長(zhǎng)度為4.5cm。每段錫纖維4的直徑為35μm，每段錫纖維4的長(zhǎng)度為4.5cm。

本實(shí)施例還提供一種摩擦制品，它由下述方法制備而成：

1)如圖3所示，提供熱固化模具，該模具包括?？?、上電極壓板6及下電極壓板7，?？?為絕緣陶瓷材料，上電極壓板6及下電極壓板7為鋼板；

2)將上述摩擦材料投入模具內(nèi)；

3)將上電極壓板6及下電極壓板7加壓30MPa，通電，控制電流強(qiáng)度，使摩擦材料以100℃/min的速度升溫，達(dá)到200℃溫度后斷電保持壓力5分鐘后取模，即得到所需的摩擦制品。

經(jīng)檢測(cè)在未經(jīng)表面磨削和磨合的狀態(tài)下，本實(shí)施例的摩擦制品在400℃時(shí)仍具有0.42的摩擦系數(shù)和0.45×10^-7cm³/Nm的磨損率，即具有較高的耐熱性能和適當(dāng)?shù)挠捕?，以及良好的摩擦性能?/p>

摩擦性能(GB5763-2008)

洛氏硬度(GB5763-2008)：HRM50

對(duì)比例1

本對(duì)比例的摩擦材料與實(shí)施例1的摩擦材料大致相同，不同之處在于錫和鎳?yán)w維無關(guān)聯(lián)隨機(jī)排列。

經(jīng)檢測(cè)在400℃時(shí)摩擦系數(shù)為0.27，磨損率為0.65×10^-7cm³/Nm，高溫摩擦系數(shù)較低，且高溫磨損較高。其原因在于無關(guān)聯(lián)隨機(jī)排列的錫纖維不能和鎳?yán)w維形成金屬共融體。

摩擦性能(GB5763-2008)

洛氏硬度(GB5763-2008)：HRM50

對(duì)比例2

本對(duì)比例的摩擦制品與實(shí)施例1的摩擦制品大致相同，不同之處在于采用普通的外加熱模壓成型，使用的現(xiàn)有的模具。該模具包括?？?、上壓板9、下壓板10及加熱板11。?？?、上電極壓板9、下電極壓板10及加熱板11均為鋼質(zhì)材料。加熱方式是通過加熱板11對(duì)模具的?？?、上電極壓板9及下電極壓板10加熱，從而熱量傳導(dǎo)至模具中的摩擦材料中，從而使摩擦材料受熱固化，形成摩擦制品。

經(jīng)檢測(cè)在400℃時(shí)摩擦系數(shù)為0.22，磨損率為0.7×10^-7cm³/Nm，高溫摩擦系數(shù)較低，且高溫磨損較高。其原因在于從外部傳熱效率不高，導(dǎo)致金屬纖維承受的溫度未達(dá)到金屬融化溫度，不能形成金屬共融體

摩擦性能(GB5763-2008)

洛氏硬度(GB5763-2008)：HRM48。