模压型摩擦材料制品的生产工艺.docx

6.1概述摩擦材料的生产工艺，传统上分为干法生产工艺和湿法生产工艺两大类。其划分基础在于模塑料制备工序中所使用的粘结剂—树脂（或橡胶）是干态形式还是湿态形式。干法生产工艺，又分直接混合法和辊炼法两种。直接混合法生产工艺中，干态形式的粘结剂为粉末树脂或粉末橡胶（例如丁晴橡胶粉末），两者在混料机中与其他组分材料进行混合。在辊炼法生产工艺，干态形式的粘结剂为粉、块状树脂和橡胶，两者在炼胶机或炼塑机上通过辊炼实现混合。湿法工艺包括直接混合法、浸渍法两种。在直接混合法中，液态形式的树脂为树脂溶液或水乳液树脂；液态形式的橡胶为胶浆或胶乳。树脂和橡胶直接在捏合机中进行混合。在浸渍法中，液态形式的树脂为树脂溶液（通常以酒精为溶剂），液态形式的橡胶为橡胶浆（通常以汽油为溶剂）。树脂和橡胶通过浸渍方式浸渍到纱、线、布、编织带形式的纤维增强材料上。摩擦材料的生产工艺过程主要步骤如下：模塑料的制备→预成型→热压成型→热处理→机械加工（磨饰、倒角、钻孔等）。对于盘式刹车片总成，还应包括盘式片的钢背处理和准备工序。对于黏结型鼓式蹄片总成，应包括制动蹄的处理和准备工序。6.2干法模塑料生产工艺 干法生产工艺是国内外应用最广泛的摩擦材料生产工艺形式，在我国则是于20世纪60年代期间开始采用的。在工艺的特点如下：①制得的模塑料为纤维粉状料。② 压塑粉在热压成型操作中投料方便，压塑粉料在模腔中易分布均匀，流动性较好；并可以采用预成型工艺制成冷坯后再进行热压成型。③ 工艺简单，产品性能可调性好。④ 混料过程中，纤维组分的伸展性好，制品强度高。⑤ 制品成本低。由于这些优点，现在绝大部分刹车片和性能要求不高的部分离合器片均采用干法工艺来制备模塑料。但是和湿法工艺相比，干法工艺在模塑料制备、预成型和热压成型的操作过程中会产生较多飞扬的粉尘并对环境产生污染。因此，加强操作过程中的自动化、连续化和密闭化，使生产环境达到环保要求，是干法生产过程必须重视和解决的问题。7.2.1 直接混合法工艺直接混合法为各种模塑料制备方法最简单方便的一种工艺方法。在此工艺中，树脂为热塑性酚醛树脂或其改性树脂的粉状物，俗称树脂粉。橡胶可采用粉末状丁晴橡胶（丁晴橡胶粉）或橡胶屑（轮胎粉）。在许多鼓式刹车片和短纤维型离合器面片配方中考虑到降低原料成本，则使用丁苯橡胶改性或腰果壳油改性的热塑性酚醛树脂粉，则无需使用价格较贵的丁晴胶粉。在直接混合法中，将树脂粉、橡胶粉、填料和纤维投入到混料机中，进行充分搅拌，达到均匀混合后，将物料放出，得到粉状的混合物料，此种压塑粉料即可被用来热压成型，制成刹车片和离合器片。直接混合法中使用的粉状树脂通常为商品树脂粉，适宜的技术指标应为：细度140～200目，固化速度（150℃热板）35～45s，六亚甲基四胺含量7%～10%，流动距离40～80mm，软化点95～110℃，挥发分含量≤1.5%，游离酚含量≤3%。上述使用丁晴橡胶粉的配方制品，较典型的有轿车盘式刹车片。其他对耐热性和冲击强度要求较高的刹车片以及低硬度材质制品都可以采用这种工艺制造。在进行配方设计时，丁晴橡胶的加入比例多少可根据产品性能的需要而方便地调节，而不会产生工艺操作的不便。树脂粉、橡胶粉与填料、纤维组分，经配料后投加到混料机中进行充分混合，制成干态的压塑粉料。此项操作步骤对直接混合法工艺和热辊炼工艺操作都是一样的。这样制成的压塑粉料然后进入预成型和热压成型工序，经压制成型制成制动片和离合器片。干法工艺压塑料制备的混料设备目前国内常用的主要是三种类型：辊筒式混料机、立轴式混料机和犁耙式混料机。（1）辊筒式混料机辊筒式混料机的形式结构简单，造价低，使用也方便。它的构造是：由一根带有数根垂直于轴的搅拌棒的轴和相对旋转的辊筒筒身组成。在电机的带动下，使其相互相对旋转，这样装入筒内的各种材料，在筒内反复翻动，互相混合，从而达到各种物料混合均匀的目的。混料机运转转速是决定混料质量与生产能力的重要参数。混料机的投料量经生产实践证明，最适宜的投料量为混料机容积的1/3～1/4。混料机的转速过高，尽管有益于混料效率，但是由于过高的转速容易引起物料飞扬，形成尘害，使生产环境变坏。也会造成密度不同的物料相互不易混料均匀，发生分离现象。当然过低的转速，会降低生产效率。辊筒筒身转速为30～50r/min，轴的转速以筒身转速的2.5～3.5倍为宜。这种混料机结构简单，操作容易，应用比较广泛。其缺点是生产效率较低，模塑料质量也不太好。操作比较笨重，粉尘较大，生产作业环境不够好，目前以较少有人使用。（2）立轴式高速混料机立轴式高速混料机比较适用于干法生产工艺。由于搅拌机主轴转速较高，通常为400～700r/min，故称高速混料机。高速混料机的作用原理是由物料进口放入物料，通过在高速旋转的叶桨形成的气流冲击下，使物料气流又形成旋