冷压盘式刹车片摩擦磨损性能的研究.docx

冷压盘式刹车片摩擦磨损性能的研究徐仁泉胡庆(湖北黄石摩擦材料研究所黄石435000)摘要采用MM21000型摩擦试验机、定速式摩擦试验机和台架试验机研究了冷压盘式刹车片的摩擦磨损性能.结果表明:采用冷压工艺制造的刹车片材料的摩擦磨损性能较好,摩擦系数在不同压力、速度和温度下较稳定,在汽车盘式刹车片中试用性能良好.根据刹车片的使用工况,利用MM21000型摩擦试验机进行小样模拟试验,所得测试结果与台架试验有较好的一致性.关键词盘式刹车片冷压工艺摩擦磨损性能分类号TG115.58随着汽车工业的迅速发展,盘式刹车片越来越多地应用于行车速度高(时速200km),制动比压大(最大50MPa),摩擦副温度高(500～600℃)的轿车中1.传统的摩擦材料压制工艺通常是将混合料置于模具中,然后在树脂的固化温度下进行热固化;而冷压工艺是将混合料置于模具中,在树脂固化温度以进行预压成型,再采用烘箱进行热处理.冷压工艺所制备的材料摩擦学性能较好,密度较低,气孔率高,制动噪音小,制造成本较低,因此深受刹车片制造商和用户的关注.国外已经将采用此工艺制造的产品用于原装配套2.本文就自制冷压盘式刹车片与国外同类刹车片材料的性能进行对比测试,探讨用冷压法制备盘式刹车片的可行性和采用MM21000型摩擦试验机进行评价的适用性.试验部分11.1原料及制备所用原料及其来源见表1.其中HM967为自制,T407与J518FF为进口样品.其制备工艺包括原料混合→冷压→预磨→热处理→磨平→表面焦化处理等几个步骤.其基本工艺参数:压制温度室温至120℃,压制时间10～100s,压制压力25～250MPa;热处理工艺:温度180～280℃,时间4～12h.1.2摩擦磨损试验采用与GB5763286类似方法在定速式摩擦试验机上分别进行在温度100℃下的摩擦性能试验,在温度100～350℃下的变温摩擦性能试验(1次热衰退)和在温度100～400℃下的变温摩擦试验(2次热衰退),最后再在进行100℃下的摩擦性能试验.采用与JB3680284类似的方法在MM21000型摩擦试验机上进行摩擦磨损模拟试验3,1997202228收到初稿,1998206210收到修改稿本文通讯联系人徐仁泉.徐仁泉52岁,高级工程师,目前主要从事摩擦材料和密封材料的研究与开发,发表论文10余篇.胡庆45岁,目前主要从事摩擦材料研究与开发.摩擦学学报第18卷260所选参数为:试环尺寸75mm×53mm×60°×2(外径,内径,包角,包角数),转动惯量0.53kg‘m2.对自制试样,根据大众公司的TL2VW2110测试方法在惯性台架试验机上进行11摩擦磨损性能模拟测试.试验结果及讨论采用冷压和热压工艺所制备的试样在定速和MM21000型摩擦试验机上的试验结果见2表2和表3.可以看出:因采用冷压工艺,固化压力较低,密度比较低,相同的配方采用冷压表1原料性能及来源Table1ThesourceandphysicalpropertyoftestedsamplesDensityg‘cm-3SamplesCompositionSourceofsampleRemarkHM967Steelfiber,aromaticpolyamidefiber,organicfiberSteelfiber,aromaticpolyamidefiber,CuSteelfiber,aromaticpolyamideRDcenterofhuangshifrictionmaterialTextar2.15Cold2pressCold2pressT4072.25Heat2pressJ518FFJurid2.44fiber,Cu表2试样的定速摩擦磨损试验结果FrictioncoefficientandwearrateofsamplesonconstantspeedfrictiontesterTable2ΛDensityg‘cm-3Wearratew10-7cm3‘(Nm)-1Samples100～350℃100～400℃Heat2pressed2.230.430.461.18Cold2pressed1.940.490.522.82工艺时磨损量偏大4.这是因为冷压工艺中冷压热处理能使材料产生较高的气孔率,高的气孔率可以防止高温下有机物在表面产生润滑膜,从而使摩擦系数稳定性提高.因此通过筛选配方,采用冷压工艺可望制造出具有较好耐磨性能的刹车片材料.众所周知,影响刹车片材料摩擦性能的主要因素是制动压力、制动速度和制动温度.由于盘式刹车片在高比压下制动,产生较高的制动减速度,使材料承受较大的制动功率.在此制动过程中,刹车片材料表面状况的瞬间变化容易导致摩擦学性能的变化.MM21000型与台架试验机在不同压力和速度下的摩擦性能效能试验对比结果见图1所示.可以看