在NAO无金属盘式片中进行铜替代的可行性研究通过使用导热性的ROXULR1000纤维与合成硫化铁.docxVIP

2014年第三期摩擦密封材料在NA0／无金属盘式片中进行铜替代的 可行性研究．m通过使用导热性的ROXUL@1 000 纤维与合成硫化铁B．van de Worp木．L．SmeetsRockwool B．V Lapinus Fibres Copyright@20 1 3 EuroBrake关键词：铜，NAO盘式片，导热性矿物纤维，合成硫化铁 摘要：铜纤维是应用于盘式片中的一种关键原材料。特别是在NAO／fr。金属乘用车盘式片中，铜纤维提供独特的几种性能组合，包括增强、导热及高温时的耐磨性。由于环境的原因，将 来铜及其化合物不能被用于摩擦材料中。由于它们的独特的性能组合，在保持相同性能的前提下 铜纤维不可能用任何单一材料进行替代。该研究证明了通过同时使用导热Roxul@1000纤维和合成硫化铁是能够提供与含铜纤维的配 方相似的摩擦和磨耗性能。这里提供了一个基础型的无铜配方，在该无铜配方中导热性纤维提供 热传导和增强性能，同时合成硫化铁提供了特别是在高温时的润滑性。介绍合能够提供铜具备的功能组合。由于对高温性能的贡献，铜纤维是应用于 试验设置 盘式片中的一种关键原材料。这是由于它的独该试验的目的是研究在NAO／无金属盘式 特的多种功能：片中能否用导热的Roxul④1000纤维与金属硫．导热性化物组合使用来替代铜纤维。该试验分为4个．增强步骤：．润滑性(特别是在高温时) 1．导热性纤维的开发； 这些功能的组合能够提高高温摩擦系数的2． 导热纤维的摩擦性能测试；稳定性(衰退)，抗龟裂性及降低摩擦材料和对 3．导热性纤维与金属硫化物结合使用以 偶表面的磨耗。由于环境问题，铜及其化合物优化配方性能； 将来会被禁止用于摩擦材料中。美国有几个州 4．用第二个配方验证此方案。 的法律要求在摩擦材料中铜的用量到2021年在第一步，比较开发出的导热纤维与铜纤 限制在5wt％，到2025年限制在o．5wt％。只维的导热性。第二步，比较分别使用了导热纤 用单一材料成功地替代铜被认为是不可能的。 维与铜纤维的配方在摩擦与磨耗方面的性能。 因此要求用几种材料组合来替代铜，该材料组第三步，导热纤维与合成硫化铁结合使用以设24摩擦密封材料2014年第三期法在摩擦与磨耗方性能面能够完全匹配使用了 (陶瓷)乘用车盘式片配方作为铜纤维替代的 铜纤维的配方的性能。最后通过在第二个 基本配方，挑选此配方的原因是由于这些配方 NAO／无金属配方中进行对比试验来进一步验 是典型的高铜纤维加入量类型。该基础配方的 证所开发的方案。更详细的描述见下表1。挑选了一个商业化模式的NAO／无金属表1NAO／无金属盘式片配方组分体积％重量％7树脂 163芳纶纤维6 3橡胶屑和摩擦粉12 4铜纤维3 9Roxul@1000基础纤维9 8钛酸钾15 17软质增摩剂10 17石墨5 4金属硫化物l 2填料23 29合计100 100工艺 和硬度)、摩擦性能和磨耗性能。通过加工的二 混料是用多叶片高速立式MTI实验室混元组分复合材料(76体积％纤维和24体积％树 料机(叶片端速15 m／s)通过两步法进行的。 脂)进行测定导热性。流经复合材料的热能是 第一步，通过纤维、石墨和重晶石粉一起混合按如下方法测定的：将复合材料(无底层料及 对芳纶纤维进行开松。第二步，加入所有其它钢背)放在500。C的加热盘上，然后测量复 剩余的原材料到第一步的混合物中。合材料背面的温度。把复合材料背面加热到 随后对混合料通过实验室的压机用正模400。C所需要的时间作为衡量导热性的计量(包括底层料)进行热压：热压温度为160。C单位。 (320。F)，热压时间为6分钟(包括6次排气)。按照SAE J2522评价该商业化模式的配方 所有的样品保持孔隙率恒定为18±2％。热压 的摩擦性能。用来进行台架测试的制动系统是 后，在200。C(392。19进行热处理3小时。用Fiat Grande Punto／Opel Corsa(WVA23982)，使于SAE J2522摩擦性能测试的样片在500。C 用了通风的刹车盘，制动惯量为62 kg．m2。(1112。19下进行烧蚀2．5分钟，烧蚀大概为重 把进行完SAE J2522性能测试后的磨耗作 量损失0．9克。为所评价配方的综合磨耗性能。评估方法结论步骤l：导热性评价了配方的物理属性(孔隙率、导热性使用二元组分复合材料(纤维和树脂的复2014年第三期摩擦密封材料合物)测定导热性。比较了3种不同的材料： 一渣球：最大0．2 wt％125 u m 铜纤维、导热性的Roxul@1000纤维和不导热 一熔融温度：10000C 的Roxul@1000基础纤维。导热性的一涂层：导热性涂层 Roxul④1000纤维是一种低渣球(杂质)含量的 ．生物可溶性 工程矿物纤维，具有专门设计