【毕业学位论文】炭纤维对CC-SiC 摩擦材料力学性能的影响-材料学

分类号 密级 U D C 编号 士学位论文 论 文 题 目 炭纤维对 C/擦材料 力学性能的影响 学科专业 材 料 学 研究生姓名 旷 文 敏 导师姓名 熊 翔 教授 副导师姓名 肖 鹏 教授 2007 年 4 月 要 模压，具有周期短、成本低的优点，是一种很有希望的工业化生产工艺。本文用运模压 ，研究了纤维分布、纤维长度、纤维体积分数以及后续炭化工艺等因素对制备材料力学性能的影响。通过抗弯、抗压和冲击韧性的测试，断口宏观和微观的观察和分析，初步探明了上述因素影响 C/擦材料力学性能的原因以及材料断裂失效的机理，并得出以下结论： （1）纤维在基体中的分布状态影响纤维与基体的结合状况，以纤维束分布时，纤维/基体结 合界面少，纤维束内有残留孔隙；以分散纤维分布时，纤维/基体结 合界面多，纤维之间被基体致密填充，受力作用时，材料通过纤维的拔出、脱粘以及脆性断裂可吸收大量的断裂能，强度得到提高。 （ 2）纤维长度是影响纤维增强复合材料力学性能的因数，当纤维长度大于临界纤维长度时，材料的破坏以纤维的断裂为主；纤维长度小于临界纤维长度时，材料的失效主要是基体的开裂或破坏。本实验中纤维长度取 25812 5维增强材料的综合力学性能较好，其抗弯、垂直 和平行抗压、J （3）当纤维的体积分数为 5%、 10%、 15%时，随纤维体积分数的提高，材料的抗弯、抗压、冲击强度均有提高。体积分数过低，纤维不能有利的支撑基体，增强作用无法发挥，材料破坏主要表现为基体的开裂。体积分数提高，纤维成为支撑基体的骨架，与基体结合加强，提高了材料抵抗载荷的能力。 （4）后续炭化工艺的增加使材料压缩 强度提高，冲击强度下降。树脂被炭化后，留下的树脂炭硬且脆，分布在基体中可提高材料抗压缩能力。 但炭化收缩形成的微孔和裂纹成为材料断裂破坏源和裂纹扩展的通道。 （5）弯曲破坏机制主要为短纤维从基体中的“拔鞘” 、劈裂或直接脆断，以及材料在基体炭和碳化硅处的脆性断裂。压缩破坏表现为脆性断裂方式， 垂直方向压缩主要表现为裂纹通过基体和纤维层的剪切破坏，平行方向压缩呈现出沿纤维层与基体结合处的劈裂破坏。冲 和基体开裂所引起的脆性失效。 关键词： C/擦材料，模压 维分布，纤维长度，体积分数，炭化处理，力学性能 he , is a of it On C/of on by of be as (1) of in of of on of of by of (2) is an of a of is of is of In my 58mm 2J (3) %, 10% 5%, IV of t is of is by of of of to (4) of of (5) of or of of by by on of of is by of of C/in V 目 录 摘 要 . I .一章 文献综述 .前言 .汽车摩擦材料的研究现状及发展趋势 . 汽车摩擦材料的发展历程 . 汽车摩擦材料的性能要求 . 汽车摩擦材料的研究现状 .C/合材料的制备方法 . 粉浆热压法 . 化学气相渗透法（ . 液态聚合物浸渗法（ . 反应熔渗工艺（ . 综合工艺 .C/合材料力学性能研究现状 .研究背景 .研究内容 .二章 C/擦材料制备及性能检测 .材料制备 . 原材料 . 实验设备 . 研究点设计 . 工艺设计 .材料性能测试 . 表观密度和开孔率的测定 . 扫描电子显微镜分析（ . 力学性能测试 .三章 弯曲性能及弯曲断裂破坏机理 .前言 .纤维分布对弯曲性能的影响 .纤维长度对弯曲性能的影响 .纤维体积分数对弯曲性能的影响 .炭化处理对弯曲性能的影响 .弯曲断裂机理研究 .小结 .四章 压缩性能及压缩破坏机理 .前言 .纤维分布对压缩性能的影响 .纤维长度对压缩性能的影响 .纤维体积分数对压缩性能的影响 .后续炭化处理对压缩性能的影响 .压缩破坏机理研究 . 垂直纤维层方向压缩破坏机理研究 . 平行纤维层方向压缩破坏机理研究 .小结 .五章 冲击韧性及冲击失效机理 .前言 .纤维分布对冲击性能的影响 .纤维长度对冲击性能的影响 .纤维体积分数对冲击性能的影响 .炭化处理工艺对冲击性能的影响 .冲击失效机理研究 .结论 .六章 结论 .考文献 . 谢 .读学位期间主要研究成果 .南大学硕士学位论文 第一章 文献综述 1 第一章 文献综述 前言 汽车摩擦材料是汽车制动器、离合 器和摩擦传动装置中的关键材料 ,它将汽车运动的动能转化为热能和其他形式的能量，从而使汽车制动。因此，它的性能好坏直接关系着系统运行的可靠性和稳定性。 随着各发达国家汽车工业的发展和现代社会环保意识的提高，摩擦材料的运行条件越来越苛刻，对它的性能要求也越来越高。如（ 1）足够而稳定的摩擦系数， 动、静摩擦系数之差小； （ 2）良好的导热性、 较大的热容量和一定的高温机械强度； （ 3） 良好的耐磨性和抗粘着性，不易擦伤对偶件，无噪声； （ 4）低成本，对环境无污染等1。 目前，汽车用摩擦材料大多数是以无机或有机纤维作为增强材料，树脂和橡胶为粘合剂， 并以各种填料作为摩擦性能调节剂和工艺配合剂的高分子多元复合材料。 传统的以石棉为增强纤维的摩擦材料已不能满足现代汽车高速化、 重载化、车体轻量化以及环保等方面的要求。因此，各国都投入大量的人力、物力、财力，开展对无石棉摩擦材料的研究，并相继开发出多种类型的无石棉摩擦材料（粉末冶金摩擦材料、复合纤维摩阻材料、碳纤维增强摩擦材料、陶瓷基复合摩擦材料等）并投入使用2, 3C/合材料，即炭纤维增强陶瓷基（双基体： C 和 合材料，该材料具有密度低、耐磨性好、制动平稳、抗腐蚀、环境适应性强等优点，极有希望成为新一代的先进摩擦制动材料4, 5。中南大学粉末冶金研究院在 C/国内独创模压 ，在力学性能和摩擦性能研究上已取得了重大的突破， 在制动领域的应用取得了长足的进展，其成果正准备应用于某型号的直升机旋翼用刹车片和机轮刹车片，某型号坦克用刹车片和闸片，高速列车刹车闸片和高级轿车刹车片5。 C/擦材料中增强纤维的完整性、分布的均匀性以及纤维的体积分数和长度，基体的致密度、与纤维的结合强度，基体中气孔和裂纹的形状和分布，这些因数都对材料的力学性能有着至关重要的影响。因此，为适应汽车工业对摩擦制动材料的需要， 对 C/擦材料进行不断研究和完善是当前材料工作者的重要任务， 也是汽车工业的迅猛发展带给汽车摩擦制动材料产业新的机遇和挑战。 中南大学硕士学位论文 第一章 文献综述 2 汽车摩擦材料的研究现状及发展趋势 汽车摩擦材料的发展历程 汽车摩擦材料的发展始终和汽车工业的发展密切相关并同步发展。 从上个世纪至今的 30 多年来，随着科学技术的发展，汽车的功率、速度和载荷日益提高，其运行条件越发严峻；同时，伴随着世界能源危机与人类环保意识的增强，对汽车和汽车零配件提出了更高的要求， 促进了包括摩擦材料在内的汽车零配件的快速发展。对于摩擦材料而言，要求有足够且稳定的摩擦系数，动静摩擦系数之差小；有良好的导热性和一定的高温机械强度；有良好的耐磨性和抗粘着性，不易擦伤对偶件，无噪声；低成本，对环境无污染等。 时间阶段划分6汽车摩擦材料的发展历程可分为三个时期: （1）上世纪 70 年代中期以前为第一个时期，鼓式制动器与石棉型摩擦片占主导地位时期。这期间汽车制动摩擦片儿乎全都采用石棉型材料，仅某些高性能车辆和超重型车辆才采用金属基或金属 （2）上世纪 70 年代中期至 80 年代中期为第二时期，汽车制动器向盘式制动器与非石棉型摩擦片过渡时期。因为石棉被确认为是一种强致癌工业原料，必须寻找一类新型的高性能材料来取 代它。一些汽车制造业发达国家 (如美、英、德、日等 )相继推出了半金属型摩阻材料、粉 末冶金摩阻材料、代用纤维增强或聚合物粘结摩阻材料、复合纤维摩阻材料等。 （3）上世纪 80 年代中期至今为第三时期，盘式制动器与新型摩擦片大发展并得到工业化生产、大规模应用时期。各国都在大力改进和提高几类无石棉型摩阻材料，寻找一条能全面提高其综合使用性能的路线。 90 年代初至今，也开发了几种能完全满足当代汽车发展需要的新型摩阻材料 (如炭纤维增强、 维增强摩阻材料等 )，并取得了一些进展。 材料不同划分7按材料的不同一般可以划分为石棉型、 半金属型、 无石棉有机物型及等几种。 （ 1）石棉型摩擦材料 最初开始石棉被用作刹车片的加固材料， 是由于石棉纤维具有高强度和耐温的特性，因此可以满足刹车片及离合器盘和衬垫的要求。这种纤维具有较强的抗张能力，甚至可以同高级钢材相匹配，并且可以承受 316的高温，更重要的是石棉相对廉价，在石棉型刹车片的成分比例中，石棉占到 40%。但是人们中南大学硕士学位论文 第一章 文献综述 3 现在发现多数石棉具有潜在的危害，石棉已被医学界证实是致癌物质。 （ 2）半金属型摩擦材料 “半金属”混合物型刹车片 (要是采用粗糙的钢丝绒作为加固纤维和重要的混合物。钢丝绒具有较高的强度和导热性，这使得“半金属”混合物型刹车片同传统的石棉型刹车片有着不同的制动特性。例如： “半金属”刹车片内部金属含量较高而强度大，高金属含量同时也改变了刹车片的摩擦特性，通常是指“半金属”刹车片需要更高的制动压力来完成同样的制动效果。特别是在低温环境中高金属含量同样也就意味着刹车片会引起较大的制动盘或制动鼓的表面磨损，同时会产生更大的噪音。 “半金属”混合物型刹车片的主要优点在于它的温控能力及较高的制动温度，同石棉型的传热性能差与制动盘、制动鼓的冷却能力差相比它们在刹车时帮助制动盘和制动鼓将热量从其表面上散发出去， 热量被传递到制动钳及其组件上。当然如果这些热量处理不当也会产生问题，刹车液受热后温度会上升，如果温度达到一定水平，将导致制动萎缩和刹车液沸腾，同时对制动钳、活塞密封圈及回位弹簧也有一定的影响会加快这些组件老化。 （ 3） 石棉有机物型）摩擦材料 无石棉有机物刹车材料主要是作为石棉的替代品而研制的， 用于制动鼓或制动盘，也正在开始被用作前盘式刹车片的替代品。无石棉有机物型刹车材料主要是用玻璃纤维、芳香族聚酰酯纤维或其它纤维 (碳、陶瓷 )等作为加固材料，其性能主要取决于纤维的类型及其它添加混合物。就性能而言，无石棉有机物型刹车片更接近石棉刹车片，而不是半金属刹车片。它不像半金属刹车片那样具有良好的导热性和良好的高温可控性。 新型的无石棉摩擦材料大约包含十几种不同的混合物材料，因为去掉石棉不能等同于简单地更换一种替代品，而需要用一大批混合物来保证制动性能，使之接近或超过石棉摩擦材料的制动效果。 刹车片的材料已经历了几次变革， 现在的无石棉有机物摩擦材料在诸多方面已经有效地超过了石棉刹车片的性能，这主要是在抗磨性能及噪音等方面。 （ 4）碳 /碳复合摩擦材料和陶瓷基复合摩擦材料 C/C 复合材料是用炭纤维增强炭基体的一类材料， 基体炭可以由多种碳源采用不同方法获得，典型的方法有树脂法和化学气相沉积 (。除具有难熔性和低密度外， 它在高温下仍能保持其机械特性， 已成为一种常用的飞机刹车材料。 陶瓷是一种无机非金属材料 ,通常具有高热容量、低磨损率以及抗热冲击的特点。其中陶瓷纤维更是以其良好的抗老化特性、强度和在各种工作温度下保持稳定的摩擦能力而引起摩阻材料行业的广泛注意。 20 世纪 80 年代初陶瓷纤维就成为主要的石棉代换材料， 20 世纪 90 年代中期， C/合材料开始应用于摩擦领域，成为最新一代高性能制动材料而引起研究者的广泛关注和重视，美、中南大学硕士学位论文 第一章 文献综述 4 德、日等工业发达国家正逐步展开理论和应用研究5。 汽车摩擦材料的性能要求 随我国道路状况的不断改善，人民生活水平的提高，对汽车的要求也越来越高，特别是进入 ，国外各型汽车进入中国家庭，必然导致对摩擦材料要求的提高。汽车摩擦材料在汽车中主要起二大类作用：一类是传动作用 ,确保汽车行走自如，例如离合器面片；另一类是制动作用 ,确保安全停车，例如刹车片。二类有不同作用和要求的产品，就技术性能而言有下述五点基本要求81 合适的摩擦系数值 此值要在不同的温度下应能保持恒定。对离合器面片而言， 过高易造成结合过程中的冲击，易引起烧片；过低则起动力矩不足，陡坡行驶困难，离合器打滑等。对刹车片而言， 过高易造成抱死车轮、方向失控；过低则制动距延长，需要紧急制动时，无法及时停车，造成事故。 2 合理的使用寿命 离合器面片和刹车片虽都是易损件，但都应确保一定的使用寿命。国内离合器面片的，通常为 5 万公里，国外达到 1015 万公里以上；刹车片的更换是参差不齐，国内少数只能用几千公里，多则 1 万公里需要更换，国外轿车刹车片则可用到 3 万公里以上。 3 摩擦材料与对偶的匹配性 国内几乎不进行这方面的研究，离合器片、刹车片都大量存在对对偶件的攻击性、刮盘、刮鼓、金属镶嵌、过度磨损等现象，而国外产品则很少有这类现象。 4 舒适性 舒适性是摩擦性能的直接体现。 国产离合器面片产品易产生接合过程中的颤动、振动噪音，刹车片在制动过程中冒烟、有异味、尖叫声，而国外产品则很少。 5 环保要求 国外已限制使用石棉、 重金属等污染环境的材料， 而国内尚无这方面的限制，所开发的无石棉产品性能上尚存有缺陷。 汽车摩擦材料的研究现状 目前，对摩擦材料的研究主要集中在原材料（增强纤维、粘接剂、摩擦性能调节剂、填料等）和材料的制备工艺上。通过对已有原材料的改性，选择替代物或开发新的材料来实现环保要求，降低原材料的成本。通过采用新的生产工艺，新的生产设备等来减轻劳动强度、 改善工作环境， 实现近净成型， 降低生产成本。 中南大学硕士学位论文 第一章 文献综述 5 增强纤维的研究9摩擦材料中增强纤维的主要作用是使材料具有一定的强度和韧性， 使材料耐得住冲击、剪切、拉伸等机械作用而不至于出现裂纹、断裂、崩缺等机械损伤。因此增强纤维应满足以下的性能要求： （1）足够的强度、较好的韧性； （2）良好的摩擦磨损性能； （3）良好的可分散性及与树脂的粘附能力； （4）耐热性好，在一定温度范围内不发生热分解、脱水、相变等； （5）合适的硬度，不损伤对偶材料； （6）量广、价廉、无污染等。 石棉纤维作为一种天然矿物纤维，具有质轻、价廉、分散性好、摩擦磨损性能好、增强效果好等特点，使之在摩擦材料中得到了广泛的应用。从本世纪 20年代80 年代，石棉增强摩擦材料几乎是一统天下。从 1972 年国际肿瘤医学会确认石棉及其高温挥发物属于致癌物质后， 国际上掀起了一股禁止使用石棉摩擦材料的浪潮。 钢纤维一般使用低碳钢及采取超声波切削法生产出来，含油量低，表面活性好、价格便宜，因此在半金属基摩擦材料中得到广泛应用。钢纤维的一个显著特点就是其导热性好。钢纤维以其高导热性能使局部表面热量迅速扩散至内部，从而降低摩擦面温度，避免表面温度过高，防止树脂基体因热分解而导致材料磨损加剧，也可有效减少对偶损伤，延长制品的使用寿命。但钢纤维密度相对较大，易锈蚀，当钢纤维含量 10%时，制动时易引起尖叫并产生振颤等问题。 玻璃纤维发展历史较长，产品质量稳定，产量较大，价格也较便宜。因其属于无机硅酸盐纤维，故其热稳定性较好。其表面处理工艺也得到了广泛的研究，研制出了多种偶粘剂，与树脂亲和性较好，因此在汽车摩擦材料中得到了一定范围的应用。 炭纤维具有比强度高、比模量高、耐热、耐磨、耐腐蚀及高的摩擦系数、低的磨损率、热膨胀系数较适宜等一系列优点。炭纤维增强炭基体的 (C/C)复合摩擦材料在航空航天工业中已得到了广泛应用。 但炭纤维作为汽车摩擦材料的增强纤维时存在原材料价格偏高、产量有限，炭纤维表面活性低，比表面积小，与基体树脂相容性差，导致了层间剪切强度低。但随着炭纤维制备技术的进步，对增强炭纤维表面处理技术的不断研究，炭纤维作为增强纤维将得到不断的发展。 芳纶(聚丙烯 纤维、聚乙烯醇纤维、聚脂纤维等，由于其本身可燃烧点高，高温热分解不明显，因而也可用作摩擦材料的增强纤维。有机纤维单独作为增强纤维使用时，一般都须经过表面处理，通常是把天然或合成的有机纤维中南大学硕士学位论文 第一章 文献综述 6 放在非电解的处理液中，使纤维表面镀上薄薄一层金属。但是有机纤维在摩擦材料中的应用还存在价格、表面处理、分散工艺等间题，有待进一步研究。 混杂纤维的增强是采用二种或二种以上纤维进行混杂增强， 不仅可以降低成本，还可充分发挥每一种纤维的优点，弥补相互的缺陷，使性能更加完善，更加优异。采用混杂纤维为增强纤维将是摩擦材料的一个主要方向。目前，国内外已进行了炭纤维/钢纤维，玻璃 纤维/有机纤维，钢纤维/ 芳纶混杂等的研究，都取得了良好的效果。 表1几种常用纤维的优缺点比较10纤维 优点 缺点 芳纶 高强度,高模量,低密度,混合时不会断裂,热稳定性好,不损伤对偶,磨损低,摩擦因数稳定 价格贵,混合困难(必须改造混合机器),使用时需与其他纤维并用 玻璃纤维 高强度,高模量,价格便宜 高温熔化产生光滑表面导致热衰退,混合时高剪切力下纤维易变形,摩擦因数不稳定,磨损高,对皮肤有影响 钢纤维 高强度,高模量,热稳定性好 密度大,易锈蚀,并损伤对偶件,有噪声 炭纤维 高强度,高模量,非熔性好,热稳定性好 混合时易变形断裂,价格贵 粘结剂的研究 摩擦材料中的粘结剂一般选用树脂和改性物。 树脂作为摩擦材料的基体组元起着至关重要的作用，它把各种组分有机地粘结在一起,并传递和均匀载荷，但它是热稳定性能最差的组元，易受热而降解，导致制品失效。因此，树脂粘结剂的选用直接影响到摩擦材料的各项性能，尤其是高温摩擦磨损性能。随着车速与承载能力的提高，对基体树脂提出了更高的要求，近代摩擦材料的配方设计越来越趋向于选用高性能的树脂粘结剂并尽量减少树脂的含量,这既有利于改善摩擦材料的热性能又可以降低成本11, 12。 酚醛树脂由于具有良好的耐热性能和力学性能以及原料易得、价格便宜、工艺及生产设备简单等优点，所以大多数摩阻材料的基体材料选取酚醛树脂。又由于纯酚醛树脂耐热性差、制品模量过高、硬度大，因而需要进行改性，其中有： 化学改性酚醛树脂：聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂能提高摩擦材料的韧性，但其耐热性较差，只是在早期的摩擦材料中使用过。 环氧改性酚醛树脂能提高材料强度，适用于车速不高的轻型车。 亚麻油改性酚醛树脂适用于旅行车用制动片。 中南大学硕士学位论文 第一章 文献综述 7 腰果壳油改性酚醛树脂制成的摩擦材料具有较好的摩擦性能，美国、英国和前苏联用的较多，我国因资源有限使用很少。 尼龙改性的酚醛树脂使摩擦材料具有较高的强度， 硼改性的酚醛树脂摩擦材料热稳定性好，但成本较高，在我国还未实用过。总之改性酚醛树脂制成的制动摩擦材料，其磨损率小，粘结强度高，制动时无噪声，已在国内外多种车型上大量应用。 共混改性酚醛树脂：通过熔融共混可以将树脂和橡胶混合在一起，把它作为基体树脂制造的摩擦材料具有较好的粘合性和摩擦性能。 可以说树脂和橡胶共混物到目前为止广泛地用于制造汽车摩擦材料。共混改性用的橡胶有丁腈橡胶、丁苯橡胶等。丁腈橡胶具有较好的耐高温性，丁苯橡胶具有较好的耐磨性。 热塑性塑料（如聚酰亚胺、聚四氟乙烯等）与酚醛树脂共混制造的摩擦材料具有较好的耐热性并能调整摩擦特性。 摩擦材料中树脂起着粘接成型的作用，直接影响着摩阻材料的摩擦磨损性能、衰退性能、硬度、冲击强度、三点弯曲性能等。由于摩阻材料的摩擦表面在工作时温度可达 3001000。此种情况下，树脂会发生氧化分解反应，分解物为苯、甲苯、甲酚、醛等低分子化合物及甲烷、一氧化碳、二氧化碳等气体这些低分子化合物在受热时可以变为气体， 冷却时却成为液体， 并与甲烷、 一氧化碳、二氧化碳等气体组成液一气界面层， 使摩阻材料与对偶材料的干摩擦成为混合摩擦，从而导致热衰退的发生。故要选用那些热分解温度高的树脂基体。由于酚醛树脂中游离酚含量的高低会影响树脂的滴点温度， 而滴点温度的高低又反映了树脂的耐热程度，一般要求游离酚含量应小于 6。 填料的研究13由于摩擦材料是一种具有高性能要求的多元素组成的复合材料， 其性能往往由许多种材料性能互补、相互作用所决定，所以根据不同的性能要求，研究人员必须通过大量的试验、对比 ,筛选适合的材料及组成配比。国外所用填料同国内基本一致，主要有以下几类：硬质材料：硅石粉、碳化硅、氮化硅和石榴石等几种；一般要求粒径多在 100m 以下；金属及氧化物：金属 (铝、铅、锌等 )粉；金属氧化物 (氧化镁、氧化锌、氧化钛、氧化钼及氧化铝 )；矿物无机填料：云母、滑石、蛭石 、重晶石、高岭土、绿泥石、硅藻土、膨润土、白云石粉等；有机填料：主要为橡胶粉 (轮胎粉、丁腈橡胶粉等 )和摩擦粉 (包括腰果油树脂粉 )；轻质填料：应用最为广泛的有轻质二氧化硅、多孔陶球及海绵状铁粉等，这些材料的应用不仅降低了摩擦材料的密度，而且也改善了它的多种性能。 中南大学硕士学位论文 第一章 文献综述 8 摩擦性能调节剂的研究 为了提高摩擦材料耐磨性、减轻噪音，国外在摩擦材料中应用的另一重要原料是碳素和石墨质材料。主要包括天然无定型石墨和鳞片石墨、合成石墨、石油焦炭和海煤、无烟煤和活性炭等碳素材料。一般要求此类材料含碳量达 97%以上 ,细度一般以 20100 目为佳。碳质材料具有高温润滑作用，能减缓摩擦片的性能衰退，提高高温摩擦系数，改善磨损性和不刮伤对偶等优点。 生产工艺的研究 随着汽车工业的迅速发展，对摩擦材料提出了各种新的要求，不但是在材料新品种的要求，而且对于材料的外形、性能上都提出了新的要求。随着我国加入世界经济的浪潮，对于生产摩擦材料的企业来说，开发新品种，改进生产工艺，降低生产成本，以此来提高市场竞争力都是非常迫切的。因此采用新工艺、新的生产设备是是摩擦材料生产的发展趋势14。 （1）模压产品的生产工艺13国外发达国家首先根据模糊理论,通过建立材 料配方数据库,基本实现了计算机控制自动配料,根据车型、品质要求的差异,采用多种不同的配方。多种不同的配方同时进行,配混料量大 ,减少了人工配料的误差。 配料系统包括:料仓、供料装置、输入装置、称量装置、混料机、计算机控制系统等。 国外发达国家大多使用大吨位压力机,模具结 构简单,更换容易,采用计算机控制技术,基本实现了压力、温度、时间三大影响因素的自动控制,不仅大幅度提高了产品质量,减少了废品, 改善了环境,而且劳动生产 率非常高。国外许多企业还采用了预成型工艺,称料精 度高,热压机效率更高,物料分散性好,产品密度均匀,实现了一人多机。 基本工艺流程如下:配料混料预压成 型热压固化热处理机械加工表面处理印标包装。 压制成型是摩擦材料制备过程中最基础也是最主要的工序。就盘式片而言，国内外占主流的压制成型方法有2： （ 1）板式模二步成型法：先冷压预成型 制成毛坯，再热压成型固化。其主要特征是热压时采用板式模，模具的厚度决定产品的厚度。具有快速高效、模具成本低、更换方便等优点。产品的密度取决于投料量，当称料有误差时，产品密度将不一致。该方法生产的产品被用于售后市场。 （ 2）对顶模一步成型法：一次装料热压 成型的定比压热压法。其主要特征是采用对顶模，压制力全部直接作用在摩擦材料上。理论上只要压力稳定，产品的密度就会一致，从而保证产品质量的一致性。缺点是效率低，模具成本和生产中南大学硕士学位论文 第一章 文献综述