随着无石棉摩擦材料的迅速发展,新一代陶瓷型摩擦材料正在发展起来,并且有取代半金属摩擦材料的趋势。新一代摩擦材料具有制动效能好,摩擦系数比较高,高温摩擦性能稳定,对对偶磨损小等特点。在此类摩擦材料的原料中,岩石棉纤维是重要原料之一。喷胶岩石棉有矿渣和其它岩石经过熔融,喷丝,涂胶,去渣,粉碎等加工过程。在国外,已经广泛用于盘式刹车片和鼓式刹车片,有些颗粒棉也用于工程塑料和塑料装饰板。用于摩擦材料的喷胶岩石棉的主要技术要求如下:纤维长度小于3毫米,挥发分小于2%。
1、试验部分:
盘式刹车片:
基本配比:
岩石棉: 5-15%
其他纤维: 15-30%
黏合剂: 5-15%
固体润滑剂: 5-25%
金属硫化物: 5-20%
其他: 适量
鼓式刹车片:
岩石棉: 10-30%
其他纤维: 10-30%
润滑剂: 5-15%
其他: 适量
2、试验结果
将其制造成摩擦片试样按照GB5763-1998 的试验结果见图1和图2
在台架试验与钢纤维为主的盘式刹车片的比较见表1
样品名称 | 正常摩擦系数 | 衰退摩擦系数 | 片磨损 克 | 盘磨损 克 |
含有岩石棉的样品 | 0.38 | 0.29 | 20.5 | 11.3 |
钢纤维为主的样品 | 0.35 | 0.23 | 38 | 35 |
3、试验结果讨论:
岩石棉的原料来源于炼钢的矿渣或类似的岩石,其产品的硬度低于硅灰石,在盘式刹车片和鼓式刹车片中都有比较好 的摩擦磨损性能,见图1,2。在少金属纤维的无石棉摩擦材料中岩石棉是非常有价值的石棉代用品。岩石棉由于有比较低的玻璃化温度,因此 在盘式刹车片的制动过程中,由于制动压力大,速度高,因此产生比较高的制动温度,可以达到700度以上,在种种情况下,已经超过了岩石棉的玻璃化温度。这样能起到一定的无机黏合剂的作用,这样,可以降低黏合剂的用量,比较低的黏合剂用量能改善热衰退。在盘式刹车片的台架试验中,其摩擦性能和 耐磨性以及对对偶的磨损都优于含有钢纤维比较多的盘式刹车片。见表1。由于材料在高温时比较软,这样能降低对偶的磨损和减少制动噪音。
岩石棉的有关性能:主要成分为硅酸钙,玻璃化温度7500C比重2.7矿棉:氧化硅42.1% 氧化铝8.1%,氧化钙35.4%,氧化镁7.8%,其他无机物6.6%
物理性质:直径1-10微米,平均2-5微米长度275微米,长径比平均40-80,非纤维物质4%,松密度25磅/英尺3,比重2.7g/cm3.柔软性:脆,抗张强度:3X103-2X105平均7X104磅/英寸2,弹性模量15X106磅/英寸2,玻璃化温度1400F去玻璃化温度1560F熔点2300-2400F.
由于岩石棉的化学成分于界石棉和硅灰石之间。和玻璃有较大的差别,所以其摩擦磨损性能也不同于玻璃纤维和硅灰石,玻璃纤维和硅灰石磨损性能比较大.摩擦性能比较好。,容易产生制动噪音。对对偶的磨损也比较大。岩石棉耐磨性优于玻璃纤维和硅灰石,摩擦性能比较稳定,由于岩石棉表面作了涂胶处理和其他树脂和填料的相容性好。玻璃纤维和硅灰石比较差。和 钢纤维相比,导热性低于钢纤维,可以降低刹车片背面的温度。,与硅酸铝纤维相比由于硅酸铝纤维的熔点比较高,而且比较硬,所以不大合适用于盘式刹车片。
岩石棉和玻璃纤维,纤维素纤维,麻纤维,等多种纤维复合使用,可以代替价格昂贵的芳纶,制造和石棉摩擦材料性能相近和成本比较低的无石棉摩擦材料,提高市场的价格竞争能力。
用岩石棉制造的盘式刹车片和鼓式刹车片在车辆上装车试验,同样也取得了比较好的效果。
4、结论:
- 岩石棉用于摩擦材料,是新一代陶瓷型摩擦材料的重要原材料。是比较好的石棉代用品之一。
- 岩石棉摩擦磨损性能比较好,价格低,可以推广使用。
发表于《摩擦密封材料2007第3期》