硼-桐油改性酚醛树脂对摩擦材料性能的影响

编织型制动带由于柔韧性好,抗拉强度高,广泛应用于各种起重运输机械的制动。随着非石棉化和交通运输机械向高速重载方向发展,传统由松香改性酚醛树脂制成的聚桐油脂以及其他粘接剂已不能满足高温下对于刹车的要求。其原因在于树脂中存在易氧化的酚羟基或亚甲基,使得树脂耐热性、柔韧和耐水性等使用性能差。本文就硼-桐油双改性酚醛树脂和其他几种树脂对摩擦材料的摩擦性能的影响进行了比较和分析。     

制动摩擦材料基体树脂的改性研究

采用丁腈橡胶改性酚醛树脂，研究了改性产物的冲击韧度及其摩擦磨损性能。结果表明：橡胶改性酚醛树脂具有强度大且耐温性好的特点，尤其在摩擦磨损性能上比纯酚醛树脂有较大的改善。在该试验条件下，丁腈橡胶含量在8％左右较适宜。     

酚醛树脂的SiO2纳米复合对摩擦材料性能的影响

在桐油改性酚醛树脂(TPF)的聚合过程中,添加经过分散的SiO2纳米粒子,制备成复合改性的热固性NT-PF,经过SETARAM TG-DSC92-16热分析仪测试NTPF的耐热性有明显的提高。将NTPF用于摩擦材料,按照相关标准在DMS-1定速摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损对比试验,其抗热衰退性和摩阻性能具有明显的改善,材料的总磨损量下降,但在250℃存在一个磨损率峰值。从机理上对其摩擦磨损性能的改善作出了解释。     

用于摩擦材料的硼-桐油改性酚醛树脂性能的研究

给出了硼－桐油改性酚醛树脂的合成工艺,并对其物理化学性能进行了试验研究和分析。研究表明,硼一桐油改性使酚醛树脂的初始热分解温度达到420-450℃,耐热性优于未经改性的酚醛树脂;其柔韧性得到改善,具有良好的摩擦磨损性能,是高性能树脂的换代产品：     

木质素纤维增强摩擦材料的性能研究

制备一种木质素纤维增强摩擦材料,采用冲击试验机和硬度计分析其力学性能,采用摩擦磨损试验机考察其摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪分析其断面形貌及磨损表面形貌,并探讨其磨损机制。结果表明:与钢纤维相比,木质素纤维能够提高摩擦材料的抗冲击韧性和抗断裂韧性,降低摩擦材料的硬度;在摩擦过程中木质素纤维在摩擦材料表面形成一层致密的摩擦层和转移膜,使摩擦材料的摩擦因数比较稳定,且300℃高温时没有出现明显的热衰退现象,磨损量符合国家标准的范围;SEM和X射线衍射分析表明,木质素纤维与基体结合强度高,对摩擦材料增强效果显著,其在高温阶段的主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳磨损。     

纳米TiO 2填充酚醛树脂基摩擦材料摩擦磨损机制

考察纳米TiO 2填充酚醛树脂基摩擦材料在不同载荷和温度下的摩擦磨损性能,采用电子显微镜分析摩擦表面的微观形貌,采用粗糙度仪考察摩擦表面的粗糙度.结果表明:与添加微米TiO 2的摩擦材料相比,添加纳米TiO后,摩擦材料的韧性提高了22%,摩擦因数更加平稳;在300和350℃高温下磨损率分别降低了32%和22%,且摩擦材料磨损表面更致密平整.     

孔隙率对树脂基摩擦材料的性能研究

通过模压成型工艺制备不同孔隙率的树脂基摩擦材料,研究孔隙率对其力学性能及无润滑条件下摩擦磨损性能的影响。结果表明：随着孔隙率的增加,摩擦材料内抗剪强度和压缩强度降低,表面粗糙度大幅度增加;不同温度下摩擦材料摩擦因数随孔隙率呈现出不同的变化趋势,低温下摩擦因数随着孔隙率的增加先增大后减小,高温下摩擦因数则是先降低而后增大,而孔隙率对中温摩擦因数影响不明显;孔隙率较低的摩擦材料具有较高且稳定的摩擦因数及低的磨损率。     

钛酸钾晶须填充酚醛树脂基摩擦材料的摩擦磨损机制研究

研究钛酸钾晶须(PTW)对酚醛树脂基摩擦材料的摩擦磨损性能的影响,并与玻纤(GF)进行比较。结果表明,定速摩擦试验中,与GF相比,PTW填充摩擦材料摩擦因数变化幅度和高温段磨损率分别减小19%和20%;200℃后摩擦因数的衰退率降低。MPX-2000摩擦磨损试验中,填充PTW摩擦材料的最高摩擦面温度为333.3℃,低于GF的379℃;摩擦材料的磨损率和对偶件磨损失重分别比填充GF的降低19%和36%,摩擦因数更加平稳。SEM观察显示PTW能够促使对磨面上形成平整致密的转移膜。微小尺寸和晶须状形貌使PTW具有良好的显微增强作用,这是PTW填充酚醛树脂基摩擦材料具有良好摩擦磨损性能的关键。PTW的莫氏硬度小于GF,对对偶件的伤害更小。     

碳纤维含量对摩擦材料性能的影响

用D-MS摩擦试验机研究了摩擦材料中碳纤维含量对其摩擦磨损性能的影响。结果表明，碳纤维含量对摩擦材料的摩擦磨损性能影响显著，其摩擦系数和磨损率都随碳纤维含量的增加而减小，推荐碳纤维的含量≤5％。SEM分析表明，其摩擦磨损机理亦与碳纤维含量密切相关。     

丁腈橡胶含量对橡胶／ 树脂双基体摩擦材料性能的影响

采用开炼法结合热处理的工艺方法制备不同丁腈橡胶含量的双基体摩擦材料试样。借助热分析仪、扫描电镜和湿式摩擦性能试验机研究丁腈橡胶含量对双基体摩擦材料摩擦磨损性能、磨损机制和热性能的影响。实验结果表明:当丁腈橡胶质量分数为25%时动、静摩擦因数均达到最大,对偶材料的磨损最小;当丁腈橡胶含量较低时,摩擦材料有明显的机械剥离,含量较高时黏着磨损与磨粒磨损特征明显;摩擦材料的最大分解温度随丁腈橡胶的含量增加而有所降低。     

Effects of Resin Type and Fiber Length on the Mechanical and Tribological Properties of Brake Friction Materials

In this study, the effects of resin type and fiber length on mechanical properties and friction characteristics of automotive brake materials were studied. Three types of resin, viz. straight phenolic resin (SR), cashew nut shell liquid modified resin (CR), and melamine resin (MR) were used as matrix material. Lapinus with different lengths was used as inorganic fiber. Three series of friction composites composed of nine composites in the form of brake materials were manufactured. Physical, mechanical, and tribological properties of all composites were investigated. The friction tests were performed using a Chase type friction tester. The results showed that both resin type and fiber length played an important role on the mechanical and tribological properties of the friction materials. The highest and the lowest friction coefficient for resin types were recorded for SR and MR composites, respectively, while MR and CR composites showed the highest and the lowest wear resistance, respectively. For the fiber length considered, increasing the fiber length increased the wear resistance of the composites. The coefficient of friction, in general, showed a good correlation with the wear resistance of the composites. But, there was no clear correlation with the mechanical and tribological properties of the composites. The morphological features of worn surfaces and wear debris of the composites were analyzed in order to understand the friction and wear mechanisms of this tribosystem.     

树脂粘结剂含量对刹车材料性能的影响

采用热压烧结技术制备了不同含量腰果壳油(CNSL)改性酚醛树脂基刹车片,研究树脂含量对刹车片力学性能和制动性能的影响,采用扫描电镜JSM-IT300对试样磨损表面进行分析。结果表明:腰果壳油改性树脂基刹车片的密度随着树脂含量的增加略微减少,硬度随着树脂含量的增加明显增大;摩擦系数随着制动压力与速度的增加先增加后减少,树脂含量在(26~28)%时,刹车片在不同制动工况下,摩擦性能较为稳定;低树脂含量试样(Ⅰ、Ⅱ)磨损机理为磨粒磨损,磨损较大;高树脂含量试样(Ⅲ、Ⅳ)摩擦表面形成较好的摩擦膜,摩擦稳定且磨损较小;制动压力与速度的增加有助于摩擦膜的形成。     

基于人工神经网络的摩擦材料性能评价和预测

基于3种典型的人工神经网络,即Elman(反馈)、BP(前馈)和RBF(径向),分别建立3种制动摩擦材料摩擦性能的评价预测模型,采用[240,8]的数据样本对3种模型进行训练,同时采用贝叶斯正则化训练函数进一步优化。结果表明,Elman网络预测实验数据的精度最高,能较为准确地预测摩擦材料的升温摩擦因数和降温摩擦因数,尤其适用于磨料含量较低的情况。     

原材料对制动摩擦材料磨损性能的影响

采用组合摩擦材料研究的组合筛选原材料方法,研究原材料对制动摩擦材料磨损性能的影响,提出用原材料的摩擦磨损性能谱及磨粒磨损和黏着磨损2种磨损机制的竞争关系(V机制)解释制动摩擦材料的磨损性能。根据摩擦磨损性能谱,基于原材料在制动摩擦材料中的作用和对磨损性能的贡献,可把原材料分为润滑区、过渡区和磨料区,处在润滑区的固体润滑剂的耐磨性最好,处在磨料区的陶瓷磨料的耐磨性次之,处在过渡区的纤维和填料的耐磨性最差;有机合成、天然纤维和树脂基体在高温的摩擦化学反应导致热磨损。根据V机制,通过对摩擦断裂表面形态观察,可判断原材料的耐磨性。     

Effects of Ceramic Fiber on the Friction Performance of Automotive Brake Lining Materials

Friction material containing aluminum-silicon fiber was prepared. The effects of the aluminum-silicon fiber content on fade, recovery, and wear properties of the friction material were studied using a friction tester with a constant speed. Morphologies of the wear surfaces were observed by scanning electron microscopy (SEM). It was found that the heat fading resistance property of friction material was clearly improved when the content of aluminum-silicon wool was more than 5 wt.%, but the property of recovery declined and the wear rate increased slightly at the same time. The wear mechanisms were adhesive and abrasive, caused by the zircon sand, for the semi-metal friction material, while the abrasive wear of hybrid fiber reinforced composites was caused by cracked ceramic fibers and zircon sand.     

制动摩擦材料摩擦性能的模糊综合评价

针对国标GB 5763-1998和定速摩擦测试仪测定制动摩擦材料在不同温度下的升温、降温摩擦因数和磨损率数据,应用模糊综合评价原理,提出了定量评价制动摩擦材料摩擦性能的方法,包括摩擦稳定性(摩擦因数与摩擦温度的关系)、综合磨损率(磨损率与摩擦温度的关系)和总摩擦性能评价.以一种低金属制动摩擦材料的摩擦性能评价为实例,验证了该方法的可行性.     

四种车辆制动闸瓦材料摩擦特性试验研究

使用MM-1000型摩擦试验机,在不同的压力和速度下作了4种铁路车辆制动闸瓦材料与车轮钢的摩擦试验,测试它们的制动摩擦特性。试验结果表明,闸瓦材质对制动摩擦性能有较大的影响。高磷铸铁A、B两种材料的摩擦因数比较不稳定,在制动过程中摩擦因数出现了较大的波动,而且易受制动压力和速度的影响。高分子树脂复合材料C的摩擦因数比较稳定,受制动速度的影响较小但是受压力的影响较大。高分子树脂复合材料D的摩擦因数受制动速度的影响较大,但是受制动压力的影响则较小。     

惯性制动条件对铜-石墨材料摩擦性能及第三体的影响

采用粉末冶金技术制备铜-10%石墨烧结材料,通过GF150D型摩擦试验机,在干摩擦状态及制动压力为0.51 MPa的条件下,研究不同制动方式对材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,采用从高速到低速分段制动方式(摩擦方式A)时,随着制动速度降低,摩擦表面形成的致密第三体破碎、剥落,机械啮合力增加,摩擦因数提高;同时,摩擦表面温度下降,基体强度提高,磨损率降低。采用从高速到低速连续制动方式(摩擦方式B)的摩擦因数和磨损量均大于摩擦方式A。     

低温环境下制动参数对列车制动材料摩擦性能的影响

利用销-盘式摩擦磨损试验机与温度控制装置模拟低温环境下列车的制动行为,研究了低温环境(-20℃)下制动压力、制动速度对制动盘与制动闸片摩擦磨损性能的影响.研究结果表明,低温环境(-20℃)下制动盘与闸片之间的摩擦因数和磨损率均比室温环境(20℃)下略微提高.在低温环境下,制动压力和制动速度对制动材料摩擦磨损与损伤行为有...