摩擦顆粒料在現(xiàn)代摩擦材料中廣泛運用，它對改善摩擦材料的摩擦磨損性能，如制動效能，衰退，噪音等都有非常重要的作用，本文作者通過對有摩擦顆粒的摩擦材料的測試，結(jié)果表明，摩擦顆粒料是改善摩擦材料的性能的一種可行的方法之一。
隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，對車輛的安全性和舒適性的要求越來越高。摩擦材料對車輛的安全性和舒適性有非常大的影響，特別強調(diào)摩擦材料要具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，其中包括摩擦系數(shù)對壓力的穩(wěn)定性，盤式剎車片在制動時壓力可高達到50Mpa。摩擦系數(shù)對速度的穩(wěn)定性，其制動速度高達225公里/小時。摩擦系數(shù)對溫度的穩(wěn)定性，由于頻繁的連續(xù)制動，其剎車鼓表面恒定溫度高達700度。許多大的摩擦材料公司都用臺架試驗制動時剎車鼓變?yōu)榧t色的圖片作為其技術(shù)水平高的象征。以宣傳其剎車片高溫時的制動性能。由于這樣的工況，對摩擦材料的摩擦性能提出了非常高的要求。由于車輛的增加，車輛的噪音嚴重污染環(huán)境，高速制動時的摩擦穩(wěn)定性和震動對安全也有非常重要的影響。摩擦顆粒在現(xiàn)代摩擦材料中為改善摩擦材料的上述性能起到了非常重要的作用。十多年來，摩擦顆粒中的使用迅速發(fā)展?？芍^異軍突起。幾乎歐美等各國的摩擦材料制造商都廣泛使用。特別是歐洲比較著名的大公司,在負荷較重的盤式剎車片中都有加入不同的摩擦顆粒。
一、基本工藝:
摩擦顆?；窘M分可以根據(jù)需要而不同，一般含有粘合劑如液體樹脂，橡膠或其他有機粘 圖1 摩擦顆粒的圖片 合劑，高炭材料，如石墨，焦碳等，摩擦調(diào)整劑，纖維等。經(jīng)過混合，造粒，干燥等工藝制成。見圖1。
試驗用具有代表性的含有摩擦顆粒的盤式剎車片基本配比如下：
各種纖維?10-30%，
潤滑劑和填料?10–50%，
粘合劑?5-10%
摩擦顆粒?5-20％
其他摩擦性能調(diào)整劑和填料?適量
2：基本工藝：混料—壓制—-熱處理
二：試驗方法和結(jié)果：
1：按照國標GB5763-1998
汽車用制動器襯片的試驗方法，測試其摩擦系數(shù)和單位功的體積磨損率10－7cm3/Nm，同時還測試了每一個溫度條件下的重量磨損（克）和根據(jù)重量磨損的重量計算的體積折算磨損率10－7cm3/Nm。和由重量磨損折算的體積磨損率的比較評估。重量磨損折算體積磨損率由下式計算 △V2=((△WH265)/(Wμ125)
其中：△V2由每一個溫度下的重量磨損折算的體積磨損率10－7cm3/Nm
△?W 每一個溫度下的重量磨損?克
H?樣品的平均厚度?毫米
μ?每一個試驗溫度的平均摩擦系數(shù)
，試驗結(jié)果見圖2
2、按照QC/T 564/1999轎車制動器臺架試驗方法舉行臺架試驗和按照QC/T582-1999 J轎車制動器性能要求對試驗結(jié)果進行評估。
試驗結(jié)果見圖3.
三、試驗結(jié)果討論：
從試驗結(jié)果看，使用摩擦顆粒的盤式剎車片，無論是定速試驗和臺架試驗，都有比較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，臺架試驗中制動力矩穩(wěn)定系數(shù)也比較好，衰退和恢復試驗也比較好，特別是衰退試驗，最低的摩擦系數(shù)接近0.4.，其恢復性能都比較穩(wěn)定.由于摩擦顆粒的主要成分是炭，根據(jù)需要也要加入一些有機粘合劑，如彈性和韌性比較好的材料。試驗結(jié)果表明，雖然加入了這一類材料，但在衰退試驗中表現(xiàn)了良好的抗衰退性能。恢復性能也沒有影響。
摩擦顆粒干燥時使用低溫烘干，這樣在樹脂含量比較的的配方中比較容易和其他料結(jié)合，由于加入了一些纖維和使用造粒，可以避免顆粒料表面過于光滑。提高與其他材料的粘結(jié)能力，提高耐磨性。由于目前的這種摩擦顆粒是比較大的顆粒炭，可以減少由于炭含量太高而導致的制動效能降低，保證制動性能的穩(wěn)定性。同時可以降低主體配方的粘結(jié)劑的用量。左面圖4是用摩擦顆粒和特種纖維的復合材料的陶瓷型盤式剎車片的圖片。
由于顆粒料的特殊工藝和一些特特殊的材料，如人造石墨，特種的潤滑劑，摩擦控制添加劑等。其氣孔率比一般的石墨顆粒高。高的氣孔率對改善摩擦性能，
降低指導噪音是比較重要的。摩擦過程是一個非常復雜的物理化學過程光靠一種材料是不能解決的，因此配方的調(diào)適十分重要，如樹脂含量，型號，纖維選擇，潤滑劑選擇，工藝，干法或濕法，冷壓，溫壓或熱壓。
另外，可以根據(jù)客戶的要求，制成各種不同特性要求的摩擦顆粒，如不同的顏色，不同的摩擦特性，如高摩擦的，低摩擦的，軟質(zhì)的硬質(zhì)的纖維團的，橡膠基的樹脂基的和各種無機和有機黏合劑的，不同的粒度等等。下面是幾種摩擦顆粒的照片。
如德國的顆粒料，含有promaxon 等特別輕的填料，輥壓法的顆粒料可以直接輥壓成型或冷壓成型。也可以作為予混料加入到其他料中復合，以改變混合料的工藝性能，如流動性，，彈性硬度等，鋼纖維和炭等復合可以改變纖維方向，提高耐磨性，制動效能，噪音，克服半金屬摩擦材料的部分缺點,以及降低成本，由于顆粒料可以自成體系，可以彌補主體配方的不足，起到相輔相成的作用。提高摩擦顆粒的含量可降低磨損，我們用20％的摩擦顆?；旌狭系谋P式剎車片按照SAEJ661a試驗方法測試的摩擦性能如下：常溫摩擦系數(shù)0.33,熱摩擦系數(shù)0.32,摩擦級別EE級,重量磨損百分比1.09%,厚度磨損百分比0.96%。可見磨損是工藝降低的。
由于顆粒一般要用液體的黏合劑，因此混合的工藝和設(shè)備也需要進一步的試驗研究。如混料機的選擇，加料順序和混合工藝方法，如何制造更好造顆粒的設(shè)備，干燥方法等。
以前，國內(nèi)外有些工廠用密閉式煉膠機制造顆粒料，這種工藝設(shè)備投資費用比較高，如以前日本的α纖維，（一種含有橡膠和纖維的顆粒料），含有橡膠的粉碎料等，近幾年來，由于混料機技術(shù)和原材料工業(yè)的發(fā)展，液體黏合劑的品種已有比較大的發(fā)展，如各種液體樹脂，橡膠，以及無機和有機高分子材料。以及各種新的摩擦材料原料，使得比較容易的制成摩擦材料的顆粒料。這樣可以用比較低成本和裝備制造出合適的摩擦顆粒。
四、結(jié)論
- 摩擦顆粒料是改善摩擦材料的性能的一種可行的方法之一
- 對于顆粒的配方體系以及作用機理需要進一步的試驗研究。
- 混合工藝和設(shè)備需要進一步研究和完善。
發(fā)表于《摩擦密封材料2007第3期》