復(fù)合纖維在現(xiàn)代摩擦材料中廣泛運(yùn)用，它對(duì)改善摩擦材料的摩擦磨損性能，如制動(dòng)效能，衰退，噪音等都有非常重要的作用，本文作者通過(guò)對(duì)涂膠復(fù)合鋼纖維的摩擦材料的測(cè)試，結(jié)果表明，對(duì)鋼纖維復(fù)合涂膠是改善摩擦材料的性能的一種可行的方法之一。

隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)車(chē)輛的安全性舒適性和耐磨性的要求越來(lái)越高。摩擦材料對(duì)車(chē)輛的安全性和舒適性有非常大的影響，特別強(qiáng)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(duì)壓力的穩(wěn)定性，盤(pán)式剎車(chē)片在制動(dòng)時(shí)壓力可高達(dá)到50Mpa。摩擦系數(shù)對(duì)速度的穩(wěn)定性，其制動(dòng)速度高達(dá)225公里/小時(shí)。摩擦系數(shù)對(duì)溫度的穩(wěn)定性，由于頻繁的連續(xù)制動(dòng)，其剎車(chē)鼓表面恒定溫度高達(dá)700度。許多大的摩擦材料公司都用臺(tái)架試驗(yàn)制動(dòng)時(shí)剎車(chē)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(chē)片高溫時(shí)的制動(dòng)性能。由于這樣的工況，對(duì)摩擦材料的摩擦性能提出了非常高的要求。由于車(chē)輛的增加，車(chē)輛的噪音嚴(yán)重污染環(huán)境，高速制動(dòng)時(shí)的摩擦穩(wěn)定性和震動(dòng)對(duì)安全也有非常重要的影響。復(fù)合鋼纖維對(duì)現(xiàn)代摩擦材料為改善摩擦材料的工藝性能, 提高摩擦穩(wěn)定性,降低熱衰退,提高耐磨性,減少摩擦材料主體配方中黏結(jié)劑的加入量，降低噪音等上述性能起到了非常重要的作用。

一、基本工藝:

復(fù)合鋼纖維是將鋼纖維與表面處理劑,摩擦調(diào)整劑等材料進(jìn)行表面處理和復(fù)合,可以根據(jù)需不同而加而成.的纖維狀材料,其外觀見(jiàn)圖1

圖1復(fù)合鋼纖維圖片

試驗(yàn)用具有代表性的含有復(fù)合鋼纖維的盤(pán)式剎車(chē)片基本配比如下：
復(fù)合鋼纖維：30-65%，?
潤(rùn)滑劑和填料?10–30%，?
粘合劑?3-10%
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
徐仁泉：華東特種纖維制造公司特約顧問(wèn)，高級(jí)工程師

二：試驗(yàn)方法和結(jié)果：

1. 按照SAE J661的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試其摩擦磨損性能，平均磨損率由試驗(yàn)過(guò)程的總摩擦功計(jì)算其體積和重量折算的單位功的體積磨損率。其結(jié)果見(jiàn)圖1
2. 按照國(guó)標(biāo)GB5763-1998 汽車(chē)用制動(dòng)器襯片的試驗(yàn)方法，測(cè)試其摩擦系數(shù)和單位功的體積磨損率10－7cm3/Nm，同時(shí)還測(cè)試了每一個(gè)溫度條件下的重量磨損（克）和根據(jù)重量磨損的重量計(jì)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(píng)估。重量磨損折算體積磨損率由下式計(jì)算 △V2=((△WH265)/(Wμ125)

其中：△V2由每一個(gè)溫度下的重量磨損折算的體積磨損率10－7cm3/Nm
△?W 每一個(gè)溫度下的重量磨損?克
H?樣品的平均厚度?毫米
μ?每一個(gè)試驗(yàn)溫度的平均摩擦系數(shù)
加入50％復(fù)合鋼纖維的盤(pán)式剎車(chē)片和100％復(fù)合鋼纖維溫壓樣品的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2

3.:按照AK MARSTR 轎車(chē)制動(dòng)器臺(tái)架試驗(yàn)方法試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3.

圖1：加入50％復(fù)合鋼纖維的盤(pán)式剎車(chē)片的樣品和100％復(fù)合鋼纖維溫壓樣品的

SAE J661 CHASE 試驗(yàn)機(jī)的測(cè)試結(jié)果

三：試驗(yàn)結(jié)果討論：

從試驗(yàn)結(jié)果看，使用復(fù)合鋼纖維的盤(pán)式剎車(chē)片，無(wú)論是定速試驗(yàn)和臺(tái)架試驗(yàn)，都有比較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，臺(tái)架試驗(yàn)中摩擦性能也比較好，如磨合性能,冷制動(dòng)性能，特性試驗(yàn)，高溫摩擦性能等比較穩(wěn)定.二次衰退和高溫性能都很好.見(jiàn)圖1.2.3由于復(fù)合鋼纖維表面已經(jīng)有處理劑進(jìn)行了改性，提高了與其它填充料的結(jié)合能力，改善了耐磨性，見(jiàn)圖1和圖2.

1. 復(fù)合鋼纖維,由于纖維表面進(jìn)行了處理，,與未處理的鋼纖維比,在混合料壓制中改變纖維在制品中的排列方向,,可以穩(wěn)定制動(dòng)效能,如速度穩(wěn)定性.駐車(chē)制動(dòng)性能.
2. 減少有機(jī)粘合劑用量 ,這對(duì)于現(xiàn)代摩擦材料是非常重要的,低的粘合劑用量,對(duì)改善摩擦材料的綜合性能,它對(duì)穩(wěn)定摩擦性能,如效能特性,速度特性,噪音,調(diào)整氣孔率,,減少衰退,降低原材料成本等
3. 改善工藝過(guò)程加工性能,如提高混合料壓制的流動(dòng)性,改善纖維與其他材料的接觸界面,提高粘結(jié)強(qiáng)度,,降低壓制壓力,成型溫度,縮短壓制時(shí)間,降低粘合劑的用量等降低加工成本，

工藝的適應(yīng)性比較好,如對(duì)冷壓，溫壓,熱壓等工藝，都有很好的適應(yīng)性.使纖維和填充料，黏合劑之間有更好的粘接性。其本身也有很好的摩擦磨損性能。用其溫壓成型的全部為復(fù)合鋼纖維的樣品。按照SAEJ661 測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)圖 1,可見(jiàn)其有良好的摩擦磨損性能.復(fù)合鋼纖維由多種原材料復(fù)合,因此，自身的摩擦磨損性能很好，其類似于高比重的半金屬摩擦片.

由于黏合劑的結(jié)構(gòu)和加工的工藝,保證了纖維表面的粘接，提高了磨損性能，特別是高溫的磨損性能。對(duì)于現(xiàn)代摩擦材料，一般要求有比較低的樹(shù)脂含量5％以下。復(fù)合鋼纖維由于表面黏結(jié)性能的改善，可以減少主體配方樹(shù)脂用量，和在低樹(shù)脂含量下使摩擦材料有好的摩擦磨損性能、

由于鋼纖維的復(fù)合在混合料和壓制可以改變纖維在摩擦材料中排列的方向以改善制動(dòng)效能。所以研究纖維復(fù)合和幾種纖維和填料預(yù)先進(jìn)行復(fù)合也是很重要的,國(guó)外,很多公司都使用預(yù)混合的纖維和顆粒料。這方面還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。特別是液體樹(shù)脂和表面處理劑，混合工藝和方法，表面處理的工藝和設(shè)備。摩擦材料的非石棉纖維往往都有一些缺點(diǎn)，因此改進(jìn)纖維的表面性能是非常重要的，如荷蘭的礦棉用硅烷或橡膠進(jìn)行表面處理，美國(guó)的硅灰石也用處理劑進(jìn)行表面處理以改善表面的粘接性能和摩擦磨損性能。我們也采用表面處理劑，橡膠樹(shù)脂等對(duì)纖維如礦棉涂膠，硅灰石表面處理，有機(jī)纖維和空心球表面處理,丙烯氰纖維的表面處理等，這對(duì)改善產(chǎn)品性能，如混合料的工藝性能，阻燃，耐磨性，抗噪音等多有較好的效果。用鋼纖維或其他纖維復(fù)合也可以制成不同的復(fù)合的顆粒預(yù)混料見(jiàn)圖4,

另外，可以根據(jù)客戶的要求，制成各種不同特性要求的復(fù)合纖維或預(yù)混料，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(tuán)的，橡膠基的，樹(shù)脂基的和各種無(wú)機(jī)和有機(jī)黏合劑的，不同的粒度等等。

如德國(guó)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(fù)合，以改變混合料的工藝性能，如流動(dòng)性，，彈性硬度等，提高耐磨性，制動(dòng)效能，降低噪音，克服半金屬摩擦材料的部分缺點(diǎn),以及降低成本，由于復(fù)合纖維或顆粒料可以自成體系，可以彌補(bǔ)主體配方的不足，起到相輔相成的作用。

由于復(fù)合過(guò)程一般要用液體的涂抹，浸泡，混合等。因此處理的工藝和設(shè)備也需要進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。如混料機(jī)的選擇，加料順序和混合工藝方法，干燥方法等。

近幾年來(lái)，由于混料機(jī)技術(shù)和原材料工業(yè)的發(fā)展，液體黏合劑和處理劑的品種已有比較大的發(fā)展，如各種液體樹(shù)脂，橡膠，以及無(wú)機(jī)和有機(jī)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復(fù)合預(yù)混料如復(fù)合鋼纖維以及顆粒料等。

四：結(jié)論

1. 復(fù)合鋼纖維用于摩擦材料，是改善摩擦材料的性能的一種可行的方法之一,對(duì)改善摩擦材料的制動(dòng)效能,衰退和速度特性,溫度特性,均有一定的作用..
2. 可以提高摩擦材料的耐磨性,降低成本
3. 有較好的工藝適應(yīng)性,對(duì)于復(fù)合鋼纖維的配方體系以及作用機(jī)理需要進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。
4. 表面處理，干燥，混合工藝和設(shè)備需要進(jìn)一步研究和完善。

發(fā)表于摩擦密封材料2009第3期