几种原材料对湿式摩擦材料摩擦特性影响研究

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1、万方数据莉戳匝胃几种原材料对湿式摩擦材料摩擦特性影响研究摘要：对骨架纤维、增磨剂及减磨剂3种湿式摩擦材料的原材料进行模拟试验，分析其对湿式摩擦材料性能的影响，得出这些原材料对湿式摩擦材料影响规律，为进一步研究该类技术提供技术支撑。关键词：摩擦性能磨损性能磨损率试验中图分类号：TB332文献标识码：B■中国第一汽车股份有限公司技术中心张明远任晓珊丛穆■西安科耐摩擦材料有限责任公司付业伟1概述湿式摩擦材料是一种工作在自动变速器润滑油中的材料，其主要作用是传递来自发动机的扭矩。因此要求湿式摩擦材料的动摩擦系数随线速度变化小，接合平

2、顺且无噪声。由于其使用环境苛刻，如润滑油温度变化幅度大、变速频繁、承受压力变化频繁等，因此对湿式摩擦材料的性能要求比较高：a．适中而稳定平稳的动摩擦系数；b．动／静摩擦系数接近，理想状态动／静比接近1；c．使用寿命长；d．良好的耐热性能和导热性；e．良好的加工性能、抗压缩性及抗剪切能力。上述特性相互制约，原材料的科学合理配方和制备工艺是能够综合上述性能要求的关键技术。摩擦材料用原材料按其用途分为5个部分：即粘合剂、骨架纤维、增磨剂、减磨剂和填料，而这5个部分约需要20种原材料。其中骨架纤维、增磨剂、减磨剂材料是稳定摩擦磨损性

3、能关键材料。这3种材料的原材料种类繁多，特性各不相同，对湿式摩擦材料性能影响也有差异。本文对上述3种常用的原材料对摩擦性能的影响进行深入研究，为后续湿式摩擦材料的进一步研究提供技术支撑及研究方法。2骨架纤维对摩擦特性的影响骨架纤维在湿式摩擦材料中主要起支撑增强作用，根据实际使用特点要求其耐热性好、对偶损伤小并具有良好的吸附性能等。由于碳纤维和芳纶纤维具有强度高、质量轻、耐疲劳、模量大、热膨胀系数低、摩擦系数稳定、自润滑效果好、尺寸稳定性好等突出性能，满足作为湿式摩擦材料骨架材料的要求，所以广泛应用于湿式摩擦材料中。纤维品种不

4、同对湿式摩擦材料产生的效果也不相同。汽车工艺与材料A．r&M2014年第1期万方数据枥料喧胃2．1摩擦力矩曲线在惯量为0．10kg·m2、转速2000r／min及压力O．5MPa条件下进行试验研究，得到碳纤维和芳纶纤维2种骨架材料增强的湿式摩擦材料的摩擦力矩曲线(图1)。由图l看出，碳纤维增强的湿式摩擦材料滑磨时间略长，摩擦力矩曲线波动幅度小，曲线中间部分趋于平直，尾部翘起幅度小。表明碳纤维增强的湿式摩擦材料在传递扭矩过程中稳定性较好。而芳纶纤维增强的湿式摩擦材料出现尾部上翘的现象，表明在摩擦材料使用过程中导致传递扭矩抖动的

5、可能性增大。湿式摩擦材料以碳纤维增强，其传动特性好于芳纶纤维。a)碳纤维(h)圩纶!{‘!燕图1碳纤维和芳纶纤维骨架材料与摩擦力矩曲线关系2．2动，静摩擦系数在惯量为0．10kg·m2、转速2000r／min及不同压力条件下进行试验研究，得到碳纤维和芳纶纤维2种骨架材料增强的湿式摩擦材料的动，静摩擦系数与不同压力关系曲线(图2)。由图2看出，2种骨架材料增强的湿式摩擦材料动摩擦系数随压力的增大而降低，芳纶纤维增强的湿式摩擦材料动摩擦系数偏大，但两者差别较小。而碳纤维增强的湿式摩擦材料的静摩擦系数低于芳纶纤维。欲提高湿式摩擦材

6、料的初始摩擦系数，芳纶纤维作为增强材料是很好的选择。3螽垛遂世艋纤维维Jf；，J／Mh图2碳纤维和芳纶纤维骨架材料与动静摩擦系数关系2．3动，静比湿式摩擦材料的另一重要参数是动／静摩擦系数比值。它可以定量表征动，静摩擦系数转化过程的平稳性能。对湿式离合器而言，动，静摩擦系数比值越小，离合器变速过程越平稳，引起的振颤和摩擦噪声的可能性越小。碳纤维和芳纶纤维2种骨架纤维湿式摩擦材料动／静比曲线见图3。从图3可以看出，碳纤维湿式摩擦材料优于芳纶纤维，碳纤维湿式摩擦材料的变速转换过程相比芳纶纤维更平稳。2．4磨损率在惯量为0．10k

7、g·m2、转速2000“min和压力1．0MPa条件下，进行连续500次体积磨损率模拟试验。试验结果表明，碳纤维湿式摩擦材料的材料磨损率小于芳纶纤维，主要是由于碳纤维具有自润滑性能优良、机械强度高、耐磨性高和耐高温化学稳定性好等突出优点，在摩擦对偶的作用下不易剥离、断裂。上述研究结果表明，骨架纤维在湿式摩擦材料中主要起增强作用，对湿式摩擦材料的摩擦磨损性能影响较大，因此在制备湿式摩擦材料时要充分考虑骨架材料对摩擦磨损性能的影响，可以2014年第1期汽车工艺与材料AT&M『5543O一3鑫垛避蛩督万方数据枥越喧用碳纤维芳纶纤维

8、图3碳纤维和芳纶纤维骨架材料的动，静比及磨损率关系采用多种纤维并存的复合骨架材料，充分发挥它们在湿式摩擦材料中的协同作用。3减磨剂对摩擦特性的影响减磨剂作为一种调节摩擦性能的调节剂，改善湿式摩擦材料的机械性能。石墨是一种典型的层状固体润滑减磨剂，广泛用于各种摩擦材料中。制备4种不同石墨含量