钛酸钾晶须改性纤维编织制动带的摩擦磨损性能研究.pdf

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1、袁玉敏，等：钛酸钾晶须改性纤维编织制动带的摩擦磨损性能研究65钛酸钾晶须改性纤维编织制动带的摩擦磨损性能研究袁玉敏，丁旭潘阳游明琳(1．贵州大学机械工程学院，贵阳550003；2．贵州工业职业技术学院，贵阳550003)摘要利用钛酸钾晶须浸涂于玻璃纤维复合编织制动带表面来改善制动带性能，采用定速式摩擦试验机对制动带摩擦磨损性能进行测试。结果表明，钛酸钾晶须使制动带的摩擦系数稳定性增加，抗热衰退性能提高，磨损率降低，并且明显地提高了制动带在高温下的抗变形及抗破损性能。关键词钛酸钾晶须编织制动带摩擦磨损性能钛酸钾晶须是新一代高性能复

2、合材料增强剂，1．2仪器、设备具有高强度、高模量、耐磨耗、耐高温、隔热、高电气定速摩擦磨损试验机：XD—MSM型，咸阳新益绝缘性及优异的红外线反射性能，而且硬度适中，尤实验机厂；其是钛酸钾晶须对树脂的显微填充和增强性特别扫描电子显微镜(SEM)：JSM一6490LV型，日好，与有机、无机类材料能够保持极好的相容性，可本电子株式会社。用于开发各种新型高性能的轻质、高比强、耐磨的增1．3试样制备强树脂基复合材料。以自制的质量分数为45％的纳米坡缕石与桐玻璃纤维(GF)复合编织制动带是一种用于工油复合改性酚醛树脂(图1为该树脂的热失重

3、曲程机械及其它特殊场合的制动材料，其一般由GF线)的酒精溶液作为粘接剂。及少量其它纤维经三维编织后，再经浸渍液态粘接剂、烘烤固化等工序而制成。某企业在生产外商订零＼做的7mm厚非标准GF复合制动带时，其初期摩擦褂迎性能不理想，特别是磨损率偏大。若所用粘接剂浓基度过高，过量树脂包裹纤维，树脂的减摩作用增加，而GF的增摩作用下降，则摩擦系数偏低，高温热衰退明显，热恢复性能也差；如所用粘接剂浓度偏低，则又使制动带的高温强度较低，易产生剪切变形及图1纳米坡缕石与桐油复合改性酚醛树脂的热失重曲线边缘破碎，并使制动带及对偶件的磨损率偏高，使

4、摩试样的制作工艺过程大致如下：擦性能不理想。(1)下料笔者采用钛酸钾晶须作为增强改性材料，填充切下3块相同尺寸的编织白带，尺寸比试验机于薄型纤维复合编织“白带”(即未浸渍粘接剂的纯要求的试样尺寸25mm×25mm稍大。编织带)表面而制成制动带，以期解决薄型编织制(2)浸渍编织白带动带摩擦性能不足的问题，并简述其摩擦磨损机理。将经IO0~C干燥后的编织白带浸渍粘接剂溶液1实验部分约10h，以使其浸透。1．1原材料(3)配制钛酸钾晶须混合液GF复合编织白带：厚度约71Tlnq，主要由GF、适钛酸钾晶须烘干后，加入粘接剂溶液中，配成钛

5、量的芳纶纤维及直径为0．2mm的黄铜丝编织而酸钾晶须质量分数为25％的混合液。成，贵州天龙摩擦材料有限公司；(4)编织带表面浸涂钛酸钾晶须钛酸钾晶须：长径比约3～20，堆密度约0．4～取出l片已浸渍的编织带，反复用钛酸钾晶须0．5g／cm，莫氏硬度为4，平均直径约1．4Ixm，宜昌混合液淋涂并刮压于编织带的一面，以尽可能使表晶须复合材料有限公司；面充填饱满，再刮去浮在表面的多余晶须，记为纳米坡缕石与桐油复合改性酚醛树脂：自制E2]收稿日期：2009—11—1066工程塑料应用2010年，第38卷，第1期A片；同样地，取出另一片已

6、浸渍的编织带制成B能量的反射和能量的缓慢传递，致使制动片的温度片，但其表面的钛酸钾晶须的充填量约为A片的升高速度较为缓慢，从而保持了摩擦系数的稳定性，50％；未浸涂钛酸钾晶须混合液的编织带则记为c也减小了磨损量。；在300~C以上时，除上述粘接片。剂分解及GF性能衰退因素外，还有因表层钛酸钾(5)低温烘烤及压制晶须的不断磨损使其充填密度不断减少，导致高温将A、B、C片置于60℃烘箱中烘干，当稍用力增强作用不断下降而使摩擦系数下降，但二者的综手压变形时即趁热进行压制，压制厚度约为6mm。合作用使试样A、B摩擦系数的下降较试样c平缓

7、经约10h缓慢分段升温至160~C后，断电自然冷却。得多。最后经轻微打磨及边缘修整后制得试样A、B、c。图3示出试样A、B、C降温过程中在不同温度1．4性能测试下的摩擦系数。由图3可见，试样A、B的摩擦系数摩擦磨损性能按GB5763—1998中的第4类别恢复性能较好。其中在较低温度下的摩擦系数随温测试，测试温度分别为100、150、200、250、300、度的升高而缓慢升高可看作是摩擦接触面的粘接剂350~C。所用摩擦盘材质为HT250灰铸铁(金相组磨耗及分解后而暴露出富纤维层的结果⋯。织为珠光体，硬度为180～220HBS)，

8、测试转速为500r／rain。2结果与讨论2．1钛酸钾晶须对编织制动带摩擦系数的影响疑始避图2示出试样A、B、C升温过程中在不同温度OOO0O下的摩擦系数。由图2可见，未浸涂钛酸钾晶须的1UUJ，U2UU2UUUj，U试样C的摩擦系数在温度较低时比试样A、B的高