Фрикционный материал

Изобретение относится К композиционным материалам на основе термореактивнь 1 х связующих И может использоваться в мащиностроении для изготовления фрикционных элементов тормозных систем.Известна фрикционная полимерная пресс-композиция, содержащая фенолоформальдегидную смолу, бутадиеннитрильнь 1 й каучук, серную вулканизирующую группу, безасбестовь 1 й волокнистый наполнитель, бронзовую стружку, латунную стружку или рубленую латунную проволоку, баритовый концентрат, оксид алюминия, графитсодержащий наполнитель, трехсернистую сурьму, вспученный вермикулит, монозамещенные фосфаты хрома и алюминия, гидроксид кальция, резиновую крошку 1.Указанная композиция имеет нестабильный коэффициент трения, низкую износостойкость, термостойкость и прочность.Известна композиция для изготовления фрикционного материала, содержащая фенолоформальдегидную смолу, асбест или смесь стеклянных и минеральных волокон, металлический порощок (цинк, бронза, медь, железо), оксиды этих металлов, окись алюминия, барит,графит, органический модификатор (каучук, натуральный латекс, асфальт или их смесь) 3.Данный материал имеет невысокую износостойкость и механическую прочность, низкую термостойкость и высокое содержание асбеста.Известна также композиция для изготовления фрикционного материала, содержащая синтетический бутадиеновый каучук, серную вулканизирующую группу, барит, графит,оксид алюминия и волокнистый наполнитель в виде смеси минеральной ваты, углеродного и полиамидного волокна 4.Недостатками известной композиции являеются низкая износостойкость, механическая прочность и термостойкость.Задачей изобретения является повыщение износостойкости, увеличение прочности и термостойкости материала.Поставленная задача рещается тем, что фрикционный материал, включающий синтетический каучук, серную вулканизирующую группу, баритовый наполнитель, графит, оксид алюминия и волокнистый наполнитель, согласно изобретению, дополнительно содержит фенолформальдегидную смолу, каолин, латунную стружку или смесь латунной стружки и дисперсного железа в соотнощении 1(0,1-2,0) и модификатор трения в виде смеси оксидов металлов, выбранных из группы цинк, магний, железо, при следующем соотнощении компонентов, мас.синтетический каучук 4-9 серная вулканизирующая группа 0,6-3,8 баритовый наполнитель 15-32 графит 0,6-1,4 оксид алюминия 7-16 волокнистый наполнитель 8-30 фенолформальдегидная смола 7-22 каолин 0,1-3,0 латунная стружка или смесь латунной стружки иКроме того, материал в качестве волокнистого наполнителя содержит ровинг с линейной плотностью 1260-2640 текс и длиной волокон от 4,5 до 12,0 мм, поверхностно модифицированный амино- или эпоксиланом, или смесь ровинга и базальтового волокна в соотнощении 1(1,0-4,0). Ровинг является одним из видов стекловолокнистых материалов,для изготовления которого используется, как правило, бесщелочное стекло (тип Е).Латунная стружка или смесь латунной стружки И дисперсного железа в соотношении 1(1,0-4,0) используется в материале для улучшения теплофизических характеристик, а следовательно повышения термостойкости и износостойкости материала. Пределы содержания стружки латуни или смеси стружки латуни с дисперсным Железом обусловлены эффективным сочетанием теплофизических характеристик (удельной теплоемкости и коэффициента теплопроводности) и износостойкости композиции. Указанные пределы использования латунной стружки в сочетании с дисперсным железом обусловлены снижением износостойкости вследствие низкой адгезии связующего к дисперсным частицам железа.Фенолформальдегидная смола увеличивает прочность, термостойкость и износостойкость материала.Каолин в сочетании с модификатором трения, состоящим из смеси оксидов металлов,выбранных из труппы цинк, магний, железо, стабилизирует коэффициент трения и повь 1 шает износостойкость при торможении в условиях быстро изменяющейся скорости и нагрузки.Введение в композицию ровинга с линейной плотностью 1260-2640 текс и длиной волокон от 4,5 до 12,0 мм, поверхностно модифицированный амино- или эпоксиланом, или смеси указанного ровинга и базальтового волокна в соотношении 1(1,0-4,0) способствует увеличению прочности материала при статических и динамических нагрузках. Использование для поверхностного модифицирования амино- или эпоксилана способствует улучшению адгезионного взаимодействия связующего с волокнистым наполнителем, так как эти вещества способны к химическому взаимодействию как с фенолоформальдегидной смолой, так и с функциональными группами искусственных минеральных волокон (ровинга). Это приводит к повышению износостойкости материала и устойчивости материала к действию эксплуатационных нагрузок. Экспериментально установлено, что соотношение ровинга и базальтового волокна 1(1,04,0) является оптимальным и обусловлено необходимостью достижения максимальной прочности и износостойкости и некоторыми технологическими особенностями процесса получения композиции и формования из нее изделий.Технология изготовления материала на основе выбранных компонентов заключалась в следующем. В высокоскоростной смеситель для сухого смешения загружали порошкообразные, включая фенолоформальдегидную смолу, и волокнистые компоненты и тщательно перемешивали. В смеситель периодического действия (ЗЛ-63-01) загружали пластифицированнь 1 й синтетический каучук (смесь каучука марки БНКС-28 АМН и ацетона в соотношении 11 ацетон-технологическая среда) и перемешивали в течение 5 мин. Затем в процессе перемешивания в каучук порциями добавили приготовленную в вь 1 сокоскоростном смесителе смесь сухих компонентов и тщательно перемешивали до получения однородной массы. Смешивание компонентов осуществляли в течение 20-30 мин.Полученную массу сушили при температуре 60-80 С до влажности 1,5-2,0 . С целью придания полученной массе однородного гранулометрического состава ее дополнительно измельчали в ротационной мельнице. Из полученного однородного прессматериала изготавливали стандартные образцы и изделия методом прямого прессования при температуре 185 1 5 С и давлении 40-55 МПа. Время выдержки в пресс-форме под давлением - 1,5-2,0 мин на 1 мм толщины изделия.В табл. 1 указаны составы материалов конкретного выполнения.В табл. 2 представлены фрикционные, прочностные и теплофизические характеристики приведенных выше композиций.Контрольные составы Заявляемый состав КомпонентыОксид алюминия (ГОСТ 6912-74) Ровинг (ГОСТ 17139-79), модифицированный аминосиланом или эпоксисиланом НемодифицированныйСмесь ровинга модифицированного и базальтового волокнаФенолформальдегидная смола СФ 342 А (ГОСТ 18694-80)Смесь латунной стружки и дис а Ь.)12 Модификатор трения смесь оксидов магния, Цинка, железа 12 8 1 1 11 9 - 8 - 8 11 11 2 8 4 оксид кальция - - - - - - - - 8 - - - - - Примечание содержание КОМПОНЕНТ дано В масс.Контрольные составы Заявляемый состав Прототип Показатель ХУ Патент РФ Не 2001057 Ударная вязкость, кДж/М 3,8 5,9 5,8 5,4 Разрушающее напряжение 125,3 39,9- 82,7- 100,0 126,0 57,2-65,0 при сжатии, МПа - 103,9 131,0 Относительная интенсивность изнашивания, 1 108