成型压力工艺对树脂基摩擦材料性能的影响

发布时间：2021-03-10 13:33

　　设计压力施加顺序不同的热压成型工艺,研究其对树脂基摩擦材料物理性能和摩擦磨损性能的影响,并分析材料成型后的磨损机理。结果表明:采取变压的成型压力施加工艺,制得的试样在摩擦时会形成较好的摩擦转移膜,能够提高树脂基摩擦材料的耐高温性能,并增强其表观洛氏硬度;采取升压的成型压力工艺,制得的试样有着良好的基体联结结构,气孔率为5.78%,工作摩擦因数高而稳定,磨损主要表现为磨粒磨损;采取恒压的成型工艺,制得的试样具有较好的气孔率和磨损率,其磨损机理主要为黏着磨损;采取升压的成型工艺,制得的试样密度大而不均,各种原料在高温高压下不能充分流动,磨损后出现凹坑与纤维掉落。 

【文章来源】：非金属矿. 2020,43(04)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

试样的摩擦因数及其波动率

树脂基摩擦材料成型是一个逐渐塑化的过程，属于热固性复合材料。成型过程中弹性模量逐渐减小，颗粒间压缩反力和组分间残余应力逐渐增大，成型压力初始值较大，会使混合物过早咬合，导致部分气体不能排出，后续基体间得不到充分流动，造成聚合物之间的高温高压反应不够充分，不能形成较好的固化交联节点[4-5]。同时，试样压缩阻力较大，后续施加较小或相等的压力对塑形作用较小，造成材料整体均匀性变差。因此，试样9密度大而不均，试样7密度最小，基体间结合疏松，试样8组分结合较好。2.2 物理性能分析

不同成型工艺制得的试样上5个点的表观洛氏硬度，见图3。从图3可看出，3种试样总体较软，试样7表观硬度最低，比试样8和9分别低30.99%和33.88%，说明变压成型工艺可提高树脂基摩擦材料成型后的表观硬度；试样9的标准差最高，达到3.114，说明这种工艺制得的树脂基摩擦片表观硬度较好，但质地不均。这是因为，配方加大了树脂的含量造成总体表观硬度较低，而试样7密度最小，结构较疏松，使得表观硬度最低。试样8和试样9在成型过程中被施加了大的成型压力，使得密度增大，基体结合紧密，表观硬度增强[6]。因此，变压成型压力施加工艺可改善树脂基摩擦材料成型时的组分流动情况，使得密度增大，表观硬度得到增强。3种试样测得的气孔率，见图4。从图4可看出，试样9密度大，但气孔率明显偏高，试样7和试样8气孔率相近且较低。这是因为，试样9初始压力值较大，使材料由外而内快速压缩，混合物在高温高压下部分区域快速凝固成型，联结紧密，造成整个摩擦片流动性变差，后续反应未完结，树脂分解释放的气体不能及时排出，导致摩擦片产生细小空洞和封闭气孔，气孔率增大[7]。试样7和8气孔率分别为5.85%、5.78%，良好的气孔率有利于减少摩擦时产生的噪音。

【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维增强树脂基复合材料在低温条件下的微动摩擦磨损性能[J]. 薛超凡,于敏,姚举禄,姬科举,戴振东.  上海交通大学学报. 2018(05)
[2]工艺参数对低树脂基刹车片性能的影响[J]. 刘力,钟厉.  润滑与密封. 2018(02)
[3]孔隙率对树脂基摩擦材料性能的影响[J]. 朱文婷,王晓芳,姜娟,付业伟.  润滑与密封. 2016(06)
[4]树脂基复合材料成型工艺的发展[J]. 何亚飞,矫维成,杨帆,刘文博,王荣国.  纤维复合材料. 2011(02)
[5]复合材料等厚层板热压成型中树脂流动过程数值模拟[J]. 李艳霞,张佐光,李敏,顾轶卓.  复合材料学报. 2008(02)



本文编号：3074744