鈦酸鉀晶須改性纖維編織制動帶的摩擦磨損性能研究.pdf

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1、袁玉敏，等：鈦酸鉀晶須改性纖維編織制動帶的摩擦磨損性能研究65鈦酸鉀晶須改性纖維編織制動帶的摩擦磨損性能研究袁玉敏，丁旭潘陽游明琳(1．貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，貴陽550003；2．貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴陽550003)摘要利用鈦酸鉀晶須浸涂于玻璃纖維復(fù)合編織制動帶表面來改善制動帶性能，采用定速式摩擦試驗(yàn)機(jī)對制動帶摩擦磨損性能進(jìn)行測試。結(jié)果表明，鈦酸鉀晶須使制動帶的摩擦系數(shù)穩(wěn)定性增加，抗熱衰退性能提高，磨損率降低，并且明顯地提高了制動帶在高溫下的抗變形及抗破損性能。關(guān)鍵詞鈦酸鉀晶須編織制動帶摩擦磨損性能鈦酸鉀晶須是新一代高性能復(fù)

2、合材料增強(qiáng)劑，1．2儀器、設(shè)備具有高強(qiáng)度、高模量、耐磨耗、耐高溫、隔熱、高電氣定速摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)：XD—MSM型，咸陽新益絕緣性及優(yōu)異的紅外線反射性能，而且硬度適中，尤實(shí)驗(yàn)機(jī)廠；其是鈦酸鉀晶須對樹脂的顯微填充和增強(qiáng)性特別掃描電子顯微鏡(SEM)：JSM一6490LV型，日好，與有機(jī)、無機(jī)類材料能夠保持極好的相容性，可本電子株式會社。用于開發(fā)各種新型高性能的輕質(zhì)、高比強(qiáng)、耐磨的增1．3試樣制備強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料。以自制的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45％的納米坡縷石與桐玻璃纖維(GF)復(fù)合編織制動帶是一種用于工油復(fù)合改性酚醛樹脂(圖1為該樹脂的熱失重

3、曲程機(jī)械及其它特殊場合的制動材料，其一般由GF線)的酒精溶液作為粘接劑。及少量其它纖維經(jīng)三維編織后，再經(jīng)浸漬液態(tài)粘接劑、烘烤固化等工序而制成。某企業(yè)在生產(chǎn)外商訂零＼做的7mm厚非標(biāo)準(zhǔn)GF復(fù)合制動帶時(shí)，其初期摩擦褂迎性能不理想，特別是磨損率偏大。若所用粘接劑濃基度過高，過量樹脂包裹纖維，樹脂的減摩作用增加，而GF的增摩作用下降，則摩擦系數(shù)偏低，高溫?zé)崴ネ嗣黠@，熱恢復(fù)性能也差；如所用粘接劑濃度偏低，則又使制動帶的高溫強(qiáng)度較低，易產(chǎn)生剪切變形及圖1納米坡縷石與桐油復(fù)合改性酚醛樹脂的熱失重曲線邊緣破碎，并使制動帶及對偶件的磨損率偏高，使

4、摩試樣的制作工藝過程大致如下：擦性能不理想。(1)下料筆者采用鈦酸鉀晶須作為增強(qiáng)改性材料，填充切下3塊相同尺寸的編織白帶，尺寸比試驗(yàn)機(jī)于薄型纖維復(fù)合編織“白帶”(即未浸漬粘接劑的純要求的試樣尺寸25mm×25mm稍大。編織帶)表面而制成制動帶，以期解決薄型編織制(2)浸漬編織白帶動帶摩擦性能不足的問題，并簡述其摩擦磨損機(jī)理。將經(jīng)IO0~C干燥后的編織白帶浸漬粘接劑溶液1實(shí)驗(yàn)部分約10h，以使其浸透。1．1原材料(3)配制鈦酸鉀晶須混合液GF復(fù)合編織白帶：厚度約71Tlnq，主要由GF、適鈦酸鉀晶須烘干后，加入粘接劑溶液中，配成鈦

5、量的芳綸纖維及直徑為0．2mm的黃銅絲編織而酸鉀晶須質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％的混合液。成，貴州天龍摩擦材料有限公司；(4)編織帶表面浸涂鈦酸鉀晶須鈦酸鉀晶須：長徑比約3～20，堆密度約0．4～取出l片已浸漬的編織帶，反復(fù)用鈦酸鉀晶須0．5g／cm，莫氏硬度為4，平均直徑約1．4Ixm，宜昌混合液淋涂并刮壓于編織帶的一面，以盡可能使表晶須復(fù)合材料有限公司；面充填飽滿，再刮去浮在表面的多余晶須，記為納米坡縷石與桐油復(fù)合改性酚醛樹脂：自制E2]收稿日期：2009—11—1066工程塑料應(yīng)用2010年，第38卷，第1期A片；同樣地，取出另一片已

6、浸漬的編織帶制成B能量的反射和能量的緩慢傳遞，致使制動片的溫度片，但其表面的鈦酸鉀晶須的充填量約為A片的升高速度較為緩慢，從而保持了摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性，50％；未浸涂鈦酸鉀晶須混合液的編織帶則記為c也減小了磨損量。；在300~C以上時(shí)，除上述粘接片。劑分解及GF性能衰退因素外，還有因表層鈦酸鉀(5)低溫烘烤及壓制晶須的不斷磨損使其充填密度不斷減少，導(dǎo)致高溫將A、B、C片置于60℃烘箱中烘干，當(dāng)稍用力增強(qiáng)作用不斷下降而使摩擦系數(shù)下降，但二者的綜手壓變形時(shí)即趁熱進(jìn)行壓制，壓制厚度約為6mm。合作用使試樣A、B摩擦系數(shù)的下降較試樣c平緩

7、經(jīng)約10h緩慢分段升溫至160~C后，斷電自然冷卻。得多。最后經(jīng)輕微打磨及邊緣修整后制得試樣A、B、c。圖3示出試樣A、B、C降溫過程中在不同溫度1．4性能測試下的摩擦系數(shù)。由圖3可見，試樣A、B的摩擦系數(shù)摩擦磨損性能按GB5763—1998中的第4類別恢復(fù)性能較好。其中在較低溫度下的摩擦系數(shù)隨溫測試，測試溫度分別為100、150、200、250、300、度的升高而緩慢升高可看作是摩擦接觸面的粘接劑350~C。所用摩擦盤材質(zhì)為HT250灰鑄鐵(金相組磨耗及分解后而暴露出富纖維層的結(jié)果??？棡橹楣怏w，硬度為180～220HBS)，

8、測試轉(zhuǎn)速為500r／rain。2結(jié)果與討論2．1鈦酸鉀晶須對編織制動帶摩擦系數(shù)的影響疑始避圖2示出試樣A、B、C升溫過程中在不同溫度OOO0O下的摩擦系數(shù)。由圖2可見，未浸涂鈦酸鉀晶須的1UUJ，U2UU2UUUj，U試樣C的摩擦系數(shù)在溫度較低時(shí)比試樣A、B的高