抛光氧化铝CY-L200在摩擦材料中的应用

抛光氧化铝CY-L200在摩擦材料中的应用

徐仁泉1  周纪冬1  陈旭晔2  王海东3

随着无石棉摩擦材料的迅速发展，新一代陶瓷型摩擦材料正在发展起来，并且有取代半金属摩擦材料的趋势。新一代摩擦材料具有制动效能好，摩擦系数比较高，高温摩擦性能稳定，对对偶磨损小等特点。在此类摩擦材料的原料中，氧化铝是重要原料之一。由于氧化铝品种非常繁多，因此，对摩擦材料中所用氧化铝的选择就显得十分重要，它直接影响到摩擦料的制动效能，热衰退和磨损以及对对偶的磨损。

实验用的九朋新材料公司生产抛光氧化铝粉CY-L200体颗粒直径D50值在200nm-5um，氧化铝含量大于98 %以上，转化率在96%以上，松装密度在0.3-1 g/cm3右。

试验的刹车片基本配方如下：

   原料名称    比例

   黏合剂    5 -15%

   纤维    15 - 30%，    ．

   摩擦调整剂和填料30 - 60%，

   抛光氧化铝（九朋新材料CY-L200）   1 - 5%

   其他    适量

   将其制造成盘式刹车片和鼓式刹车片的样品按照GB5763 - 1998汽车用制动器衬片标准的试验。

试验结果讨论

  试验结果讨论

   由于纳米氧化铝CY-L200的加入，稳定了摩擦材料的摩擦性能特别是在高温的摩擦性能，提高了抗热衰退性能。在定速试验机所做摩擦磨损试验结果见图2和图3。特别是在台架试验的效能和衰退试验中，摩擦性能都非常稳定。同时对摩擦材料的磨损增加不大，这是由于抛光氧化铝的颗粒比较细，其粒度D50值平均为0.2微米；优于国外用于摩擦材料的氧化铝的规格相近。较细的粒度对提高摩擦材料的耐磨性和对减少对对偶的磨损有一定的作用，同时粒子的球形结构对降低磨损有利。选用该种氧化铝是因为其硬度比较合适，球型结构粒子的粒径很细(0.2um)。我们也选用了国内其他的氧化铝，由于比重太低或太高，硬度太高或太低，或者粒度不合适，都会对试验结果产生不利的影响。

   使用抛光氧化铝CY-L200，提高了摩擦材料的效能稳定性。行业技术人员往往有这样的体会：有些摩擦材料样品，在定速试验机上测试很好，但做台架试验结果却不好。这与原料的选用及配方的配比关系很大，也就是说既要重视应用高摩填料，又要选好高摩填料的品种、规格。在国外有的配方中氧化铝用量在5%以上，当然这种配方必须经过仔细的验证。

   另一方面，氧化铝有非常好的耐温性和非常细的粒度，这有助于在高温时生成陶瓷材料，使其在高温时有比较好的摩擦系数和与其它易熔材料的复合，使摩擦材料保持较好的高温摩擦性能和耐磨性。在鼓式刹车片试验中也得到了类似的结果。美国卡莱(CARLISIE)杭州公司添加抛光氧化铝的鼓式刹车片的试验结果，均表现出优良的摩擦磨损性能。

   氧化铝的粒径大小及分布的宽窄是十分重要的，75微米的氧化铝的照片，与0.2微米产品相比差别明显很大。另一方面，我们以前有一些厂家使用棕刚玉，对调整摩擦材料的摩擦系数作用比较大，但是，由于一般用200-325目，因此刹车片的磨损和对对偶的磨损会增加。这是由于棕刚玉含氧化铝的纯度比较低，稳定性就差一些，一般只能用0. 25- 0.5%。用量大了对其他摩擦材料和对偶的磨损会出现问题。同时，他的外形比较锋利，更有一些工厂使用的是砂轮厂的下脚料，稳定性就更差。另一方面由于棕刚玉等采用电熔法工艺，产品呈玻璃态，颗粒比较锋利，而抛光氧化铝采用煅烧法，这样颗粒的性能就有明显的差异，虽然都是a氧化铝，但在配方中会出现不同的结果。

研究摩擦材料在制动过程的陶瓷化，其巾包括氧化铝等高熔点的高摩填料，低熔点的烧结材料，固体抗磨材料等的复合研究十分重要，仅仅用很少几种材料的组合难以解决摩擦磨损复杂的物理化学过程对性能的要求，如摩擦材料的安全性、舒适性和耐磨性。对于氧化铝在摩擦材料中与其它材料的作用机理尤其是制动过程中的作用机理，尚需实验论证和研究。

结论

   1：抛光氧化铝CY-L200用于汽车摩擦材料，对于稳定摩擦系数，提高制动效能，降低热衰退是比较好的高摩填料之一。

 2对于其在摩擦材料陶瓷化方面的机理和应用还需要进一步探讨。