隨著無(wú)石棉摩擦材料的迅速發(fā)展，新一代陶瓷型摩擦材料正在發(fā)展起來(lái)，并且有取代半金屬摩擦材料的趨勢(shì)。新一代摩擦材料具有制動(dòng)效能好，摩擦系數(shù)比較高，高溫摩擦性能穩(wěn)定，對(duì)對(duì)偶磨損小等特點(diǎn)。在此類摩擦材料的原料中，巖石棉纖維是重要原料之一。噴膠巖石棉有礦渣和其它巖石經(jīng)過(guò)熔融，噴絲，涂膠，去渣，粉碎等加工過(guò)程。在國(guó)外，已經(jīng)廣泛用于盤(pán)式剎車片和鼓式剎車片，有些顆粒棉也用于工程塑料和塑料裝飾板。用于摩擦材料的噴膠巖石棉的主要技術(shù)要求如下：纖維長(zhǎng)度小于3毫米，揮發(fā)分小于2%。
1、試驗(yàn)部分：
盤(pán)式剎車片：
基本配比：
巖石棉：?5-15%
其他纖維：?15-30%
黏合劑：?5-15%
固體潤(rùn)滑劑：?5-25%
金屬硫化物：?5-20%
其他：?適量
鼓式剎車片：
巖石棉：?10-30%
其他纖維：?10-30%
潤(rùn)滑劑：?5-15%
其他：?適量
2、試驗(yàn)結(jié)果
將其制造成摩擦片試樣按照GB5763-1998 的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1和圖2
在臺(tái)架試驗(yàn)與鋼纖維為主的盤(pán)式剎車片的比較見(jiàn)表1
| 樣品名稱 | 正常摩擦系數(shù) | 衰退摩擦系數(shù) | 片磨損 克 | 盤(pán)磨損 克 |
| 含有巖石棉的樣品 | 0.38 | 0.29 | 20.5 | 11.3 |
| 鋼纖維為主的樣品 | 0.35 | 0.23 | 38 | 35 |
3、試驗(yàn)結(jié)果討論：
巖石棉的原料來(lái)源于煉鋼的礦渣或類似的巖石，其產(chǎn)品的硬度低于硅灰石，在盤(pán)式剎車片和鼓式剎車片中都有比較好 的摩擦磨損性能，見(jiàn)圖1，2。在少金屬纖維的無(wú)石棉摩擦材料中巖石棉是非常有價(jià)值的石棉代用品。巖石棉由于有比較低的玻璃化溫度，因此 在盤(pán)式剎車片的制動(dòng)過(guò)程中，由于制動(dòng)壓力大，速度高，因此產(chǎn)生比較高的制動(dòng)溫度，可以達(dá)到700度以上，在種種情況下，已經(jīng)超過(guò)了巖石棉的玻璃化溫度。這樣能起到一定的無(wú)機(jī)黏合劑的作用，這樣，可以降低黏合劑的用量，比較低的黏合劑用量能改善熱衰退。在盤(pán)式剎車片的臺(tái)架試驗(yàn)中，其摩擦性能和 耐磨性以及對(duì)對(duì)偶的磨損都優(yōu)于含有鋼纖維比較多的盤(pán)式剎車片。見(jiàn)表1。由于材料在高溫時(shí)比較軟，這樣能降低對(duì)偶的磨損和減少制動(dòng)噪音。
巖石棉的有關(guān)性能：主要成分為硅酸鈣，玻璃化溫度7500C比重2.7礦棉：氧化硅42.1% 氧化鋁8.1%，氧化鈣35.4%，氧化鎂7.8%，其他無(wú)機(jī)物6.6%
物理性質(zhì)：直徑1-10微米，平均2-5微米長(zhǎng)度275微米，長(zhǎng)徑比平均40-80，非纖維物質(zhì)4%，松密度25磅/英尺3，比重2.7g/cm3.柔軟性：脆，抗張強(qiáng)度：3X103-2X105平均7X104磅/英寸2，彈性模量15X106磅/英寸2，玻璃化溫度1400F去玻璃化溫度1560F熔點(diǎn)2300-2400F.
由于巖石棉的化學(xué)成分于界石棉和硅灰石之間。和玻璃有較大的差別，所以其摩擦磨損性能也不同于玻璃纖維和硅灰石，玻璃纖維和硅灰石磨損性能比較大.摩擦性能比較好。，容易產(chǎn)生制動(dòng)噪音。對(duì)對(duì)偶的磨損也比較大。巖石棉耐磨性優(yōu)于玻璃纖維和硅灰石，摩擦性能比較穩(wěn)定，由于巖石棉表面作了涂膠處理和其他樹(shù)脂和填料的相容性好。玻璃纖維和硅灰石比較差。和 鋼纖維相比，導(dǎo)熱性低于鋼纖維，可以降低剎車片背面的溫度。，與硅酸鋁纖維相比由于硅酸鋁纖維的熔點(diǎn)比較高，而且比較硬，所以不大合適用于盤(pán)式剎車片。
巖石棉和玻璃纖維，纖維素纖維，麻纖維，等多種纖維復(fù)合使用，可以代替價(jià)格昂貴的芳綸，制造和石棉摩擦材料性能相近和成本比較低的無(wú)石棉摩擦材料，提高市場(chǎng)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)能力。
用巖石棉制造的盤(pán)式剎車片和鼓式剎車片在車輛上裝車試驗(yàn)，同樣也取得了比較好的效果。
4、結(jié)論：
- 巖石棉用于摩擦材料，是新一代陶瓷型摩擦材料的重要原材料。是比較好的石棉代用品之一。
- 巖石棉摩擦磨損性能比較好，價(jià)格低，可以推廣使用。
發(fā)表于《摩擦密封材料2007第3期》