梁云 張日盈 張春輝

(華南理工大學(xué) 制漿造紙工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640)

隨著自動(dòng)變速箱的發(fā)展，在20世紀(jì)50年代出現(xiàn)了濕式紙基摩擦材料[1]。濕式紙基摩擦材料是一種在油中工作[2]的新型摩擦材料，一般由纖維、填料和粘結(jié)劑等組分構(gòu)成[3]。它具有摩擦系數(shù)高且穩(wěn)定、動(dòng)靜摩擦系數(shù)接近、摩擦噪音小和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)[4]，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)變速箱的濕式離合器中。濕式離合器是通過活塞壓力控制接合、分離的裝置。離合器接合時(shí)，摩擦副受到活塞的縱向壓力，濕式紙基摩擦材料與對(duì)偶鋼片發(fā)生接觸摩擦。紙基摩擦材料受到縱向壓力的作用而發(fā)生形變，此時(shí)材料的尺寸穩(wěn)定性和彈性尤其重要。材料良好的尺寸穩(wěn)定性可以保持摩擦系統(tǒng)的穩(wěn)定，還可以保證摩擦副的間隙維持在設(shè)計(jì)誤差范圍內(nèi)，從而有效地進(jìn)行接合與分離；材料良好的彈性可以減緩摩擦副接合時(shí)的沖擊作用，提高摩擦系統(tǒng)接合的平穩(wěn)性。因此，研究濕式紙基摩擦材料的壓縮回彈性具有重要的意義。

李雪芹等[5]通過研究材料壓縮回彈特性與壓縮縱向壓力、纖維配比及氣孔率之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)紙基摩擦材料的氣孔率對(duì)材料回彈有著重要的影響，氣孔率為45%時(shí)樣品具有較佳的壓縮回彈特性。鄧海金等[6]分析了樹脂含量對(duì)紙基摩擦材料壓縮回彈性能的影響，結(jié)果表明，原材料的選擇與配比對(duì)材料壓縮回彈特性有著重要的影響，特別是樹脂含量的提升，使得材料的可壓縮性能下降，回彈率提升。Chiba等[7]探究了紙基材料的可壓縮性能對(duì)摩擦磨損性能的影響，結(jié)果表明，紙基摩擦材料的壓縮回彈特性對(duì)摩擦磨損性能有著重要的影響，紙基材料良好的尺寸穩(wěn)定性可保證摩擦系統(tǒng)平穩(wěn)地進(jìn)行摩擦接合，良好的彈性可以減少噪音與振動(dòng)。Myshkin[8]提出了具有足夠的氣孔率和良好的壓縮回彈性能的材料，在摩擦接合過程中可以保持邊界油膜的穩(wěn)定存在，從而保證摩擦系數(shù)的穩(wěn)定。

目前，國內(nèi)外對(duì)紙基摩擦材料的研究大部分圍繞原材料特性進(jìn)行，如樹脂含量[9- 11]、增強(qiáng)纖維[12- 13]、增磨與減磨填料[14- 15]等對(duì)摩擦磨損性能的影響，較少考慮材料氣孔率、導(dǎo)熱率和壓縮回彈性等對(duì)摩擦磨損性能的影響。其中材料壓縮回彈性是影響摩擦系統(tǒng)平穩(wěn)性、耐沖擊性與噪音大小的關(guān)鍵因素，其研究對(duì)材料摩擦機(jī)理研究與材料設(shè)計(jì)均具有重要的意義。

本文對(duì)原料特性和配比進(jìn)行調(diào)整，研究棉纖維的打漿度、摩擦粉的含量、高模量碳纖維的形態(tài)和粘結(jié)樹脂彈性模量差異對(duì)紙基摩擦材料壓縮回彈性的影響，同時(shí)設(shè)計(jì)4種壓縮回彈性不同的紙基摩擦材料，分析壓縮回彈性對(duì)材料摩擦磨損性能的影響，以期為濕式紙基摩擦材料的原料配方調(diào)整提供依據(jù)，并有助于對(duì)摩擦特性機(jī)理進(jìn)行深入研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料

纖維類原料：棉纖維，山東銀鷹化纖有限公司；1#碳纖維，C-203S短切碳纖維，長度3 mm，日本吳羽化學(xué)；2#碳纖維，M-125T球磨碳纖維，長度1 mm，日本吳羽化學(xué)；芳綸漿粕，日本帝人株式會(huì)社。填料類原料：圓柱形硅藻土、石墨、球型氧化鋁、鈦酸鉀晶須以及摩擦粉(彈性填料)等。樹脂：3#酚醛樹脂，SG-3130，美國十拿化工；4#酚醛樹脂，55791，日本住友集團(tuán)；5#酚醛樹脂，PRX-14163，日本住友集團(tuán)。

1.2 試樣制備

1.2.1 配方設(shè)計(jì)

首先，就棉纖維打漿度、彈性填料含量、碳纖維形態(tài)和樹脂彈性模量4個(gè)因素對(duì)樣品壓縮回彈性的影響進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)10個(gè)樣品(編號(hào)分別為A-J)，紙樣定量為300 g/m2，各樣品組分及配比見表1。

然后，根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)4種不同壓縮回彈性的樣品(具體配方見表2)，用于探究壓縮回彈性對(duì)樣品摩擦性能的影響。

1.2.2 原紙制備

棉纖維和碳纖維采用疏解器疏解，芳綸漿粕和填料采用高剪切榨汁機(jī)疏解，混和后制成混合漿料，利用實(shí)驗(yàn)室自制圓形抄片器將混合漿料抄造成形。樣品烘干后將其放入預(yù)先配制好的樹脂膠液中，浸漬5 min后取出，在70 ℃下烘干樣品。然后用平板熱壓機(jī)在160 ℃下熱壓至0.5 mm，再在180 ℃下熱固化2 h，即可得到紙基摩擦材料原紙。

表1 樣品A-J的原材料配比Table 1 Ingredient proportions in sample A-J

表2 樣品K-N的原材料配比Table 2 Ingredient proportions in sample K-N

1.3 測試方法

1.3.1 樣品形貌的觀察

采用德國蔡司EVO18型掃描電子顯微鏡(SEM)觀察樣品的形貌。

1.3.2 棉纖維的分析

采用FS300纖維質(zhì)量分析儀對(duì)5種棉纖維長度及細(xì)小纖維含量進(jìn)行分析。

1.3.3 彈性模量的測試

參照GB/T 2567—2008《樹脂澆鑄體性能試驗(yàn)方法》，采用MTS-C43型萬能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測試，以恒定速率1 mm/min沿軸向進(jìn)行壓縮，使試樣破壞。在測試過程中，測量施加在試樣上的載荷和試樣應(yīng)變，測定試樣的壓縮彈性模量。

樹脂的壓縮彈性模量計(jì)算公式為

Ec=L0Δp/(bhΔL)

(1)

式中，L0為試樣原始高度，Δp為載荷-形變曲線上初始直線段的載荷增量值，b、h分別為試樣的長度和寬度，ΔL為與載荷增量值對(duì)應(yīng)的形變?cè)隽俊?/p>

1.3.4 壓縮回彈率的檢測

參照美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM F36—2009《測定墊片材料壓縮率及回彈率的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》，采用美國MTS工業(yè)系統(tǒng)有限公司的MTS C- 43型萬能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測試。測試預(yù)載荷為10 N，保壓時(shí)間為1 min，然后以2 N/s的加載速度將載荷增加到150 N，并且保壓5 min，最后以2 N/s的卸載速度將載荷卸載至預(yù)載荷壓力。每次測試循環(huán)10次。以第10次的壓縮率作為樣品的穩(wěn)定壓縮率，以10次測試循環(huán)的形變總量計(jì)算永久形變率。

紙樣的壓縮率計(jì)算公式如下：

C=(σ0-σ1)/σ0×100%

(2)

式中，σ0為預(yù)載荷下紙樣的厚度，σ1為加載至最大載荷壓力時(shí)紙樣的厚度。

1.3.5 樣品表面粗糙度的測試

利用PhenomG2 Pro Y型臺(tái)式掃描電鏡對(duì)樣品表面作三維掃描，可得到樣品表面粗糙度。表面粗糙度值是基于區(qū)域形貌的粗糙度評(píng)定參數(shù)，它表示區(qū)域形貌的算數(shù)平均偏差，用于表征物體表面二維形貌的粗糙程度。

1.3.6 摩擦磨損性能的檢測

采用SAE J2490《SAE NO.2 friction test machine μPVT test》檢測標(biāo)準(zhǔn)，利用SAE NO.2通用濕式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)樣品進(jìn)行摩擦磨損性能檢測。樣品厚度為0.40～0.45 mm。測試時(shí)，前期為磨合階段，在設(shè)定的條件下摩擦200次，使摩擦片與對(duì)偶片的接觸面積基本穩(wěn)定；后期為檢測階段，共分為16個(gè)階段，每個(gè)階段進(jìn)行25次摩擦測試。測試條件見表3。

表3 摩擦磨損性能測試條件Table 3 Test conditions of friction and wear property

2 結(jié)果與討論

2.1 棉纖維打漿度對(duì)壓縮回彈性的影響

不同打漿度棉纖維的FS300分析結(jié)果見表4。從表中可見，隨著打漿度的提高，棉纖維的質(zhì)均長度變短，細(xì)小纖維的含量明顯增大。棉纖維構(gòu)成樣品的“骨架”結(jié)構(gòu)，不同打漿度的棉纖維間的分絲帚化程度、纖維長度分布和細(xì)小纖維含量均具有一定的差異，所組成的樣品結(jié)構(gòu)也存在一定的差異。而樣品的基本結(jié)構(gòu)是影響尺寸穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，同時(shí)也影響著樣品的可壓縮性。

表4 不同打漿度棉纖維的FS300分析結(jié)果

表5為樣品A、B、C、D、E壓縮回彈性的測試結(jié)果。棉纖維打漿度為15oSR的樣品A穩(wěn)定壓縮率最低，為6.40%；棉纖維打漿度分別為20oSR和80oSR的樣品穩(wěn)定壓縮率較高，分別為7.90%和8.50%。樣品的永久形變率隨著棉纖維打漿度的提升而減小。

表5 棉纖維打漿度對(duì)壓縮回彈性的影響

在10次循環(huán)測試中紙樣的壓縮率變化趨勢(shì)如圖1所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，隨著打漿度的提高，樣品的穩(wěn)定壓縮率并不是線性提升的。這是因?yàn)闃悠返膲嚎s率受兩方面的影響：一方面是可回彈的孔隙結(jié)構(gòu)，賦予樣品主要的壓縮性能；另一方面是不可回彈的孔隙結(jié)構(gòu)，在坍塌后會(huì)使樣品結(jié)構(gòu)變得緊密，降低樣品的可壓縮性能。

圖1 在循環(huán)測試中紙樣的壓縮率變化趨勢(shì)Fig.1 Compression ratio trends of paper samples in a test cycle

樣品可回彈的孔隙結(jié)構(gòu)會(huì)隨著棉纖維打漿度的提高而變化。棉纖維打漿度越高，形成的孔隙尺寸越小，孔隙內(nèi)細(xì)小纖維的交織程度越高，因此隨著打漿度的提高，這些孔隙的耐壓性能提升，但可壓縮性會(huì)降低。同時(shí)，樣品不可回彈的孔隙結(jié)構(gòu)所占比例隨著打漿度的提高而降低，使樣品的壓縮性能保持穩(wěn)定。

綜合以上兩方面因素，棉纖維打漿度從15oSR提高至20oSR時(shí)，纖維分絲帚化成細(xì)小纖維，相互交織，形成較多的可回彈的孔隙，因此樣品的穩(wěn)定壓縮率有較大的提升，達(dá)到7.9%，此時(shí)樣品的孔隙結(jié)構(gòu)如圖2(b)所示，孔隙結(jié)構(gòu)并沒有過于致密，孔隙具有良好的彈性，但仍存在部分不可回彈的孔隙結(jié)構(gòu)。

隨后繼續(xù)提高棉纖維打漿度，樣品孔隙結(jié)構(gòu)中纖維交織程度提高，如圖2(c)、2(d)所示，樣品的孔隙結(jié)構(gòu)變得致密，使孔隙結(jié)構(gòu)的可壓縮性能稍有下降，因此樣品C、D的穩(wěn)定壓縮率和永久形變率比樣品B稍低。

最后，將棉纖維打漿度提高至80oSR(見圖2(e))時(shí)，樣品E的孔隙結(jié)構(gòu)十分致密，樣品幾乎不存在不穩(wěn)定的孔隙結(jié)構(gòu)，永久形變率僅為0.4%。計(jì)算樣品D、E的初始?jí)嚎s率，其值接近，都為8.7%，表明打漿度提高到80oSR時(shí)，孔隙的可壓縮性能受到棉漿打漿度的影響較小，因此樣品E的初始?jí)嚎s率與穩(wěn)定壓縮率相近。

2.2 碳纖維形態(tài)對(duì)壓縮回彈性的影響

圖3為1#碳纖維、2#碳纖維在200倍下的掃描電子顯微鏡照片圖。1#碳纖維為短切碳纖維，采用短切工藝，因此尺寸均勻性較好，長度差異較小，基本保持在3 mm左右，直徑在13.0～15.0 μm之間；2#碳纖維為球磨碳纖維，采用球磨工藝，尺寸均勻性較差，長短不一，長度分布范圍為0.1～2.0 mm，且大部分纖維長度小于1 mm，直徑在17.0～19.0 μm之間。

樣品B(應(yīng)用1#碳纖維)、F(應(yīng)用2#碳纖維)的穩(wěn)定壓縮率接近，分別為7.9%與7.4%；樣品F的永久形變率為 5.9%，高于樣品B的4.0%。

碳纖維形態(tài)筆直無扭曲，且具有高模量的特性，在應(yīng)力作用下形變率較低。2#碳纖維長度較短，在紙樣內(nèi)部隨機(jī)分布形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)交織點(diǎn)較少，紙樣受到壓縮應(yīng)力作用時(shí)，容易發(fā)生形變，特別是孤立交織點(diǎn)易受到破壞，最終表現(xiàn)為紙樣測試過程中永久形變率較高；1#碳纖維形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)交織點(diǎn)豐富，在應(yīng)力作用下由于自身的高模量特性，使紙樣具有良好的尺寸穩(wěn)定性，表現(xiàn)為紙樣測試的永久形變率較低。

圖2 5個(gè)紙樣的掃描電子顯微鏡照片F(xiàn)ig.2 SEM pictures of 5 paper samples

圖3 兩種碳纖維的掃描電子顯微鏡照片F(xiàn)ig.3 SEM pictures of 2 carbon fibers

綜上所述，采用短切工藝的1#碳纖維，可以使樣品具有更佳的尺寸穩(wěn)定性，而采用球磨工藝的2#碳纖維由于長度過短并且長度分布不均勻等因素，使樣品的永久形變率較高，尺寸穩(wěn)定性較差。

2.3 彈性填料含量對(duì)壓縮回彈性的影響

彈性填料是摩擦材料中應(yīng)用較為廣泛的一種填料，如腰果殼油摩擦顆粒(摩擦粉)，其顆粒性質(zhì)類似橡膠，具有一定的彈性，其在材料上的應(yīng)用可以降低材料硬度，改善面貼合性能和壓縮性能。彈性填料含量對(duì)壓縮回彈性的影響如表6所示。

表6 摩擦粉含量對(duì)壓縮回彈性的影響

表6表明，樣品H的壓縮率低于樣品B、G。這是因?yàn)闃悠返膲嚎s回彈性能除了受孔隙結(jié)構(gòu)影響外，填充在纖維間孔隙的填料也具有一定的影響，摩擦粉具有良好的彈性，受到壓力時(shí)，自身能夠發(fā)生可恢復(fù)的壓縮形變。而樣品H不含摩擦粉，取代摩擦粉的組分為二氧化硅和鱗片石墨，二氧化硅和鱗片石墨均為非彈性填料，非彈性填料受到壓力時(shí)并不會(huì)發(fā)生形變。因此，沒有添加彈性填料的紙樣壓縮率略低。樣品B、G的壓縮回彈性比較接近，一方面可能因?yàn)槟Σ练哿酱?，摩擦粉含量?%提升至8%時(shí)，摩擦粉的顆粒數(shù)增加量較少；另一方面由于在紙樣制備過程中，摩擦粉更傾向于沉降至底部，使摩擦粉主要集中在紙樣的網(wǎng)面。

圖4為樣品B原紙的網(wǎng)面和毯面照片，正方形所示部分尺寸為25 mm×25 mm，黑點(diǎn)部分為摩擦粉顆粒，可見網(wǎng)面上明顯存在著較多的摩擦粉，表明摩擦粉傾向于沉降至網(wǎng)面。這使摩擦粉主要集中在紙樣的網(wǎng)面，而截面中的摩擦粉顆粒含量較少，因此摩擦粉含量的增加未能有效地提高樣品的壓縮回彈性。

圖4 樣品B原紙的網(wǎng)面和毯面照片F(xiàn)ig.4 Wire side and felt side pictures of base paper B

綜上所述，彈性填料摩擦粉的添加可使樣品穩(wěn)定壓縮率從6.9%提高至7.7%，但摩擦粉含量從4%繼續(xù)提高至8%時(shí)，紙樣的穩(wěn)定壓縮率的變化并不顯著。

2.4 樹脂彈性模量對(duì)壓縮回彈性的影響

3#酚醛樹脂與5#酚醛樹脂的彈性模量比較接近，分別為0.96、0.93 GPa；4#酚醛樹脂的彈性模量最低，為0.79 GPa，表明該樹脂受到應(yīng)力時(shí)更容易發(fā)生形變，尺寸穩(wěn)定性較差，但具有較高的可壓縮性。因此，應(yīng)用了4#酚醛樹脂的樣品J的永久形變率較高，為5.2%，而穩(wěn)定壓縮率較低，為7.0%。但是，應(yīng)用3#酚醛樹脂的樣品I與應(yīng)用5#酚醛樹脂的樣品B的壓縮回彈性略有差異，穩(wěn)定壓縮率分別為7.1%和7.9%，永久形變率分別為4.3%和4.0%。造成性能差異可能是由于溶劑體系的不同。3#酚醛樹脂采用丙酮與正丁醇混合溶劑，5#酚醛樹脂采用乙醇溶劑。丙酮與正丁醇混合溶劑易揮發(fā)，樣品經(jīng)過3#酚醛樹脂的浸漬后，樹脂溶劑揮發(fā)過快，導(dǎo)致樹脂發(fā)生明顯的熱遷移。

圖5為樣品I截面的掃描電子顯微鏡照片，照片中樣品上側(cè)為溶劑揮發(fā)面，由于樹脂熱遷移的作用，靠近上側(cè)的樹脂含量較高，結(jié)構(gòu)緊密，此部分可壓縮性較低；而另一側(cè)的結(jié)構(gòu)較疏松，樹脂含量較低，此部分具有較好的可壓縮性，但尺寸穩(wěn)定性較差。上述兩方面因素的綜合作用，樣品I相對(duì)于樣品B，穩(wěn)定壓縮率更低、永久形變率略高。

圖5 樣品I截面的掃描電子顯微鏡照片F(xiàn)ig.5 SEM picture of sample I section

綜上所述，樹脂的彈性模量會(huì)影響樣品的壓縮回彈性，同時(shí)樹脂的溶劑體系會(huì)影響樣品浸膠后的干燥過程，導(dǎo)致樣品內(nèi)樹脂分布不均勻，使樣品的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性變差。5#酚醛樹脂具有較高的彈性模量，采用乙醇溶劑，干燥過程中乙醇的揮發(fā)速度相對(duì)較慢，因此應(yīng)用該樹脂的樣品B尺寸穩(wěn)定性良好，并具有較佳的穩(wěn)定壓縮率。

2.5 壓縮回彈性對(duì)摩擦磨損特性的影響

表7 4種樣品的壓縮回彈性及摩擦磨損性能測試結(jié)果

通過調(diào)整配方，制備出的K、L、M、N樣品的壓縮回彈性依次提高。

樣品K的平均動(dòng)摩擦系數(shù)為0.123，cm/ci相對(duì)于1的離散程度為0.092，表明該樣品在接合過程的起始階段，力矩傳遞曲線發(fā)生較顯著的“犄角”現(xiàn)象，力矩傳遞不平穩(wěn)。該樣品在測試的最后兩個(gè)階段，活塞位移最大行程未能使摩擦副摩擦接合，測試無法完成。主要原因是樣品K的永久形變率較高，為8.9%，尺寸穩(wěn)定性較差。在測試時(shí)，樣品經(jīng)過多次受壓逐漸發(fā)生永久形變，樣品的厚度發(fā)生了較大變化，摩擦副的間隙越來越大，使測試的后半段摩擦副接合的穩(wěn)定性變差，并在最后測試階段失效，使測試無法繼續(xù)。

樣品L的平均動(dòng)摩擦系數(shù)最大，為0.139；cm/ci略偏離1，離散程度為0.067，表明接合的起始階段平穩(wěn)性稍顯不足，摩擦特性曲線會(huì)出現(xiàn)輕微的“犄角”現(xiàn)象；ce/cm與1的離散程度為0.026，較小，表明樣品L在摩擦副接合過程結(jié)束階段的力矩傳遞比較穩(wěn)定。由樣品K、L、M、N的粗糙度測試結(jié)果(平均表面粗糙度分別為2.63、2.43、3.31、5.60 μm)可知，樣品L的表面粗糙度較低，表面接觸峰組分組成均勻，因此具有比較穩(wěn)定而高的摩擦系數(shù)。但由于樣品L的可壓縮性不高，在接合的起始階段可能對(duì)沖擊的緩沖作用不夠，因此接合起始階段力矩傳遞平穩(wěn)性稍顯不足。

樣品M的平均動(dòng)摩擦系數(shù)為0.126，cm/ci與1的離散程度較低，說明樣品M在摩擦接合初始階段的力矩傳遞比較平穩(wěn)。這可能是由于樣品的穩(wěn)定壓縮率較高，樣品具有更好的彈性，在摩擦接合的初始階段摩擦副瞬間受到活塞的壓力，樣品在開始摩擦的同時(shí)受到一定的沖擊，而具有良好可壓縮性的樣品對(duì)接合沖擊有緩沖作用，從而使樣品M在接合初始階段的力矩傳遞更平穩(wěn)。樣品M的ce/cm與1的離散程度比較高(為0.049)，表明樣品M在摩擦接合結(jié)束階段的力矩傳遞不平穩(wěn)。這是因?yàn)闃悠稭加入了摩擦粉，提高了穩(wěn)定壓縮率，摩擦粉取代了大部分的鱗片石墨、二氧化硅等組分，在表面形成較高的接觸峰，同時(shí)鱗片石墨含量的減少導(dǎo)致摩擦接合結(jié)束階段的力矩傳遞平穩(wěn)性下降，出現(xiàn)顯著的“犄角”現(xiàn)象，二氧化硅含量的減少也導(dǎo)致平均摩擦系數(shù)的下降。

樣品N的平均動(dòng)摩擦系數(shù)為0.115，cm/ci和ce/cm與1的離散程度均最高，分別為0.107和0.059，這表明樣品N在摩擦接合初始、結(jié)束階段的力矩傳遞平穩(wěn)性均較差。雖然樣品N的尺寸穩(wěn)定性和可壓縮性能較佳，但由于使用了80oSR的棉漿，樣品孔隙結(jié)構(gòu)致密，氣孔率較低，導(dǎo)致樣品的油吸收性能下降，不易形成邊界摩擦的油膜。此外，氣孔率也影響導(dǎo)熱率，從而導(dǎo)致摩擦副系統(tǒng)熱彈性不穩(wěn)定的現(xiàn)象發(fā)生，使樣品的摩擦性能不穩(wěn)定。

綜上所述，摩擦副的摩擦接合是通過活塞壓力的施加進(jìn)行的。在接合摩擦的初始階段，摩擦副受力接合，此時(shí)摩擦副將受到一定的沖擊作用。彈性良好的摩擦材料可以減緩接合沖擊帶來的震動(dòng)與噪聲，使接合的過程更平穩(wěn)。多次摩擦接合后，過高的永久形變率會(huì)導(dǎo)致摩擦副的間隙增大，最終由于活塞最大行程不能使摩擦副接合而工作失效，當(dāng)濕式紙基摩擦材料的永久形變率在4.0%～4.4%、穩(wěn)定壓縮率在6.9%～7.9%時(shí)，材料的摩擦性能比較穩(wěn)定。

3 結(jié)論

本文首先就棉纖維打漿度、碳纖維形態(tài)、彈性填料含量和樹脂彈性模量對(duì)紙基摩擦材料壓縮回彈性的影響進(jìn)行了分析，然后設(shè)計(jì)了4種具有不同壓縮回彈性的樣品，分析了壓縮回彈性對(duì)濕式紙基摩擦材料摩擦磨損性能的影響。研究結(jié)果表明：

(1)棉纖維打漿度對(duì)壓縮回彈性有顯著的影響。隨著棉纖維打漿度的提高，樣品A-E的穩(wěn)定壓縮率依次經(jīng)歷了增大、略有減小、增大的過程，永久形變率則在逐漸減小。棉纖維打漿度為20oSR和80oSR時(shí)，樣品具有較佳的壓縮回彈性。

(2)采用彈性填料腰果殼油摩擦粉、3 mm長碳纖維和具有高彈性模量、緩慢揮發(fā)溶劑體系的酚醛樹脂，可使樣品獲得較佳的壓縮回彈性。

(3)當(dāng)濕式紙基摩擦材料的永久形變率在4.0%～4.4%、穩(wěn)定壓縮率在6.9%～7.9%時(shí)，材料可以獲得比較穩(wěn)定、良好的摩擦性能。