本发明涉及一种摩擦盘，其包括盘支撑件和在非交联状态下粘合在盘支撑件的面中的一个上的摩擦衬垫，且本发明涉及一种通过粘合将非交联状态下的摩擦衬垫固定在盘支撑件的表面上的方法。
背景技术：
根据本发明的摩擦盘尤其意于用于机动车辆，特别是用于干式或湿式离合器或用于制动板和盘。
例如从ep0781937已知，将摩擦材料粘合在钢制支撑件上以获得摩擦盘的方法。在ep0781937中描述的粘合方法包括将摩擦材料粘合在预先涂覆有包含溶剂的粘合剂的钢制支撑件上。该粘合方法包括在给定温度下施加压强，使得在涂覆有粘合剂的金属支撑件侧加热更快，从而粘合剂在摩擦材料膨胀之前与摩擦材料接触时开始硬化。
现有粘合方法可以被改善，特别是涉及摩擦材料与支撑件之间的连接强度。特别有利的是增加摩擦材料与支撑件之间的对抗径向和/或切向剪切应力的强度。
技术实现要素：
由此，本发明的目标之一是提供一种摩擦盘，该摩擦盘具有改善的对抗径向和/或切向剪切应力的强度。
由此，本发明提出一种摩擦盘，其包括盘支撑件和摩擦衬垫，所述摩擦衬垫在非交联状态下粘合在所述盘支撑件的面中的一个上，该摩擦盘的特征在于，所述摩擦衬垫在非交联状态下在所述盘支撑件的所述面上的粘合在200℃的温度下能够对抗对应于15000rpm的旋转的离心力。
令人惊讶的是，发明人已经发现在200℃的温度下能够对抗对应于15000rpm的旋转的离心力的、摩擦衬垫在非交联状态下的粘合还允许改善摩擦衬垫与盘支撑件之间的连接对抗径向和/或切向应力的强度。
由于衬垫处于非交联状态，所以不是有孔的。在粘合期间，粘合剂因此不会迁移到摩擦衬垫的有孔部分中，因为这样的部分不存在。
摩擦衬垫的非交联状态允许由粘合剂和摩擦衬垫形成的中间相界面的出现。该中间相界面允许摩擦衬垫在盘支撑件上的更好的黏合。
非交联状态的摩擦衬里和粘合剂可以朝向彼此流动以形成中间相界面。
根据本发明的摩擦盘还可以包括以下特征中的一个或多个，以下特征被单独地考虑或以所有可行的技术组合而被考虑：
-摩擦衬垫在盘支撑件的所述面上的粘合在已经经受大于或等于350℃且小于或等于400℃的温度下的热处理后，在200℃的温度下能够对抗对应于15000rpm的旋转的离心力；和/或
-在剥去摩擦材料之后，总黏性断裂表面积小于盘支撑件的上面粘合有摩擦衬垫的那个面的表面积的4％；和/或
-每个黏性断裂区域具有尺寸小于1cm2的表面积，每个黏性断裂区域的并集形成上述总黏性断裂表面积；和/或
-用于将摩擦衬垫粘合在盘支撑件的面中的一个上的粘合剂是无溶剂粉末粘合剂，例如无溶剂固体粉末粘合剂；和/或
-上面粘合有摩擦衬垫的盘支撑件的表面上的粘合剂的表面克重小于或等于13mg/cm2；该表面克重尤其小于5mg/cm2；和/或
-粉末粘合剂包括固体酚醛树脂；和/或
-粉末粘合剂包括的催化剂的质量比小于7％，该质量比尤其为0至4％(催化剂的质量比等于0是可行的)；和/或
-粉末粘合剂包括的稀释剂的质量比大于或等于0.1％且小于或等于1％。
刚刚提及的特征中的全部或一部分可以允许进一步改善摩擦衬垫与盘支撑件之间的连接对抗径向和/或切向剪切应力的强度。
内聚断裂区域对应于剥除之后的盘支撑件的具有残留摩擦衬垫的表面。
黏性断裂区域对应于不具有残留摩擦材料并表现出黏性断裂的表面。在本申请的意义上，在具有连续丝的残留材料的厚度小于80μm时，则视为区域不具有残留材料。
本发明还涉及一种摩擦盘，其包括盘支撑件和粘合在所述盘支撑件的面中的一个上的摩擦衬垫，其中，在剥去摩擦材料之后，黏性断裂表面小于所述盘支撑件的上面粘合有摩擦衬垫的那个面的表面积的4％。
有利地，发明人已经发现，这样的摩擦盘在约为200℃的常规热条件下、甚至在可以高达360℃的热条件下具有高的对抗离心力强度。
本发明还涉及一种离合器，尤其是机动车辆的离合器，其包括根据本发明的摩擦盘。
本发明另外涉及一种通过粘合将摩擦衬垫固定在盘支撑件的表面上的方法，其中：
-将基于树脂的无溶剂粉末粘合剂沉积到盘支撑件的表面上，
-通过在低于所述树脂的交联温度的温度下加热而将粘合剂铺覆在所述盘支撑件的表面上，
-使非交联状态下的摩擦衬垫与盘支撑件的涂胶表面接触，
-在大于或等于50bar且小于或等于300bar的压强下、在大于或等于1min且小于或等于15min的期间中，在大于或等于180℃且小于或等于210℃的温度下加热组件，
-在大气压强下、在大于或等于1h且小于或等于15h的期间中，在大于或等于200℃且小于或等于260℃的温度下加热组件。
有利地，根据本发明的固定方法允许获得这样的摩擦盘：该摩擦盘具有的摩擦材料与盘支撑件之间的连接具有高的对抗剪切应力和离心力的强度。
根据本发明的固定方法还可以包括以下特征中的一个或多个，以下特征被单独地考虑或以所有可行的技术组合而被考虑：
-将所述粉末粘合剂铺覆在盘支撑件的表面上，其中表面克重小于或等于13mg/cm2；和/或
-粉末粘合剂包括固体酚醛树脂；和/或
-粉末粘合剂包括的催化剂的质量比小于7％；和/或
-粉末粘合剂包括的稀释剂的质量比大于或等于0.1％且小于或等于1％；和/或
-无溶剂粉末粘合剂具有大于或等于90mm的流幅。
本发明还涉及一种摩擦盘，其通过根据本发明的通过粘合将摩擦衬垫固定在盘支撑件的表面上的方法获得。
在所有上述内容中，非交联摩擦材料可以对应于摩擦材料组成的未转化组分的混合物。该摩擦材料组成可以是以下两种形式之一：
-含有未转化树脂的颗粒形式。组分可以通过粘结剂形成粒状，以获得直径为5mm至200mm的球形成分，这些球形成分可以在模具中被转移到涂覆有粘合剂的盘支撑件的表面上，或
-环形预型件，其具有含有未转化树脂的切割纤维或连续丝结构。连续丝或切割纤维通过浸渍而涂覆有其它组分，并通过冷压缩形成环形的网或层。
在摩擦衬垫的所述两种形式中，树脂可以流动以与粘合剂形成中间相界面。
树脂可以提供允许将粘合剂和基质固化在一起的催化剂。
沉积在盘支撑件上的粉末粘合剂中不存在催化剂，允许通过热处理将其铺覆，而不能够在该步骤期间交联。这还允许简化粉末粘合剂的组成。
附图说明
参照描述根据本发明的摩擦盘的图1，通过以下仅仅以描述性的方式给出而不具有限制本发明的目的的描述，本发明将被更好地理解。
具体实施方式
本发明涉及一种通过粘合在非交联状态下将摩擦衬垫固定在盘支撑件的表面上的方法。
根据一示例，根据本发明的方法包括：
-提供盘支撑件的步骤，
-给盘支撑件的表面中的一个涂胶的步骤，
-提供非交联状态下的摩擦材料的步骤，
-粘合步骤。
在提供盘支撑件的步骤过程中提供盘支撑件。盘支撑件例如由钢制成，其厚度大于或等于0.3mm且小于或等于1mm，外径大于或等于100mm、优选地大于或等于200mm，且小于或等于500mm、优选地小于或等于280mm。盘支撑件的外径例如为200mm至280mm或为380mm至500mm。
优选地，盘支撑件在涂胶步骤之前经受表面处理。表面处理步骤一方面允许使表面去油，特别是允许消除冲压操作后可能存在的痕量的切削油，另一方面允许准备好表面以促进与粘合剂和摩擦衬垫的粘附。
该预先表面处理可以包括：
-摩擦衬垫意于粘合在其上的盘支撑件的表面的化学酸洗，酸洗包括浸滤、硫酸侵蚀和用正磷酸h3po4钝化，或
-摩擦衬垫意于粘合在其上的盘支撑件的表面的
-摩擦衬垫意于粘合在其上的盘支撑件的表面的机械侵蚀，例如通过用细小的氧化铁颗粒进行磨损。
在涂胶步骤过程中，盘支撑件的预先经过处理的表面用无溶剂粉末粘合剂涂胶。
在根据本发明的方法中使用的粘合剂是无溶剂粉末粘合剂。
有利地，使用无溶剂粉末粘合剂允许避免与有溶剂粘合剂的溶剂有关的环境问题。其另外允许避免对在有溶剂粘合剂的情况中所需的干燥步骤的完美控制的问题，所述干燥步骤可以引发粘合剂的聚合，或留下在粘合期间形成气袋的痕量的溶剂。
优选地，根据本发明的方法中使用的无溶剂粉末粘合剂是固体树脂，例如酚醛清漆酚基和/或酚醛清漆树脂，其为官能化或非化学的，并且包含催化剂，例如六亚甲基四胺(hmta)。
发明人已经发现，小于7％的催化剂质量比是特别有利的，优选地催化剂质量比小于4％。
事实上，小于7％的催化剂质量比允许控制树脂在所述催化剂的作用下于交联期间释放的气态氨的量。由于氨可以劣化用酸化学侵蚀的钢的表面，因此优选限制在树脂交联期间释放的气态氨的量。
优选地，根据本发明的粉末粘合剂呈粉末形式，该粉末形式的中位直径小于50μm，优选为10至30μm。与具有有机或水性溶剂的液体常规粘合剂相反，这些树脂具有以不产生可能对环境有害的挥发性有机化合物(voc)的释放的方式被沉积在基材上的优点。
发明人已经发现，为了改善盘支撑件的表面上的粉末粘合剂的分布，可以优选地调整其流变特性。
特别地，可以向微粉化(<10μm)粉末粘合剂中加入无机稀释剂，该稀释剂要么是沉淀二氧化硅，要么是氧化铝。优选地，稀释剂质量比大于或等于0.1％且小于或等于1％，例如约0.3％。
此外，为了允许粘合剂膜与盘支撑件之间良好的初始粘合性，粘合剂在盘表面上的铺覆和表面的润湿性是要优化的参数。发明人已经观测到流幅大于或等于90mm、优选地大于或等于135mm的粉末粘合剂是特别有利的。
粉末粘合剂的流幅可以通过以下测试来测量：
-制成截面为1cm2的、包含0.5至0.7g的树脂的粉末颗粒，
-将颗粒沉积在8cm×14cm的钢板的中心，
-将钢板引入150℃的烘箱中，
-将板水平定位3分钟，然后使其相对于颗粒的位置倾斜-65°持续5秒，
-在将钢板水平地重新定位之后测量钢板上的颗粒的流幅长度。
粉末粘合剂可以通过静电喷粉工艺沉积在盘支撑件的表面上。特别地，粉末粘合剂的颗粒被充电以增加粘附到金属盘支撑件的表面的效率。可以通过电极的放电(即“电晕效应”)或通过摩擦(即摩擦电效应)来产生静电荷。
根据本发明的一种优选实施方式，粉末粘合剂被这样地沉积在盘支撑件的表面上：其表面克重小于或等于13mg/cm2，优选地表面克重大于或等于2mg/cm2且小于或等于5mg/cm2。
粉末粘合剂在盘支撑件的表面上的沉积优选地在雾化舱或雾化室内进行，以便控制粉尘向空气中的排放。通风系统回收未粘附到零件的粉末。这些粉末被过滤并系统空气被再循环。
在粉末粘合剂的沉积之后，在受控的热条件下使粉末粘合剂熔化，例如通过热空气的对流和/或通过红外辐射。控制熔化步骤以便允许粉末粘合剂铺覆在盘支撑件的金属表面上，而不因此引发粘合剂交联的过程。事实上，粘合剂应粘附在盘支撑件的金属表面上，同时保持反应活性以用于与摩擦材料组装步骤。
在熔化步骤之后，可以存储其表面中的至少一个被涂胶的盘支撑件。
然后发生提供非交联状态下的摩擦材料的步骤。该未交联状态下的摩擦材料在这里可以是以下两种形式之一的组成：
-含有未转化树脂的颗粒形式，或
-环形预型件，其具有含有未转化树脂的切割纤维或连续丝结构。
无论其呈哪种形式，每个组成在所考虑的例子中包括：
-粉末摩擦改性填料(如硫酸钡)，或润滑剂(如石墨、预交联的有机树脂等)。
-惰性填料，如炭黑，碳酸钙等。
-作为结构填料存在的有机纤维，
-预交联或未硫化的弹性体(丁腈橡胶nbr、苯乙烯丁二烯橡胶sbr等)
当该组成呈颗粒形式时，其还可包括切割的玻璃纤维状的摩擦填料和粉末状金属填料。组成的上述组分可以通过粘结剂形成粒状，以获得直径为5mm至0.200mm的球形成分，这些球形成分可以在模具中被转移到涂覆有粘合剂的盘支撑件的表面上。这些球形成分可以均匀分布在如此涂胶的盘支撑件的表面上。
当组成是预成型件时，其还可以包括连续丝状的摩擦填料和连续丝状的金属填料，例如铜制金属填料。预成型件的连续丝或切割纤维通过浸渍而涂覆有其它组分，并通过冷压缩形成环形的网或层。
未转化或非热固化的粘结树脂在重量上优选地占呈颗粒形式或预成型形式的组成的25-50％。在所述例子中，这些树脂来自酚醛树脂(与hmta交联的酚)和/或三聚氰胺甲醛的族。
摩擦材料还含有催化剂。该催化剂可在粘合步骤过程中稀释在粘合剂中，促进粘合剂的交联，而不与盘支撑件的表面起反应。
为了实现将摩擦材料粘合在盘支撑件上，使用热压模具。
在大于或等于50bar且小于或等于300bar的压强下、在大于或等于1min且小于或等于15min的期间中，在大于或等于180℃且小于或等于210℃的温度下加热组件。
在该烧制步骤期间，粉末粘合剂和摩擦材料通过聚合起反应，由此允许获得摩擦衬垫和摩擦衬垫与盘支撑件之间的连接。
为了最终实现粘合剂与摩擦材料的交联，可在烧制步骤之后设置后烧制步骤，在该后烧制步骤过程中，在大气压下在大于或等于1h且小于或等于15h的期间中，在大于或等于200℃且小于或等于260℃的温度下加热摩擦盘。
根据本发明的粘合方法允许获得如在图1中所示的盘10。摩擦盘10包括盘支撑件12和粘合在盘支撑件上的摩擦衬垫14。
摩擦衬垫在非交联状态下粘合在盘支撑件的面中的一个上。
如上所述，摩擦衬垫由2至5mm的摩擦材料层构成。盘支撑件12通常由钢制成并且具有0.3至1mm的厚度。根据本发明的摩擦盘具有200mm至280mm的外径。作为变型，所获得的摩擦盘的直径可以为380mm至500mm。
摩擦衬垫与盘支撑件之间的连接通过具有长线性链的热固化粘合剂实现，允许在交联之前具有长的流幅和接触表面的更好的润湿性。
有利地，对于根据本发明的摩擦盘，摩擦衬垫与盘支撑件之间的连接是内聚型的。
根据本发明的第一方面，在交联状态下的摩擦衬垫在盘支撑件的面中的一个上的粘合在200℃的温度下能够对抗对应于15000rpm的旋转的离心力。
为了确定在交联状态下的摩擦衬垫在盘支撑件的面中的一个上的粘合对抗离心力强度，提出了根据以下测试的方法：
-将摩擦盘调节到约200℃的温度，并且使盘绕其轴线以约500rpm旋转，
-在将摩擦盘保持在大约200℃的温度下的同时，使盘绕其轴的旋转速度每秒增加大约200rpm，直到摩擦衬垫与盘支撑件之间的连接断裂。
在调节到200℃的步骤之前，摩擦盘可以已经经受350℃至400℃的过热。
根据本发明的第二方面，当摩擦盘经受高于300℃的温度时，摩擦衬垫在交联状态下在盘支撑件的面中的一个上的粘合能够对抗界面处的剪切应力。
根据一种实施方式，在剥去摩擦材料之后，总黏性断裂表面积小于所述盘支撑件的上面粘合有摩擦衬垫的那个面的表面积的4％。
为了表征摩擦材料与盘支撑件之间的连接的内聚性质，进行剥除试验。
剥除试验包括在摩擦盘上弯曲15°至90°，以破坏摩擦衬垫与盘支撑件之间的接合，并且从组件移除剥离的摩擦衬垫。
为了量化黏性断裂表面，盘支撑件的表面被覆盖有具有校准克重(即：每单位面积的重量固定，例如克重为0.008g/cm2)的纸。
在该标准克重的纸上再现具有黏性断裂的区域。转移在纸上允许在精密天平(例如误差为0.0001g)上测得与该表面积同等的质量，记为mruptureadhésive。
零件的总面积在相同的校准克重的纸上再现，所测得的同等质量记为msurfacetotal表示。
所测量的标准是(mruptureadhésive/msurfacetotal)x100之间的比。
对于根据本发明的摩擦盘，总黏性断裂表面积小于钢的表面积的4％。由此，摩擦衬垫与盘支撑件之间的界面比摩擦衬垫的中心强度更大。
优选地，每个黏性断裂区域具有尺寸小于1cm2的表面，如上所述，所有黏性断裂区域的并集的总表面积小于盘支撑件的上面粘合有摩擦衬垫的面的表面积的4％。
以上已经借助于附图所示的实施方式描述了本发明，而不限制总的发明构思。
本领域技术人员在对本申请中所示的各种实施方式思考之后可想到许多其他修改和变型。这些实施方式是作为示例给出的，并不意于限制由下列权利要求完全确定的本发明的范围。
在权利要求中，词语“包括”不排除其他元素或步骤，并且使用不定冠词“一个”不排除多个。在相互从属的权利要求中列出不同特征的事实并不表示不可以有利地使用这些特征的组合。最后，权利要求书中使用的任何参考标记不应被解释为限制本发明的范围。