专利名称：摩擦对的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示良好的耐磨性、噪音性能、振动性能和制动性能的摩擦对。
背景技术：
为了确保安全性，用于工业机械、铁路车辆、运货车辆、乘用车等中的制动衬垫、制动衬片、离合器衬片和其他摩擦材料需要具有高可靠性和日益增加的高性能。更具体地，因为摩擦材料通过摩擦将动能转化为热，所以它们对于在制动期间产生的摩擦热必须具有足够的耐热性。另外，从运行稳定性考虑，摩擦材料必须还在温度和天气条件变化下显示保持恒定的摩擦性能，具有在长时间周期内性能发生很小变化的优异耐磨性，并在制动或车辆振动期间不会产生噪音如振鸣声。特别地，从产品价值和车辆的安静考虑，认为归因于摩擦材料的摩擦振动的噪音和振动是重要的技术问题。为了满足这些需要，通常通过组合使用几种成分来形成摩擦材料。例如，使用用于保持摩擦材料形状的纤维基材、对诸如纤维基材的成分进行粘合的粘合剂、以及用于调节摩擦材料的各种性能(诸如耐磨性、耐热性或摩擦系数的调节和稳定)的填料的各种组合。通过利用热压对利用混合器将这些成分混合而得到的原料混合物进行固化，随后进行成型、必要时的研磨、以及按大小分级(size)来制造摩擦材料。为了提高摩擦材料的制动性能，将高硬度且对提高摩擦材料的摩擦系数极其有效的硬质粒子共混入摩擦材料中。尽管通过增加硬质粒子的量可提高制动性能，但是硬质粒子会使得配对材料受到磨损。由硬质粒子造成的局部磨损导致配对材料的摩擦表面的不均勻磨损，同时源自磨损的配对材料的磨损碎片会残留在摩擦表面上，从而加剧了摩擦对的摩擦表面的磨损。结果，摩擦材料的耐磨性可能下降，同时更易于产生噪音和振动。由此，难以在确保优异的耐磨性、噪音性能和振动性能的同时保持摩擦材料的高制动性能。为了解决上述问题，例如，日本特开2003-268；352 (JP-A-2003468352)描述了一种含有基材纤维、粘合剂和摩擦改性剂的摩擦材料。所述摩擦改性剂含有由多孔硬质粒子和固定在所述多孔硬质粒子的孔中的高弹性物质构成的高弹性研磨材料。在JP-A-2003468352中所述的发明涉及一种构成摩擦对的摩擦材料。然而，摩擦材料的制动性能和耐磨性由构成摩擦表面的摩擦对中的材料组合来决定。因此，通过仅改善构成摩擦对的一种摩擦材料的性能难以得到能够充分发挥预期性能的摩擦对。具体地， 通过集中在构成摩擦对的第一摩擦材料和第二摩擦材料两者的摩擦表面上的材料设计，能够得到具有优异的耐磨性、噪音性能、振动性能和制动性能的摩擦材料。即便是仅对一种摩擦材料进行设计，也需要以在试作和评价方面需反复试错的方法，对适合上述摩擦材料的配对摩擦材料进行单独设计。因此，对构成摩擦对的摩擦材料进行联合设计，可在摩擦对的开发中节省成本和时间，并可对摩擦对的性能提高进行预测。
发明内容
本发明提供一种具有耐磨性、噪音性能、振动性能和制动性能的摩擦对。
根据本发明第一方面的摩擦对通过相互摩擦滑动而产生摩擦力，且包括第一摩擦材料，所述第一摩擦材料包含第一硬质粒子和莫氏(Mohs)硬度比所述第一硬质粒子低的树脂，其中所述树脂覆盖所述第一硬质粒子的整个表面；和第二摩擦材料，所述第二摩擦材料含有第二硬质粒子和莫氏硬度比所述第二硬质粒子低且莫氏硬度比所述树脂高的金属材料或无机材料，其中所述金属材料或无机材料构成所述第二摩擦材料的基质，所述第二硬质粒子嵌入在所述第二摩擦材料的基质中。所述摩擦对具有应力分配机制，由此即使应力作用在所述摩擦对上，施加到所述第一硬质粒子或所述第二硬质粒子上的应力也能够被所述树脂、所述金属材料或所述无机材料充分吸收。结果，所述第一硬质粒子或所述第二硬质粒子较不易受到屈服应力以上的应力。因此，利用所述第一硬质粒子和所述第二硬质粒子，所述摩擦对能够产生高摩擦力， 同时实现优异的摩擦力稳定性并抑制噪音和振动。在上述摩擦对中，所述第一摩擦材料可还含有构成所述第一摩擦材料的基质的弹性材料，其中所述第一硬质粒子被所述树脂包覆的树脂包覆硬质粒子嵌入在所述第一摩擦材料的基质中。所述摩擦对可还满足下列第一到第四条件中的至少一个1.所述第一摩擦材料还含有莫氏硬度比所述第一硬质粒子低的第一无机粒子，且所述树脂包覆硬质粒子的平均直径r。相对于所述第一无机粒子的平均直径rf的第一比率 rc/rf为至少0. 2 ； 2.所述第二摩擦材料还含有莫氏硬度比所述第二硬质粒子低的第二无机粒子，所述第二硬质粒子的平均直径&相对于所述第二无机粒子的平均直径&的第二比率为至少0. 2 ；3.所述第一摩擦材料满足下式(1)；以及4.所述第一摩擦材料和所述第二摩擦材料满足下式(2)。
权利要求
1.一种通过相互摩擦滑动而产生摩擦力的摩擦对，所述摩擦对包含第一摩擦材料，所述第一摩擦材料含有第一硬质粒子和莫氏硬度比所述第一硬质粒子低的树脂，其中所述树脂覆盖所述第一硬质粒子的整个表面；和第二摩擦材料，所述第二摩擦材料含有第二硬质粒子和莫氏硬度比所述第二硬质粒子低且莫氏硬度比所述树脂高的金属材料或无机材料，其中所述金属材料或无机材料构成所述第二摩擦材料的基质，所述第二硬质粒子嵌入在所述第二摩擦材料的基质中。
2.如权利要求1所述的摩擦对，其中所述第一摩擦材料还包含构成所述第一摩擦材料的基质的弹性材料，其中所述第一硬质粒子被所述树脂包覆的树脂包覆硬质粒子嵌入在所述第一摩擦材料的基质中。
3.如权利要求2所述的摩擦对，其中所述摩擦对满足下列四个条件中的至少一个，其中如果所述第一摩擦材料还含有莫氏硬度比所述第一硬质粒子低的第一无机粒子，且所述树脂包覆硬质粒子的平均直径相对于所述第一无机粒子的平均直径的第一比率不低于 0.2，则满足第一条件；如果所述第二摩擦材料还含有莫氏硬度比所述第二硬质粒子低的第二无机粒子，且所述第二硬质粒子的平均直径相对于所述第二无机粒子的平均直径的第二比率不低于0. 2， 则满足第二条件；如果所述第一摩擦材料满足下式(1)，则满足第三条件
4.如权利要求3所述的摩擦对，其中所述摩擦对满足全部所述第一至第四条件。
5.如权利要求1 4中任一项所述的摩擦对，其中所述第一硬质粒子和所述第二硬质粒子中的至少一种具有至少4. 5的莫氏硬度。
6.如权利要求3 5中任一项所述的摩擦对，其中所述摩擦对满足所述第三条件，且所述树脂的弹性模量不低于lGPa。
7.如权利要求1 6中任一项所述的摩擦对，其中所述树脂是选自聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚烯丙酯、聚砜和聚醚砜中的至少一种非结晶性树脂。
8.如权利要求3 7中任一项所述的摩擦对，其中所述摩擦对满足所述第一条件和所述第二条件中的至少一个条件，且所述第一无机粒子和所述第二无机粒子中的至少一种具有不超过4的莫氏硬度。
9.如权利要求3 8中任一项所述的摩擦对，其中所述摩擦对满足所述第三条件，且所述弹性材料的弹性模量为至少lGPa。
10.如权利要求2 9中任一项所述的摩擦对，其中所述弹性材料含有选自酚醛树脂、 改性酚醛树脂、氨基树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂、热固性聚酰胺酰亚胺树脂、热固性聚酰亚胺树脂和有机硅树脂中的至少一种树脂。
11.如权利要求3 10中任一项所述的摩擦对，其中所述摩擦对满足所述第一条件和所述第二条件中的至少一个条件，且所述第一比率和所述第二比率中的至少一个为至少 0. 3。
12.如权利要求11所述的摩擦对，其中所述摩擦对同时满足所述第一条件和所述第二条件，且所述第一比率和所述第二比率都为至少0. 3。
13.如权利要求2 12中任一项所述的摩擦对，其中在所述第一摩擦材料中所述树脂包覆硬质粒子和所述弹性材料的浓度为至少5体积％，且所述树脂包覆硬质粒子对所述弹性材料的体积比范围为2 1 1 50。
14.如权利要求1 13中任一项所述的摩擦对，其中所述第一摩擦材料(1)的弹性模量为 100 300MPa。
15.如权利要求1 14中任一项所述的摩擦对，其中所述第二摩擦材料的摩擦表面的表面粗糙度不超过10 μ m。
全文摘要
一种通过相互摩擦滑动而产生摩擦力的摩擦对，所述摩擦对包括第一摩擦材料(1)，所述第一摩擦材料(1)含有第一硬质粒子(11)和莫氏硬度比所述第一硬质粒子(11)低的树脂(12)；和第二摩擦材料(2)，所述第二摩擦材料(2)含有第二硬质粒子(21)和莫氏硬度比所述第二硬质粒子(21)低且莫氏硬度比所述树脂(12)高的金属材料或无机材料(24)。所述第一摩擦材料(1)的所述树脂(12)覆盖所述第一硬质粒子(11)的整个表面，且所述第二摩擦材料(2)的所述金属材料或无机材料(24)构成基质，所述第二硬质粒子(21)嵌入在所述基质中。
文档编号F16D69/02GK102348906SQ201080011573
公开日2012年2月8日 申请日期2010年3月9日 优先权日2009年3月10日
发明者志村好男, 盐见幸广, 矶野宏, 若松智之, 藤川裕之, 西胁正明, 长泽裕二, 阿部健司 申请人:丰田自动车株式会社, 株式会社爱德克斯