[發明專利]一種玄武巖纖維增強耐磨復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110659949.2
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113320239A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 康翼鴻;喻學鋒;秦永利;高明;吳燦
• 申請（專利權）人: 武漢中科先進技術研究院有限公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B37/10;C08L63/00;C08L61/14;C08K7/10;C08J5/04
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本發明屬于摩擦材料技術領域，主要提供了一種具有良好摩擦性能、低成本的耐磨復合材料，其組分包括玄武巖纖維、熱固性樹脂、固化劑，且表面具有0.05?0.3mm碳化層。本發明還提供一種玄武巖纖維增強耐磨復合材料的制備方法，采用絕緣的玄武巖纖維作為增強體，避免耐磨材料與金屬基體產生電化學腐蝕，延長了同步器齒環的使用壽命；低成本的玄武巖纖維替代碳纖維，使耐磨復合材料的成本降低了50％；采用表面碳化技術對耐磨復合材料的摩擦面進行碳化處理，進一步提高了摩擦系數穩定性和耐磨性。

技術領域

本發明屬于摩擦材料技術領域，特別涉及一種玄武巖纖維增強耐磨復合材料及其制備方法。

背景技術

傳統的汽車同步器齒環采用銅合金材料精鍛成型，銅合金齒環同步容量小、可靠性差、使用中容易發生斷裂，不能滿足大噸位、大扭矩等使用要求。為了提高同步環強度，采用合金鋼材料替代銅合金，但合金鋼材料自身的摩擦系數很小，需對摩擦錐面進行噴鉬處理。噴鉬處理后摩擦系數提高，同步效果好，但噴鉬工藝存在很多缺點，如摩擦系數不穩定、硬度過大、對摩擦副磨損嚴重等問題。

針對以上問題，現有技術是在金屬同步器齒環內錐面粘貼一層碳纖維復合材料耐磨層，使得同步器齒環具有穩定的摩擦系數和較好的耐磨性。但是這種材料仍存在以下缺點：(1)碳纖維耐磨層和金屬齒環基體間存在電化學腐蝕，長期使用后容易脫粘；(2)碳纖維耐磨材料價格非常昂貴，難以廣泛使用。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種具有良好摩擦性能、低成本的耐磨復合材料。

具體的技術方案如下：

一種玄武巖纖維增強耐磨復合材料：其組分包括玄武巖纖維、熱固性樹脂、固化劑，且表面具有0.05-0.3mm碳化層。

所述各組分的質量份數為：玄武巖纖維50～80份，熱固性樹脂15～30份，固化劑5～10份；

所述的玄武巖纖維為平紋織物或斜紋織物中的一種；

所述的熱固性樹脂為改性的環氧樹脂或改性的酚醛樹脂，或二者的混合物；

所述的固化劑為胺類固化劑。

本發明還提供一種玄武巖纖維增強耐磨復合材料的制備方法：

(1)將熱固性樹脂、固化劑按比例混合，均勻地涂敷在玄武巖纖維上，制備成預浸料；

(2)將上述預浸料進行裁剪和鋪層，預浸料的層數根據產品的厚度要求來選取。采用模壓工藝進行預固化，并用烘箱對模壓制得的復合材料進行后固化；

(3)采用表面碳化處理技術對所制得的復合材料表面進行碳化處理，使表面形成一層均勻碳化物，得到耐磨復合材料成品。在使用時，碳化處理的一面為摩擦面，另一面為粘接面。

優選的，所述熱固性樹脂與固化劑的比例為100:20～100:30；

優選的，預固化溫度為120～160℃，時間為15～30min；

優選的，后固化溫度為160～180℃，時間為2～4h；

優選的，表面碳化處理的溫度為700-800℃，時間為5-15s。

本發明的有益效果在于：

(1)采用絕緣的玄武巖纖維作為增強體，避免耐磨材料與金屬基體產生電化學腐蝕，延長了同步器齒環的使用壽命；

(2)采用低成本的玄武巖纖維替代碳纖維，使耐磨復合材料的成本降低了50％；

(3)采用表面碳化技術對耐磨復合材料的摩擦面進行碳化處理，進一步提高了摩擦系數穩定性和耐磨性。

具體實施方式

實施例1：