石墨和焦炭在摩擦材料产品的应用.ppt

石墨和焦炭在摩擦材料产品的应用.ppt

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石墨和焦炭在摩擦材料产品的应用石墨和焦炭在摩擦材料产品的应用撰稿人：

撰稿人：

NicholasT.Mares报告人：

张世忠报告人：

张世忠CFMSA培训班培训班2008.3石墨和焦炭在摩擦材料产品的应用石墨和焦炭在摩擦材料产品的应用本报告分五部分本报告分五部分基本的配方在不同的配方和市场中石墨和焦炭的应用种类石墨和焦炭在摩擦材料中的功能石墨和焦炭材料的分类石墨和焦炭材料的分类几种有代表性的材料在盘式片的DEA测试半金属配方半金属配方金属纤维金属纤维金属粉末金属粉末摩擦粉摩擦粉焦碳焦碳石墨石墨酚醛树脂酚醛树脂重晶石重晶石橡胶橡胶陶瓷配方陶瓷配方酚醛树脂酚醛树脂芳纶芳纶重晶石重晶石陶瓷纤维陶瓷纤维铜纤维铜纤维腰果壳腰果壳橡胶橡胶二硫化钼二硫化钼石墨石墨焦碳焦碳硫化锑硫化锑其它的金属硫化其它的金属硫化物物钛酸钾钛酸钾其它填料其它填料NAO配方配方各种有机纤维各种有机纤维摩擦粉摩擦粉橡胶橡胶石石墨墨焦碳焦碳酚醛树脂酚醛树脂芳纶芳纶云母云母金属硫化物金属硫化物配方配方石墨和焦炭在配套产品的应用石墨和焦炭在配套产品的应用配套产品配套产品半金属配方半金属配方陶瓷配方陶瓷配方鼓式片鼓式片烧结式的烧结式的人造石墨人造石墨美国美国欧盟欧盟亚洲亚洲85%65%70%65%60%65%20%15%20%50%40%45%鳞片石墨鳞片石墨美国美国欧盟欧盟亚洲亚洲15%35%30%35%40%35%30%45%40%45%55%50%隐晶质石墨隐晶质石墨美国美国欧盟欧盟亚洲亚洲5%5%5%5%5%5%50%35%35%5%5%5%晶质线状石墨晶质线状石墨美国美国欧盟欧盟亚洲亚洲5%5%5%5%5%5%5%5%5%5%5%5%石油焦石油焦美国美国欧盟欧盟亚洲亚洲90%95%95%95%95%85%80%90%90%10%65%70%冶金焦冶金焦美国美国欧盟欧盟亚洲亚洲10%5%5%5%5%5%20%10%10%0%65%70%碳素在售后产品的应用碳素在售后产品的应用售后产品售后产品半金属配方半金属配方陶瓷配方陶瓷配方鼓式片鼓式片烧结式烧结式人造石墨人造石墨美国美国欧盟欧盟亚洲亚洲75%50%60%60%50%65%10%10%20%40%40%45%鳞片石墨鳞片石墨美国美国欧盟欧盟亚洲亚洲25%50%40%40%50%35%35%50%40%55%55%50%隐晶质石墨隐晶质石墨美国美国欧盟欧盟亚洲亚洲5%5%5%5%5%5%55%40%35%5%5%5%晶质线状石墨晶质线状石墨美国美国欧盟欧盟亚洲亚洲5%5%5%5%5%5%隐晶质石墨焦碳在摩擦配方中的作用焦碳在摩擦配方中的作用稳定摩擦力稳定摩擦力很高的热性能，很高的热性能，不伤摩擦面不伤摩擦面能提高摩擦材料内部的孔隙率从而帮助减少噪音能提高摩擦材料内部的孔隙率从而帮助减少噪音可以延长摩擦材料的寿命可以延长摩擦材料的寿命焦碳焦碳石油焦石油焦沥青焦沥青焦冶金焦冶金焦石油焦石油焦煅烧海绵状石油焦煅烧海绵状石油焦煅烧针状焦煅烧针状焦煅烧圆形焦煅烧圆形焦粒度从粒度从3英寸到英寸到5微米不等。

微米不等。

大多数石油焦，含碳量在大多数石油焦，含碳量在99%以上，但是也可以上，但是也可以提供含碳量为以提供含碳量为96%的石油焦。

的石油焦。

海绵焦形态海绵焦形态针状焦形态针状焦形态圆形焦形态圆形焦形态EqualPropertiesinalldirections焦碳性能焦碳性能Type类型类型Carbon含碳量含碳量Size粒度粒度Pd6500psi（g/cc）压制密度压制密度Pd32500psi（g/cc）压制密度压制密度Expansion6500psi%膨胀率膨胀率SA（M2/g）表面积表面积SV（g/in3）斯科特容积斯科特容积Tamp.Vol.（cc/g）振实体积振实体积海绵状海绵状9920X1001.391.7411.231.6215.060.99海绵状海绵状99-2001.461.7314.707.828.551.00针状焦针状焦9920X1001.601.9321.130.2813.401.06针状焦针状焦99-2001.711.9619.960.8710.580.96圆形焦圆形焦99.5620X1001.371.6815.92.3816.90.87冶金焦冶金焦92.2220X1001.271.629.980.4311.031.28冶金焦冶金焦90.78-2001.371.6113.8416.588.381.11现在我们来看看，不同种类的现在我们来看看，不同种类的石墨和焦炭材料在相同的粒度石墨和焦炭材料在相同的粒度下的性能比较。

下的性能比较。

产品对照产品对照20目到目到100目目Type类型类型Carbon含碳量含碳量Pd6500psi（g/cc）压制密度压制密度Pd32500psi（g/cc）压制密度压制密度Expansion6500psi%膨胀率膨胀率SA（M2/g）表面积表面积SV（g/in3）斯科特容积斯科特容积Tamp.Vol.（cc/g）振实体积振实体积ArtConv针状石墨针状石墨99.871.992.2325.50.812.71.17MoldStk普通石墨普通石墨99.991.542.01241.212.731.15Graphco石墨化焦石墨化焦99.71.752.21561.713.121.12Amorph隐晶质石墨隐晶质石墨80.11.832.1611.4615.8116.220.86AFlakeA鳞片石墨鳞片石墨962.172.296.050.689.931.39BFlakeB鳞片石墨鳞片石墨962.142.307.152.007.481.51CFlakeC鳞片石墨鳞片石墨962.132.287.521.407.901.50SriLankan斯里兰卡斯里兰卡93.552.202.294.831.5217.600.85Sponge海绵状焦海绵状焦991.391.7411.231.6215.060.99Needle针状焦针状焦991.601.9321.130.2813.401.06Met冶金焦冶金焦92.221.271.629.980.4311.031.28FluidCoke圆形焦圆形焦99.561.371.6815.92.3816.90.87产品对照产品对照-200目目Type类型类型Carbon含碳量含碳量Pd6500psi（g/cc）压制密度压制密度Pd32500psi（g/cc）压制密度压制密度Expansion6500psi%膨胀率膨胀率SA（M2/g）表面积表面积SV（g/in3）斯科特容积斯科特容积Tamp.Vol.（cc/g）振实体积振实体积ArtConv针状石墨针状石墨99.81.922.21396.55.701.57MoldStk普通石墨普通石墨99.91.722.1116.116.156.291.39Graphco石墨化焦石墨化焦99.81.822.19348.94.391.82Amorph隐晶质石墨隐晶质石墨83.51.812.1612.1819.896.291.32AFlakeA鳞片石墨鳞片石墨962.052.267.442.795.611.65BFlakeB鳞片石墨鳞片石墨962.072.2515.313.675.281.70CFlakeC鳞片石墨鳞片石墨962.072.278.532.617.701.4SriLankan斯里兰卡斯里兰卡98.772.042.257.132.506.941.27Sponge海绵状焦海绵状焦991.461.7314.707.828.551.00Needle针状焦针状焦991.711.9619.960.8710.580.96Met冶金焦冶金焦90.781.371.6113.8416.588.381.11灰分分析的对比Type类型类型Carbon含碳量含碳量Ash灰分灰分Al2O3CaOFe2O3K2OMgOMnO2Na2OSiO2Tio2Needle针状石墨针状石墨991%3.711.8881.580.050.090.050.0510.721.41Isotropic普通石墨普通石墨991%1.360.517.840.210.090.010.315.3762.07Graphco石墨化焦石墨化焦991%8.3919.9112.271.231.270.170.7749.461.55Vein晶质线装石墨晶质线装石墨973%2.82.435.670.053.560.120.1354.550.24Amor隐晶质石墨隐晶质石墨8416%24.147.827.852.91.850.161.0452.431.55FlakeA鳞片石墨鳞片石墨964%12.6119.5415.541.358.060.142.538.40.33FlakeB鳞片石墨鳞片石墨964%10.694.1522.381.410.690.362.945.730.37FlakeC鳞片石墨鳞片石墨964%52.630.0210.20.10.310.80.0435.530.05Sponge海绵状焦海绵状焦991%3.189.4426.381.211.560.162.8110.370.46NeedleCoke针状焦针状焦991%27.293.1725.20.73.530.262.2234.730.61FluidCoke圆形焦圆形焦991%20.121.59.811.292.810.320.8138.920.84MetCoke冶金焦冶金焦901%28.351.527.032.070.780.050.4657.881.48回归比力矩回归比力矩回归比力矩（简称回归比力矩（简称RST）RST）用来替代以下数据用来替代以下数据中的摩擦系数中的摩擦系数（简称简称COFCOF）RSTRST不等于不等于COFCOF，但是成比例关系。

单位是，但是成比例关系。

单位是Nm/kPaNm/kPa，等于有效的制动转矩除以制动系，等于有效的制动转矩除以制动系统的压力。

统的压力。

RSTRST方法是一种简单化的模型，被格林实方法是一种简单化的模型，被格林实验室所应用。

验室所应用。

测试内容说明测试内容说明最常用的半金属配方中石墨所占的比例大约占最常用的半金属配方中石墨所占的比例大约占17（按重量比）。

盘式刹车片成型后（按重量比）。

盘式刹车片成型后,使用制动测使用制动测力计来测试。

力计来测试。

该部分主要研究用在半金属配方盘式刹车片的各该部分主要研究用在半金属配方盘式刹车片的各种石墨和焦炭材料。

种石墨和焦炭材料。

碳素材料物理和化学属性碳素材料物理和化学属性孔隙分析孔隙分析较低的真实密度说明石墨化焦和针状焦具有一些孔隙结构，DS9019也具有相当多的孔隙结构。

假设碳素具有的比重是2.2,下面三种材料的内孔隙的比重为：

Graphco5.5DS901927.3%F108A4.1%灰份分析灰份分析半金属配方半金属配方材料成分成分重量重量%体积体积%固体润滑剂石墨16.725.0碳填料焦炭6.210.0金属铁铁粉&钢纤维58.126.0粘结剂酚醛树脂8.121.9无机填料硫酸钡等7.16.0有机添加剂腰果和橡胶2.88.2有机纤维预成型纤维1.02.9半金属配方加工过程半金属配方加工过程配方混合:

1.PattersonKelley混料机2.批次重量-3.2kg成型:

使用成型机来生产#FMS17136-D215盘式刹车片摩擦材料的测试摩擦材料的测试制动测试由格林实验室制动测试由格林实验室DEA测试完成。

（测试结果以具体的比力矩为基础）测试完成。

（测试结果以具体的比力矩为基础）在在DEA功能测试的最后，通过测试比力矩来测试试验后的摩擦水平。

功能测试的最后，通过测试比力矩来测试试验后的摩擦水平。

两轮磨损测试后就可以确定磨损的程度。

两轮磨损测试后就可以确定磨损的程度。

通过检验每次制动后的衬片厚度来检测。

通过检验每次制动后的衬片厚度来检测。

根据制动测试进行三次后，得到各种石墨的磨损率。

根据制动测试进行三次后，得到各种石墨的磨损率。

刹车盘的磨损也进行测试和说明。

刹车盘的磨损也进行测试和说明。

每制动一百万次，测一次刹车盘的磨损。

每制动一百万次，