专利名称：增强摩擦材料的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用于安装在各种制动部件和其它产生摩擦的设备中的摩擦材料，特别涉及制造具有起增强作用的蜂窝状芯的增强摩擦材料。
在汽车和其它运输车辆上使用的各种制动设备如鼓式制动器部件、盘式制动器部件及其类似制动器部件都是众所周知的。这些设备所起的作用经常是以很高的制动速率使高速运动的车辆减速或停止。在制动过程中，绝大部分或几乎所有的车辆动能在摩擦材料或装入车辆的摩擦材料表面转化为摩擦热。这种制动过程还常常导致摩擦材料或材料中产生的很高的操作温度。
在已知的制动设备中装入的摩擦材料通常使用松散的增强纤维或连续的增强长丝，以使材料增强，但经常伴随损害一种或多种材料的耐磨性能，产生制动噪声并且释放出纤维碎屑。例如颁发给SPain的美国专利US3,639,197，公开了在由转子和定子组成的飞机制动部件中同时使用连续碳纤维和任意取向短碳纤维起增强作用。
颁发给Marin的美国专利US3,759,353公开了在盘式制动器构成的摩擦盘结构中同时使用圆环形编织的碳纤丝和编织的碳纤丝布增强材料。
颁发给Moraw等人的美国专利US4,373,038公开了一种用于制动器衬片，离合器等的无石棉摩擦材料，它包括松散的聚芳酰胺纤维、矿物纤维和钢纤维增强的硬化粘结剂混合物。
颁发给Trainor等人的美国专利4,384,640公开了一种摩擦复合物，其中仅有聚芳酰胺纤维，它有时以连续纤丝形式，有时以松散纤维形式在制备各种制动器离合器部件中用作增强材料。
颁发给Le Lannoun的美国专利US4,418,115公开了一种用于制动器、离合器和其它方面的摩擦片材料，此材料中既有矿物纤维又有有机纤维作为增强材料，混合物中还有填料和粘结剂。有机纤维至少有一部分包含可交联的，可熔化的纤维如丙烯酸或改良丙烯酸纤维。
颁发给Watts的美国专利US4,997,067还公开了一种用于制动器、离合器等的摩擦材料。其中增强介质是包括丝状氟(聚四氟乙烯)纤维的编织物。同样颁发给StormfeltZ的美国专利US3,365,041公开了一种摩擦离合器，这种离合器较早同时使用编织增强织物形式的石棉纤维和玻璃纤维埋入摩擦材料组合物中，此组合物还含有填料和酚醛树脂粘结剂。
关于公开的涉及降低制动设备中的噪声，可参见颁发给Hummel等人的美国专利US5,083,643，此专利已转让给受让人。其中公开的摩擦材料包含增强纤维，特别详细描述的纤维有玻璃纤维、石棉纤维、经过加工的矿纤维或耐火材料纤维。
本发明提供的摩擦材料性能优于上述摩擦材料，特别是降低了共振噪声、增加了耐磨性，摩擦材料性能更长久，同时减少了纤维碎屑逸出。其它优点通过仔细考虑本发明的描述和摩擦材料的制备方法或方法的细节及权利要求将显而易见。
为了达到本发明目的，我们提供了一种车辆制动部件及其类似部件和一种或多种与之相配合的制动摩擦元件(例如盘式制动摩擦垫圈或鼓式制动摩擦踏板)，其中制造的摩擦元件包括一种改进的增加摩擦材料。事实上，改进的增强摩擦材料是明显含碳的，此材料一般不含纤维或含有相当少的不连续纤维以获得需要的摩擦和耐磨性，它包括摩擦改进颗粒、填料颗粒、聚合物树脂粘结剂和埋入增强芯的固化混和物。增强芯免去了摩擦材料中需要的松散增强纤维或连续增强纤丝。混和物中的一些颗粒还可以起特殊作用如润滑作用。具有多个相邻的开孔泡的摩擦材料增强芯是在摩擦材料制动元件制造过程中埋入颗粒状或粉状混合物中，接着聚合摩擦材料聚合物树脂粘结剂，增强芯泡孔完全被与泡壁连接的固化混合物充满。所使用的含碳颗料的例子包括石墨颗粒、炭黑颗粒、焦炭颗粒和橡胶颗粒，所用的填料颗粒的例子包括金属颗粒、金属氧化物颗粒、氧化钡及其它矿物颗粒。所用增强芯材料的例子包括膨胀蜂窝状芯、熔接蜂窝状钢芯、玻璃纤维增强酚醛树脂蜂窝状芯及其它膨胀芯材料。用于在摩擦材料混和物中改善摩擦或耐磨性的不连续纤维的例子包括钢棉、碳、磨碎的玻璃、矿物、玻璃纤维和kevlar纤维。
据信本发明的增强摩擦材料还在用于制备离合器机械摩擦部件和除汽车之外的其它方面应用以上优点。
通过接下来的附图和描述，将对作为增强蜂窝状芯的具有泡孔为六边形截面的相邻的开孔泡芯的增强材料芯进行详细说明和阐述。本发明中所用的术语将包括截面图形不同的如正方形、长方形、三角形、不规则四边形、平行四边形等截面(平面)图形的相邻的开孔泡增强芯。
图1是其中包括有本发明改进摩擦材料优选方案的盘式制动摩擦圈部件的平面示意图；图2是沿图12—2线的剖面示意图；图3是本图2的一部分放大示意图；图4至图7是使用图1至图3示意的按照本发明的优选蜂窝状芯，连续制备摩擦材料结构步骤中的模压设备截面示意图；图8是其中也包括有本发明改进摩擦材料的另一种盘式制动摩擦圈部件平面示意图；图9是其中包括有本发明的摩擦材料的鼓式制动摩擦踏板的透视图；图10至图13是制造已知的蜂窝状芯材料过程中产生的泡孔不同几何截面示意图；图14图8沿14—14线截面图；图15是说明另一种具体蜂窝状芯的剖面图；图16至图18是使用图15中示意的蜂窝芯增强材料，连续制备摩擦材料结构步骤中的模压设备截面图；图19至图21是使用图8中示意的蜂窝芯增强材料，连续制备摩擦材料结构步骤中的模压设备截面图；图1和图2分别以平面和剖面方式说明，汽车盘式制动摩擦圈部件10由基片部分12和用合适粘结剂16如环氧树脂粘结剂牢固粘于基片部分上的摩擦圈部分14组成。基片部分27一般为钢冲压片并且还配有安装孔18，用于将摩擦圈部件10安装在汽车轮胎盘制动装置中。摩擦圈部分14是由本发明的改进摩擦材料制备的，基本包括热固化的摩擦颗粒，填料颗粒和填料颗粒的混合物与埋入的增强芯。摩擦圈部分14必要时可以包含一些不连续的松散纤维以获得所需的摩擦或耐磨性能。在图中，热固化摩擦材料混合物标记20，埋入的增强芯标记21。虽然这种描述涉及到热固化摩擦材料，但应当注意，摩擦材料中使用的粘结剂是非热固化的。例如，一些粘结剂可在室温下固化。
对于图应从细节上注意增强材料在所有情况下都是由大量相邻的以泡孔壁间隔开的开孔泡构成。然而，泡孔可以有不同的几何截面，这取决于制备蜂窝状增强芯所采用的方法。在多数情况下，泡截面为六边形平面是优选的。(例如参见图1、和图8至图10)。获得的其它芯中的泡孔截面图形在图1至图13中进行了说明和描述。我们目前一般优选的蜂窝状增强芯，由铝合金、玻璃纤维增强酚醛树脂、用酚醛树脂或环氧树脂增强的聚芳基酰胺、玻璃纤维增强的聚酰亚胺、碳纤维增强的聚酰亚胺、热塑性树脂、热固性树脂、矿物质、陶瓷、金属或金属合金、或上述材料的混合物或其它类似材料制成。这种芯通常具有的堆膨胀密度大约为2镑每立方英尺或更大。对于有些情况，依可用泡孔的尺寸、泡壁厚度和泡壁材料而定，芯的密度可以增加到约20镑每平方英尺，例如壁与壁之间为3/16英寸的、开孔泡的膨胀碳纤维增强聚酰亚胺材料。应当注意，我们优选的蜂窝状增强芯，其泡孔壁之间的距离为约1/16英寸至约1英寸。如果泡孔壁围成圆形泡孔，我们优选的泡孔，其直径为约1/16英寸至1英寸。此外，通常膨胀蜂窝状增强芯的重量与增强摩擦材料的总重量之比为约5％至20％。这与常规的纤维增强摩擦材料和连续长丝增强摩擦材料中通常纤维状增强物本身超过摩擦材料总重量的20％非常相似。
将选择的增强芯22埋入摩擦材料混和混和物中的优选方法示意于图4至图7中。当然，这不是制备蜂窝状增强摩擦圈的唯一方法。如图4所示，优选将具有一模腔32和挤出针34的模下半部分预加热至约320°F，并将常规脱模剂涂于模腔32中，模腔32具有的平面形状和尺寸与要制备的摩擦材料部分的形状和尺寸相符。然后，将制备这部分所需粉状混合物36的约40％加入模腔32中并分布均匀。应当注意，如果粉状混合物36含有一些不连续的纤维以获得需要的摩擦和耐磨性能，纤维的长度优选应不超过泡孔两个壁之间距离或圆形泡孔直径的四分之一。
图5示意下一步骤，包括将预先切割的膨胀蜂窝状增强芯38加入模腔32中并且使蜂窝芯38浸入分散好的混合物36中，直至与模腔的下表面接触。芯泡孔的轴基本上与模腔32最小表面成直角取向。最后将制备摩擦材料部分所需粉末状混合物的剩余部分加入模腔32中，使其均匀分散于蜂窝状增强芯38上，并完全充满所有芯泡孔，如图6所示。
如图7所示，同样将模上半部分40优选预加热至约320°F，然后装到模下半部30上，使模上半部冲头部分的下表面与完全分散的混合物36接触并使其压紧。我们优选施于模两半30和40的压力能足以使整个混合物36上达到约600镑每平方英寸的均衡压力。
接着，经初始压缩1分钟，两分钟，三分钟使充填好的模腔32内部空气排入大气中，然后优选将压力增至使压缩的混合物上达到约1200镑每平方英寸的水平并优选保持约2分钟。
最后，使用推顶针34将如此压缩过并部分固化的制件从模中推出，接着放入固化烘箱中。在烘箱中，制件通过将摩擦材料的温度经3小时直线加热至约300°F，并在此温度下再保温4小时加热固化。冷却至室温后，就制得了摩擦材料部件，并可在以后装入需要的制动装置或类似产品中。
参考图15，其中示意了另一种蜂窝状增强芯34，芯24与图1至9所示的芯22相同，具有通过壁围着的相邻的开孔泡。芯24同样具有一与其泡孔壁末端连接的衬26，衬片26使增强芯24的刚性增大。
将图15所示的另一种蜂窝状增强芯埋入摩擦材料基质中的方法如图16至18所示。如图16，具有模腔44和推顶针45的模下半部分加热至温度约为320°F，并将常规脱模剂涂于模腔44中，模腔44的平面形状和尺寸与将要制备的摩擦材料部件相符。然后，将增强芯24放入模腔44中，使衬片26与模腔44底连接。可以看到，芯泡孔的轴与衬片26的表面和模腔44的表面成直角取向。接下来，把制备制件所需的摩擦材料混合物加入模腔44中使其均匀分散于蜂窝状增强芯24上并完全充满于所有芯泡孔中。
再看图18，同样将经优选预加热至约320°F的模上半部分47装到模下半部分43上，使模上半部分冲头部分的下表面与完全分散的混合物46接触并使其压紧。优选施于模两半43和47的压力能足以使整个混合物46上达到约500镑每平方英寸的均衡压力。
接着，经初始压缩1分钟、两分钟和三分钟使已填充的模腔44内的空气排入大气中，然后优选将压力增至使压缩的混合物上达到约1200镑每平方英寸的水平并优选保持约2分钟。最后，使用推顶针45将如此压缩过并部分固化的制件从模中顶出。接着将其送入固化烘箱中，通过使摩擦材料的温度在不少于3小时内升至300°F并在此温度下保温4小时使其固化。冷却至室温后，就制得了摩擦材料部件，并可在以后装入需要的制动装置和类似产品中。
在下面的表1中，我们提供了摩擦材料基质组合物的三个实施例的详细配比，它们在制备具有埋入蜂窝增强芯22和24的改进摩擦材料中已经使用。标号为“MiX1”的混合物，当使用膨胀密度大于8镑每立方英尺的玻璃纤维增强复合蜂窝芯时，固化后避免因热行起的摩擦性能减弱。标号为“MiX2”的混合物，适合于与由铝片材或铝箱(例如5050可锻制铝合金)制备的、膨胀密度至少为约5镑每平方英尺的蜂窝芯一起使用。标号为“MiX3”的混合物包括一些对需要增耐磨性或耐衰减有利的不连续碳纤维。此混合物适合与膨胀密度大于8磅每立方英尺的玻璃增强复合蜂窝状芯。一起使用并已发现，其中在制备摩擦材料制件中加入粉末状混合物的不连续纤维长度优选低于泡孔两壁之间距离或泡孔直径(若它们是圆形的以便使蜂窝状芯壁利于填充)的四分之一。若使用优选的纤维长度，就会使芯泡孔的填充良好而不管加入混合物的松散不连续纤维的百分数如何，所有组成值都以重量百分数给出。
表1
在对各种蜂窝芯增强摩擦材料进行拉力测试中，观察到包含膨胀密度小于5镑每平方英寸蜂窝状增强芯的某些制动圈部件有时有出现细小裂纹的趋势。为了克服此细小裂纹问题，我们首创了一种混合制动圈，其中具有蜂窝状增强芯的混和制动圈在其平面边缘和一个面上与另一种不同但相容的摩擦材料结合。图8中示意了此混合制动摩擦圈部件50，其中与钢基片54结合的摩擦圈部分52具有由埋入的低密度蜂窝芯插入杯子形状或四壁围着的容器状空间中的相容摩擦材料区域58而制得的位于里面主摩擦区域56。摩擦区域56可以位于也可以不位于圈制件52中心。实际上，摩擦材料区域可在横向或纵向相对于圈制件52有偏移，并可以占圈制件52总区域的相当小部分。相容摩擦材料可有或无高的导热性。
若需要高的导性热，对于容器可使用半金属材料。用埋入的蜂窝芯和以壁封闭用容器58制备具有中心摩擦材料区域56的混合制动摩擦圈部件的方法步骤为首先将制备中心材料区域56的模加热至约230°F。接着，将制备中心摩擦材料区域56所需要的混合物的40％加入模下半部分模腔中并使其分布均匀，然后，将预先切好的发泡蜂窝状增强芯插入模下半部分模腔中，使蜂窝状芯渗入分散均匀的混合物中直至与模腔下表面接触为止。最后，将制备中心区域56所需的粉状混合物的剩余部分加入模下半部分模腔中，使其分散于增强芯上并完全填满芯泡孔。再把模上半部分装到模下半部分上，使模上半部中头的下表面与整个混后物接触以将其压紧。将约200镑每平方英寸的压力施于混合物上约3分钟以使其预成型。此方法与前面图4至图7中所描述的方法相同。
最后，将这样制得的中心摩擦材料区域56从第一个模中脱出。接着，将中心摩擦材料区域56放入具有最终圆形状的第二个模72(参见图79至21)中。将此模72预加热至温度320°F。将此区域56插入第二个模的下半模74中心部分，使包含由壁围着的容器的混合物55沿区域56的圈边57均匀分布并通过区域56的上表面59。再将模上半部分76装到模下半部分74上，使压力施于中心区域56和混合物55上，以形成壁围着的容58。优选约1200镑每平方英寸的压力施于第二个模上最小2分钟。最后用顶针78将如此压缩过的并且部分固化的制件从第二个模72中顶出，送入固化烘箱中加热固化。
用于制备混合盘式制动摩擦圈的合适半金属，非增强摩擦材料在表2中给出，以标号“MiX4”表示。所有组分的量都是重量百分数。
表2
<p>图9为用本发明制备的鼓式制动摩擦踏板部件(标号60)的示意图。部件60包括一个与之连接并通过垂直的踏板支架64支撑的拱形踏板面62。将摩擦踏板部分66通过面间粘结剂使其与踏板面62的上表面固定紧，此摩擦制件66具有一个拱形下表面。以便与拱形踏板面62的上表面相对应及相配合。其它已知的固定技术，如使用铆钉或类似产品，用于连接摩擦踏板66平踏板面62，优于使用粘结剂。在如图9所示的制动踏板制造过程中，最重要的是使用本发明的增强摩擦材料。摩擦材料基质中存在埋入的蜂窝状芯如图9清晰可且。
图10至B为可市购的蜂窝状增强芯材料的一些不同泡孔截面几何图形的示意图。示意的蜂窝状芯片断分别标号70、80、90和100。通常，正如前面所述的，我们优选使用的蜂窝状芯，其芯泡孔尺寸最小大约为1/16英寸(在膨胀状态下，以泡孔一壁至另一壁之间的最小距离)至最大约1英寸。同样，如前所述，我们基本上优选包括的或埋入的蜂窝状增强芯的堆(膨胀)密度为最小为约2镑每立方英尺至最大为约20镑每立方英尺。此密度明显受芯泡孔壁厚度、构成芯泡孔的特定材料的密度及芯泡孔截面大小的影响。
本发明新的增强摩擦材料不含纤维，不管是作为增强的连续或是不连续纤维。特别是在那些由金属(例如铝)制备蜂窝状增强芯的例子中体现出来。即使对于蜂窝状增强芯是由玻璃纤维增强或碳纤维增强和玻璃纤维增强酚醛树脂复合物或碳纤维增强聚酰亚胺复合物制备的，制得的摩擦材料产品中纤维材料的量与常规的纤维增强摩擦材料相比，要小一些。例如，使用表1中MiX2制备的蜂窝状芯增强摩擦材料超过了使用由27.6％(重量)和72.4％(重量)酰醛树脂制备的埋入蜂窝状增强芯。由于包含的增强芯仅为整个摩擦材料重量的10.8％，所以增强摩擦材料中纤维物质的实际含量仅为2.98％(重量)。此纤维含量与已知纤维增强摩擦材料中通常纤维含量为20％或更多相比，显然低得多。
本发明制备增强摩擦材料的方法中，除了使用少量纤维以获得需要的摩擦或耐摩性能之外，不需要必须使不连续纤维与粉状(颗粒状)混合物混合均匀，从而避免了影响制备质量波动的主要因素。基本不含纤维的混合更为有效，并使质量稳定性明显提高。
此外，通过耐磨试验表面，新的增强摩擦材料的磨耗很低，仅为0.07％，而同样条件下，纤维增强摩擦材料的磨耗高达0.35％。
众所周知，摩擦材料与转子或鼓之间的接触劲度会造成制动噪声的出现。为了消除或减小制动噪声，必须经常使摩擦材料劲度调至最佳值。这实际意味着要重新改变摩擦材料的配方，并且会导致其它不利后果。本发明通过在摩擦材料中加入蜂窝状增强芯成功地解决了这个问题。一旦特定应用的混合物配方确定，改变摩擦圈劲度可通过调节增强芯的劲度进行以避免制动噪声。圈的摩擦持性几乎保持不变，原因在于固化混合物覆盖了绝大部分接触表面。
最后，对于常规纤维增强摩擦材料，纤维不均匀分布经常因表面起槽导致制动转子或制动鼓的不均匀磨损。通过对比，本发明的新增强摩擦材料进行Krauss和惯性力学试验表明对制动转子的磨损非常平稳。
其它合适的材料、部件形状和部件尺寸都可用于实施本发明。
由于可以对上述体系和设备进行不超出本发明范围的某种改变，因此，本发明中的描述和附图是用于解释和说明的而无限制的意思。
权利要求
1.一种增强摩擦材料，包括一种具有由泡孔壁分隔开的多个相邻的开孔泡的蜂窝状增强芯；和一种填充所述增强开孔泡并且与所述泡孔壁结合的固化摩擦颗粒、填料颗粒和粘结剂的混合物。
2.根据权利要求1所述的增强摩擦材料，其中所述蜂窝状增强芯包括铝合金。
3.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的蜂窝状增强芯包括玻璃纤维增强的固化酚醛树脂。
4.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的蜂窝状增强芯包括玻璃纤维增强的固化聚酰亚胺树脂。
5.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的蜂窝状增强芯包括碳纤维增强的聚酰亚胺树脂。
6.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的蜂窝状增强芯包括铁合金。
7.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的蜂窝状增强芯包括聚芳酰胺材料。
8.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的蜂窝状增强芯包括热塑性塑料材料。
9.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的蜂窝状增强芯包括陶瓷材料。
10.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的蜂窝状增强芯开孔泡中，名泡孔具有的平面截面图选自三角形、正方形、长方形、不规则四边形、平行四边形和六边形截面平面图。
11.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的蜂窝状增强芯具有堆密度为约2镑每立方英尺至约20镑每立方英尺。
12.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的窝状增强芯具有与所述泡孔壁末端相连接的衬片。
13.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的固化摩擦颗粒、填料颗粒和粘结剂混合物部分具有不连续纤维。
14.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的不连续纤维的长度小于蜂窝状增强芯的泡孔两壁之间距离或圆形泡孔直径的四分之一。
15.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的蜂窝状增强芯的两泡孔壁之间的距离为约1/16英寸至1英寸。
16.根据权利要求1的增强摩擦材料，其中所述的蜂窝状增强芯的所述泡孔壁具有直径为约1/16英寸至约1英寸。
17.一种在制动系统等中使用的摩擦装置部件，包括一种具有结构刚性的基底部件；一种包括摩擦颗粒、填粒颗粒和粘结剂颗粒固化混合物和埋入其中的蜂窝状增强芯的增强摩擦材料部分；及所述增强摩擦材料部分固定在所述基底部件上。
18.根据权利要求17的摩擦装置部件，其中所述的蜂窝状增强芯具有由泡孔壁和连接于所述泡孔壁末端的衬片围着的多个相邻的开孔泡。
19.根据权利要求17的摩擦装置部件，其中所述的增强摩擦材料的蜂窝状增强芯包括铝合金。
20.根据权利要求17的摩擦装置部件，其中所述的增强摩擦材料部分的蜂窝状增强芯包括玻璃纤维增强酚醛树脂。
21.根据权利要求1的摩擦装置部件，其中所述的增强摩擦材料部分的蜂窝状增强芯1包括玻璃玻璃纤维增强聚酰亚胺。
22.根据权利要求17的摩擦装置部件，其中所述的增强摩擦材料部分的蜂窝状增强芯包括碳纤维增强聚酰亚胺。
23.根据权利要求17的摩擦装置部件，其中所述增强摩擦材料部分的蜂窝状增强芯包括铁合金。
24.根据权利要求17的摩擦装置部件，其中所述的增强摩擦材料部分的蜂窝状增强芯的堆(膨胀)密度为约2镑每立方英尺至约20镑每立方英尺。
25.根据权利要求17的摩擦装置部件，其中所述的增强摩擦材料部分的蜂窝状增强芯具有泡孔的截面几何图形选自三角形、正方形、长方形，不规则四边形和六边形截面。
26.根据权利要求17的摩擦装置部件，其中所述的摩擦颗粒、填料颗粒和粘结剂颗粒的熔融混合物部分具有不连续纤维。
27.根据权利要求26的摩擦装置部件，其中不连续纤维的长度低于蜂窝状增强芯的泡孔两相对壁距离的四分之一或低于圆形泡孔直径的四分之一。
28.根据权利要求17的摩擦装置部件，其中所述的蜂窝状增强芯的泡孔两对壁之间空间距离为约1/16英寸至约1英寸。
29.根据权利要求17的摩擦装置部件，其中所述的蜂窝状增强芯的所述泡孔壁具有直径为约1/16英寸至约1英寸。
30.一种摩擦材料，包括摩擦颗粒，填料颗粒和粘结剂颗粒的熔融混合物和具有埋入其中的蜂窝状增强芯。
31.一种制动摩擦装置部件，包括一种具有结构刚性的基底部件；一种复合增强摩擦材料部分；及所述复合增强摩擦材料部分固定在所述基底上，所述复合增强摩擦材料部分具有包括摩擦颗粒、填料颗粒和粘结剂颗粒的固化混合物与埋入并与其结合的蜂窝状增强芯的处于里面的主增强摩擦材料区域，及包括摩擦颗粒、填料颗粒和粘结剂颗粒的固化混合物与结合在所述主增强摩擦区域上的埋入纤维增强物的壁围着的容器状增强摩擦材料区域。
32.根据权利要求31的摩擦装置部件，其中所述的主增强摩擦材料区域的蜂窝状增强芯具有的密度为约2镑每立方英尺至约20镑每立方英尺。
33.根据权利要求31的摩擦装置部件，其中所述的主增强摩擦材料区域的蜂窝状增强芯具有的堆(膨胀)密度为约与5镑每立方英尺或更少。
34.根据权利要求31的制动摩擦装置部件，其中所述蜂窝状增强芯具有泡孔壁和与所述泡孔壁一末端相连的衬片围着的多个相邻开孔泡。
35.根据权利要求31的制动摩擦装置部件，其中所述的摩擦颗粒、填料颗粒和粘结剂颗粒的固化混合物部分有不连续纤维。
36.根据权利要求35的制动摩擦装置部件，其中所述的不连续纤维的长度约小于蜂窝状芯的两相对泡孔壁之间距离的四分之一或约小于圆形泡孔直径的四分之一。
37.根据权利要求31的制动摩擦装置部件，其中所述的蜂窝状增强芯的相对泡孔壁之间的距离为约1/16英寸至约1英寸。
38.根据权利要求31的制动摩擦装置部件，其中所述的蜂窝状增强芯的所述的泡孔壁具有直径为约1/16英寸至约1英寸。
39.根据权利要求31的制动摩擦装置部件，其中所述的壁围着的容器的所述摩擦材料包括金属颗粒。
40.一种制备固化的增强摩擦材料型材的方法，其步豫为将第一次计量的包括摩擦颗粒、填料颗粒和粘结剂颗粒的摩擦材料的混合物加入模腔中，并使其在模腔中均匀分散，其中模腔的平面形状与所述摩擦材料型材的平面形状相对应。将蜂窝状增强芯加入所述模腔中，使所述增强芯的仅下部分完全渗透于均匀分布的摩擦材料混合物中。将第二次计量的所述摩擦料混合物加入并均匀分散于所述模腔中所述增强芯的上部分完全填满；压缩在所述模腔中所加入的并且均匀分散的混合物至开高的均衡压力，并使所述加入的并且均匀分散的摩擦材料和所述的蜂窝状增强芯的温度升高以形成增强摩擦材料型材。
41.根据权利要求40的方法，其中加入所述模腔中渗透入所述摩擦材料混合物的蜂窝状增强芯具有堆(膨胀)密度为约2镑每立方英尺至约20镑每立方英尺。
42.根据权利要求40的方法，其中所述蜂窝状增强芯的两相对壁之间距离为约1/16英寸至约1英寸。
43.根据权利要求40的方法，其中所述蜂窝状增强芯的所述泡孔壁具有直径为约1/16英寸至约1英寸。
44.一种制备增强摩擦材料型材的方法，其步骤为将具有衬片的蜂窝状增强芯加入模腔中，模腔具有的平面形状与所述摩擦材料型材的平面形状相对应；将计量的包括摩擦颗粒、填料颗粒和粘结剂颗粒的混合物加入并且均匀分散于所述模腔中以其完全填满所述蜂窝状增强芯；和压缩在所述模腔中所加入的并且均匀分散的摩擦混合物至升高的均衡压力，并使所述加入的并且均匀分散的摩擦材料和所述蜂窝状增强芯的温度升高以形成增强摩擦材料型材。
45.一种制备混合盘式制动摩擦圈的方法，此摩擦圈具有用埋入的低密度蜂窝状增强芯嵌入相容摩擦材料的壁围着的容器中制得的位于中心的主摩擦材料区域，此方法的步骤为加热第一个模模腔，此模腔的平面形状与中心摩擦材料区域相对应；将第一次计量的包括摩擦颗粒、填料颗粒和粘结剂的摩擦材料混合物加入所述第一个模腔中并使其分散均匀；将蜂窝状增强芯加入所述第一个模模腔中，使所述增强芯的仅下部分完全渗透于均匀分散的摩擦材料混合物中；将第二次计量的所述摩擦材料混合物加入并均匀分散于所述第一模模腔中使所述的增强芯的上部分完全填满；压缩所述加入的并均匀分散的摩擦材料混合物至升高的均衡压力以形成中心摩擦材料部件；将所述位于中心的摩擦材料部件从所述第一个模中脱出；将所述位于中心的摩擦材料部件加入第二个模模腔中，模腔的平面形状与所述混合盘式制动摩擦圈相对应；加入计量的包括摩擦颗粒、填料颗粒和粘结剂的壁围着的容器状摩擦材料混合物并使其沿着壁周围和所述中心摩擦材料部件的一面均匀分散；压缩所述加入的和所述均匀分布的容器状摩擦材料混合物至升高的均衡压力以形成混合的盘式制动摩擦圈部件。
全文摘要
一种新颖的改进增强摩擦材料，包括摩擦颗粒、填料颗粒和粘结剂颗粒的固化混合物，并具有埋入的蜂窝状增强芯，通过一种新的方法，使增强芯的各个泡孔完全被固化混合物填满，泡孔壁与固化混合物相结合。
文档编号F16D65/08GK1114670SQ9510545
公开日1996年1月10日 申请日期1995年5月25日 优先权日1994年6月17日
发明者袁永彬, 小斯坦利·富兰克·库利斯, 蒂莫西·富兰克林·默考 申请人:瓦格纳电气公司