编者按:

　　甘肃新远石棉开发公司新开发的高松解度石棉,可以提高摩擦制品强度;并率先在行业内实现摩擦制品专用石棉压缩包装,为用户节约仓库使用面积.

文摘    

　　对温石棉纤维进行充分松解，不仅可以提高温石棉资源回收率，还可以显著提高摩擦制品的强度。通过试验，提出了温石棉短纤维经过进一步松解，可以用松解程度较高的6级温石棉纤维代替现在普遍使用的5级温石棉纤维用于摩擦制品。

　　关键词：温石棉 摩擦制品 纤维 松解 强度

　　长期以来，大家认为添加到摩擦制品中的温石棉纤维随着级别降低，摩擦制品强度也随着降低。这个观点在温石棉纤维松解状况大致相同的情况下是正确的。但是，众所周知，单根温石棉纤维的直径很细，仅为几十纳米；我们通常使用的温石棉纤维远没有达到单根解离状态，是由很多根纤维黏结在一起的集合体。按照纤维增强理论，不同直径、亦即不同松解状况下的温石棉纤维，由于在摩擦制品中的分布不同，将会对摩擦制品的强度产生影响。这个影响如何？在实际生产中是否具有意义？因此，针对这个问题进行研究是很有必要的。

　　一 试验设计

　　1 由于具体条件所限，在工业试验中我们只能进行干法松解工艺的研究。考虑到我国阿克塞地区温石棉短纤维因为没有用途而不被回收的现状和干法纤维松解工艺不可避免的要损伤纤维长度，企业有想法的原因，我们首先选用阿克塞地区的温石棉短纤维进行研究。

　　2 考虑到我国大部分温石棉矿山短纤维回收率很低的现实情况，我们在松解工艺设计时要兼顾短纤维的回收率，使短纤维的回收率得到较大幅度提高，提高资源利用率。

　　 3 试验选用甘肃佑安摩擦材料有限公司现生产的、石棉含量大的YAZ105生产配方作为基础试验配方进行研究，在保持原配方其他成分不变，制作方法不变的情况下，进行添加原配方用石棉纤维和添加经特殊松解后的温石棉纤维的对比实验。

　　4 为了使研究成果尽快进入大规模生产，在试验室松解试验结果测试比较理想的情况下，不进行制品性能强度试验，而是在甘肃新远石棉开发有限公司直接进行工业试验，用工业试验所得到的纤维成品进行摩擦制品性能强度试验。

　　二 试验方法

　　1 温石棉纤维松解工艺

　　2 刹车片制作工艺
　　　样块规格110×55×11
　　　成型温度175±5℃
　　　成型压力20―25MPa
　　　热处理 100℃升温加恒温1小时，120℃升温加恒温2小时，140℃升温加恒温2小时，160℃升温加恒温6小时，关机自然冷却至室温。
　　　摩擦制品性能测试设备

测试项目	摩擦性能	冲击强度	洛氏硬度	抗压强度	剪切强度
测试设备	XD-MSM型定速试验机	SE2型冲击试验机	XHR-150型洛氏硬度机	10吨万能试验机	10吨万能试验机

　　3 +1.4mm、0.4mm、-0.4mm含量使用GB6646.1国标中的方法和设备进行测试。

　　4 松散容重测试是将样品经过充分松散的情况下，分次缓慢倒入1000ml的量筒中，在加到1000ml刻度处时停止，此过程不得有任何压实行为，然后将量筒中的物料称重，即为物料的松散容重。单位g/L。

　　5 湿容积测试是将15g样品加入到盛有1000ml水的1000ml量筒中，盖上盖子密封，在1min内反复颠倒30次，静置30min，所读毫升数即为样品的湿容积。

　　6 砂粒和棉针含量测试使用石棉行业传统的手簸方法。

　　三 试验结果

　　1 试验室松解试验

表1 在试验室试验时温石棉纤维湿法松解前后测试结果对比

样品名称	+1.4mm  %	+0.4mm  %	砂粒   %	-0.4mm  %
松解前样品	1.4	12.4	29.4	58.2
松解后样品	10.2	44.6	11.2	44.6

　　2 工业化松解试验

表2 在工业试验时温石棉纤维干法松解前后测试结果对比

样品 名称	松解 状况	+1.4mm %	+0.4mm %	砂粒棉针 %	-0.4mm %	松散容重 g/L	湿容积 ml
原料	松解前	2.8	36	14.4	49.6
	松解后	14	57	8	35
	成品1	45	89	0.6	10.4	148	280
原料	松解前	0.7	34.1	12.6	53.3	438	90
	松解后	0.4	61	5	36	344	170
	成品2	15	89	0.4	10.6	120	250

　　3 摩擦制品性能试验（本项试验由甘肃华西摩擦密封材料研究所承担）

配方号	所用纤维	密度 g/cm3	硬度 （洛氏）	冲击强度 dJ/cm2	抗压强度 MPa	剪切强度 MPa
YAZ105	现生产用 5级纤维	2.11	HRM82.6	5.86	120	8.8
2# （6-40）	新远公司摩擦制品专用3#	2.14	HRM82.6	5.29	123.6	10.8
4# （6-10）	新远公司摩擦制品专用6#	2.10	HRM81.8	6.57	133	6.62

表4 摩擦制品摩擦系数测试结果

		配方号	100℃	150℃	200℃	250℃	300℃	350℃
μ	升温	YAZ	0.309	0.385	0.346	0.341	0.330	0.272
	降温	105	0.395	0.403	0.355	0.346	0.312
μ	升温	2#	0.358	0.392	0.340	0.335	0.306	0.245
	降温	6-40	0.322	0.328	0.330	0.345	0.310
μ	升温		0.366	0.405	0.327	0.323	0.307	0.25
	降温		0.354	0.357	0.325	0.325	0.304

表5 摩擦制品体积磨损率、重量磨损率测试结果

配方号	项目	100℃	150℃	200℃	250℃	300℃	350℃
	体积磨损率	0.178	0.194	0.196	0.360	0.557	0.735
	重量磨损率	0.03	0.09	0.12	0.25	0.34	0.47
	体积磨损率	0.200	0.177	0.183	0.338	0.433	0.962
	重量磨损率	0.09	0.07	0.12	0.24	0.34	0.42
	体积磨损率	0.186	0.200	0.248	0.297	0.269	1.032
	重量磨损率	0.09	0.10	0.11	0.20	0.34	0.36

　　四 结果讨论

　　1 由表1和表2可以看出，经过松解，砂粒中和-0.4mm含量中的棉针被松解进入+1.4mm和+0.4mm的有效纤维中，样品中的纤维含量增加，这是由于没有充分松解的石棉纤维是针状的，在生产和测试中不可避免的有部分大于筛孔的针状纤维透过筛网，进入下一层物料中。这些针状纤维经过松解后，使得样品中的有效纤维增加。

　　2 松散容重是单位体积物料的重量，该值越小，说明其中比重大的物料越少。物料经过有效松解后，其中比重大的棉针减少，比重小的纤维增多，松散容重变小。湿容积表示单位重量的物料的沉降速度，比重大的物料沉降的快，比重小的物料沉降的慢，所以在一定沉降时间内，比重小的物料体积大。物料经过有效松解，比重小的纤维增多，相应物料的湿容积变大。从表2中可以看出，物料在松解工艺中的松散容重是逐渐变小，湿容积是逐渐变大。两项指标均反映出物料在松解工艺中被松解，松解纤维含量逐渐增加。

　　3 表3结果表明各配方制品的密度和硬度一致，强度基本相当。冲击强度是反映摩擦制品强度的主要指标，4#配方6-10的纤维长度最短，但制品冲击强度最高。这是由于6-10的松解状况最好，因而在制品冲击强度方面表现出的性能最好，超过了现生产中使用五级石棉纤维的制品强度。证明了温石棉纤维松解的越好，对摩擦制品的强度贡献越大。证明了温石棉短纤维在松解程度高的情况下，可以代替现生产条件下的5级棉用于摩擦制品。

　　4 从表4中的数据比较可以看出，各配方的摩擦制品摩擦系数基本一致，体积磨损率和重量磨损率十分接近，说明几种配方在摩擦和磨损性能方面可以互换。

　　5 加入样品纤维进行低速混拌，制成的制品磨削表面有纤维团，影响制品外观质量；经高速混拌的物料，经压制得到的摩擦制品，磨削表面没有纤维团，无纤维外露，外观质量较好。这是因为经过松解的纤维变细变轻，低速混拌时物料漂浮在其他物料上面，不易混匀；而高速混拌加大了混拌力度，克服了这一缺陷，得到摩擦制品具有较好外观。

　　6 试验中的4#配方6-10（新远公司摩擦制品专用6#）和2#配方6-40（新远公司摩擦制品专用3#）的松解状况和通常的温石棉纤维相比处于什么样的水平？为此，我们选用其他石棉矿山的样品进行测试对比。见表6。

表6 几种温石棉纤维松解质量对比

样品名称	+1.4mm %	-0.4mm %	砂粒和棉针 %	砂粒最大尺寸 mm	松散容重 g/L	湿容积 ml
摩擦专用3#	45	10.4	0.6	0.4	146	280
摩擦专用6#	15	10.6	0.4	0.3	120	250
新疆某矿5级	70	7.8	1.2	1.4	137	260