摩擦材料和形成摩擦材料的方法技术

本公开的一个示例性方面涉及一种形成摩擦材料的方法。所述方法包括将多个颗粒沉积到基底上，使得所述颗粒提供多个突起和在相邻突起之间的通道。本公开还涉及摩擦材料本身和一种包括机械部件和摩擦材料的系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本专利申请要求于2014年4月29日提交的序列号为No.61/985,646的美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的全文通过引用合并于本文。
技术介绍
用于高转矩应用中的摩擦材料需要耐高温。一个应用实例是在常见于手动双离合变速器中的同步器环的情境中的应用。同步器环通常包括具有多个齿轮齿的外表面和具有摩擦材料的内表面，摩擦材料通过粘合剂粘贴到内表面上。一种已知类型的摩擦材料包括机加工的槽(即切口)。这些摩擦材料包括一致的密度和整体表面光洁度。第二种已知类型的摩擦材料也包括压槽或模制槽和整体一致的表面光洁度。然而，与第一种摩擦材料不同的是，压槽/模制槽内的材料相对于相邻的凸起材料具有增大的密度。
技术实现思路
根据本公开的一个示例性方面的一种形成摩擦材料的方法尤其包括：将多个颗粒沉积在基底上，使得这些颗粒提供多个突起和在相邻突起之间的通道。根据本公开的一个示例性方面的一种摩擦材料尤其包括由多个颗粒提供的工作层。工作层包括第一部分，所述第一部分具有第一表面光洁度和第一密度。工作层进一步包括第二部分，所述第二部分具有与第一表面光洁度不同的第二表面光洁度和与第一密度不同的第二密度。根据本公开的一个示例性方面的一个系统尤其包括：机械部件；和连接至机械部件的摩擦材料。所述摩擦材料包括由多个颗粒提供的工作层。工作层进一步包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一表面光洁度和第一密度，所述第二部分具有与第一表面光洁度不同的第二表面光洁度和与第一密度不同的第二密度。可单独或组合地运用前述段落的实施例、实例和可替代方案，权利要求或以下描述和附图，包括它们的各个方面或相应的各自特征。结合一个实施例描述的特征可适用于所有实施例，除非这些特征不相容。附图说明可简要描述附图如下：图1示出了一个机械部件实例，在该实例中，机械部件为同步器环。图2示出了制造所公开的摩擦材料的方法的实例的流程图。图3示意性地示出了可在图2的方法中使用的漏斗组件。图4A-4B是摩擦材料实例的剖视图，示出了摩擦材料的各个形成阶段。图5是图1的画圆圈区域的特写图。具体实施方式图1示出了一个机械部件的实例，在示出的实例中，该机械部件为同步器环10。尽管示出了同步器环10，但应理解的是本公开可扩展成超出同步器环。本公开在其他应用(诸如其他高转矩应用，包括但不局限于离合器片和转矩变换器)中是有用的。同步器环10包括从其径向外表面14延伸的多个齿轮齿12。在操作过程中，同步器环10的径向内表面16暴露于大量热中。径向内表面16包括通过粘合剂粘合至径向内表面的摩擦材料18。同步器环10可由例如钢或黄铜制成。图2示出了根据本公开的一种用于形成摩擦材料18的方法20的实例。在该方法20中，在步骤22，将多个颗粒24(如图3所示)沉积在基底26上。可从任意数量的包括碳、硅、玻璃和蛭石的材料中选择颗粒24。基底26可以是碳纤维织物、纸、纺织品、芳纶或布料，以举出几个实例。在一个实例中，颗粒24经由漏斗28和涂布机30沉积到基底26上，所述涂布机包括多个细长开口32，如图3所示。并不是所有实例都需要涂布机30。在图4A中示出了步骤22的结果。在图4A中，摩擦材料18包括基底26和由颗粒24提供的工作层34。工作层34包括多个与基底26相对的突起36。突起36通过由涂布机30上的细长开口32引起的颗粒聚集而设置。在步骤22之后，突起36自然设有圆形的轮廓38。进一步地，突起36以间距D1间隔开。间距D1可以依据具体应用而改变(例如，依据同步器环10的大小而改变)。在一个实例中，间距D1在0.1875到0.5英寸的范围内。在一个特定的实例中，间距D1为0.375英寸。相邻突起36之间的空间限定了通道40。在通道40处，摩擦材料18具有高度D2。在某些实例中，高度D2可以相对小。特别地，在一个实例中，间距D2可以使得通道40的边界由基底26设置。另一方面，摩擦材料18在突起36的圆形轮廓38处具有高度D3。间距D3大于间距D2。在步骤22之后，在步骤42，将树脂R(如图4A示意性所示的)施加到摩擦材料18上。形成工作层34的颗粒24吸收树脂R。重复步骤42以确保适当程度的饱和度。在步骤44，将突起36机加工(例如，通过砂纸加工)成使先前的圆形轮廓38基本变平坦。变平坦的高度显示为D4。在一个实例中，高度D4小于D3且大于D2。如图4A以阴影示出了突起36的变平坦轮廓46。图4B示出了呈现平坦轮廓46的机加工后的突起36。在步骤48，将摩擦材料18施加到机械部件，在本实例中，该机械部件为同步器环10。在如图5示例性示出的一个实例中，摩擦材料18通过粘合剂层50粘合至同步器环10的径向内表面16。将热H和压力P施加到摩擦材料18、粘合剂层50和同步器环10，以确保适当的粘合。粘合剂层50可以是任意已知类型的适合高温应用的粘合剂。粘合剂层50设置在摩擦材料18的外表面51之间，该外表面51与摩擦材料18的径向内工作表面53相对。在图5中示出了步骤48的结果。在图5中，工作层34被压缩，使得摩擦材料18整体具有基本统一的高度D5。高度D5在一个实例中小于或等于高度D2。当被压缩时，工作层34具有交替的第一部分52和第二部分54。在本实例中，第一部分52对应于设置突起36的位置(在图5中以阴影示出突起36)。另一方面，第二部分54对应于设置通道40的位置(在图5中以阴影示出通道40)。由于步骤44中的机加工，第一部分52具有大于第二部分54的表面光洁度的第一表面光洁度。由于第二部分54在步骤44步没有进行机加工，留下第二部分54具有更粗糙、更有粒度的表面光洁度(例如，由于未被机加工的沉积颗粒24的性质)。进一步地，由于第一部分52对应于曾经存在突起36的位置，第一部分52比第二部分54更密实。该密度增加的原因是双重的。第一，形成突起36的颗粒比邻近通道40位置的颗粒多。因此，在步骤42，突起36吸收了更多的树脂R。第二，即使在步骤44之后，变平坦的突起36的高度D4也大于与通道40相邻的高度D2。因此，当在步骤48中受到压缩时，第一部分52内的颗粒比第二部分54内的颗粒更为紧密地挤在一起。通过提供不同的第一部分52和第二部分54，摩擦材料18由于在工作层53处的第一部分52的表面相对光滑而呈现良好的磨损特性。摩擦材料18还由于在工作层53处的第二部分54的颗粒状表面光洁度而呈现良好的摩擦性能。由于第二部分54的颗粒特性帮助破坏与同步器环10的径向内表面16相邻的冷却流体(例如，油)膜，第二部分54的摩擦性能对于冷转移(cold shifting)而言尤其有益。另外，由于第一部分52的密度大于第二部分54的密度，冷却液被引导至第二部分54，并允许冷却液通过密度相对小的第二部分54而渗透摩擦材料18，这加速了对同步器环10和摩擦材料18本身的冷却。加速冷却继而提高了同步器环的性能，延长了同步器环和摩擦材料两者的寿命。在图3的实例中，开口32为线性开口，其彼此平行地延伸。这为摩擦材料18提供了多个线性、平行的第一部分52和第二部分54。然而，诸如之字形的其他模式也落于本公开的范围内。虽然上面提到平行的第一部分52和第二部分54，但是，第一部分52和第二部分54在施加到同步器环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成摩擦材料的方法，所述方法包括：将多个颗粒沉积在基底上，使得所述颗粒形成多个突起和在相邻突起之间的通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.29 US 61/985,6461.一种用于形成摩擦材料的方法，所述方法包括：将多个颗粒沉积在基底上，使得所述颗粒形成多个突起和在相邻突起之间的通道。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将树脂施加到已沉积的颗粒上。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在将多个颗粒沉积在基底上之后进行将树脂施加到已沉积的颗粒上的步骤。4.根据权利要求2所述的方法，其中，邻近突起的已沉积的颗粒吸收的树脂比邻近通道的已沉积的颗粒吸收的树脂多。5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：机加工突起，使得突起呈现平坦的轮廓。6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：压缩所述多个颗粒。7.根据权利要求6所述的方法，其中，摩擦材料在设置突起的位置处的密度大于在设置通道的位置处的密度，并且摩擦材料在设置突起的位置处的表面光洁度大于在设置通道的位置处的表面光洁度。8.一种摩擦材料，包括：由多个颗粒提供的工作层，所述工作层包括第一部分，所述第一部分具有第一表面光洁度和第一密度，所述工作层还包括第二部分，所述第二部分具有与所述第一表面光洁度不同的第二表面光洁度和与所述第一密度不同的第二密度。9.根据权利要求8所述的摩擦材料，进一步包括：基底，所述多个颗粒被施加到所述基底上。10.根据权利要求8所述的摩擦材料，其中，所述第一表...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·A·斯特凡努蒂，
申请(专利权)人：保罗·A·斯特凡努蒂，
类型：发明
国别省市：美国;US