变速器用摩擦材料制造技术

用于同步环的摩擦材料，包括（Ａ）含灰量为０．１％至８％质量百分比的石油焦炭，或者（Ｂ）含灰量为０．１％至８％质量百分比的沥青焦炭，更为优选的是（Ｃ）含灰量为０．１％至１％质量百分比的煅烧石油焦炭，或者（Ｄ）含灰量为５％至８％质量百分比的铸造用焦炭。该摩擦材料有效地用于需要高动摩擦系数的同步环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及变速器用的摩擦材料，尤其涉及能够有效地用于需要较高动摩擦系数的同步环的摩擦材料。
技术介绍
典型的同步环为一环形滑动摩擦部件，用于允许两个齿轮彼此顺利啮合，以通过在汽车变速器中的齿轮变化时滑动而同步转动，该同步环已经普遍在汽车的齿轮减速器(下文中称之为“变速器”)的同步配合类型中使用。这种同步环基本上由黄铜(铜锌合金)制成。其将与齿轮锥接触的内表面，如所需要的那样，具有用于产生摩擦力的环形条纹凹槽，和用于释放润滑油的垂直凹槽。还知道，如钼和陶瓷之类的具有高熔点的材料热喷涂在内表面上，以形成喷涂涂覆层，它固定到同步环的本体上。还有一种提高摩擦特性的已知方法，它包括在其内表面上固定一层摩擦材料，该摩擦材料包括树脂介质，如粘合剂、碳材料、热固树脂、金属材料、无机材料等等。例如，这种方法在日本专利申请公开(JP-A-Nos.57-195923，59-18714，09-79288，09-221553和11-61103中公开。在这些公开中，碳材料包括木粉、棉花和石墨。然而，上述公开完全没有记载本专利技术的石油焦炭或沥青焦炭，以及普通焦炭。JP-A-05-32955公开了一湿摩擦材料，它含有10％至30％重量比的石墨粉，3％至15％重量比的、孔隙度为10％至20％的粉焦，其余为主要包括黄铜的煅烧粉末。然而，该文献既未对具有低含灰量的焦炭作出任何描述，也未对使用热固树脂的湿摩擦材料作出任何描述。近些年开发的高性能发动机或变速器对于同步环的稳定工作，和工作中的变速感要求高动摩擦系数。当然，由于同步环为滑动摩擦部件，所以需要较高的耐磨损性和耐抓取性。在这种高性能发动机的工作中，在没有充分踩下离合器踏板或错误的加速或减速情况下，变速杆的意外变速能够导致同步环产生比通常情况下更大的摩擦热量，从而产生更大的热负荷。因此，同步环应该具有较高的耐磨损性和耐抓取性。出于增大摩擦力的目的，例如，可以机械地增大同步环的压紧力，或者可以将内表面的形状改变为较高的接触压力。然而，在这种情况下，当与对应齿轮锥接触时，黄铜同步环能够产生较大的热负荷，从而在摩擦热量的作用下，可以降低其同步性能。针对这种技术问题，具有增大吸收摩擦热量并提高同步性能的能力的方法，它包括提供黄铜同步环的两个、三个或更多摩擦表面，以形成多锥型同步环。然而，这种方法将增多同步环的部件数量，并能够导致其较高的成本，以及导致车辆重量增大的较大变速器尺寸。还知道，将如钼之类的耐火材料热喷涂到内表面上的方法能够产生用于承受摩擦热量的磨损阻力或抓取阻力，但无法同时产生较高的动摩擦系数。针对这种技术问题，例如，日本专利No.2992373公开了将硬陶瓷组合和分散到钼等中，然后进行热喷涂。然而，所关心的是，陶瓷在摩擦滑动时的刮擦作用能够导致齿轮锥的滑动表面的严重磨损，该齿轮锥的滑动表面由铁制成，从而可以减小或降低同步性能或同步功能。与常规黄铜同步环的黄铜相比，含有上述专利公开中所公开的树脂介质的粘合剂具有改进的动摩擦系数，改进的耐磨损性或耐抓取性，或者在接近0rpm的相对速度时具有改进的摩擦系数(静摩擦系数)。然而，这种材料还不令人满意，需要在性能方面进一步提高。于是，已经具有发展用于同步环的摩擦材料的需要，从而在同步环的内表面上形成良好的摩擦材料层。本专利技术已经彻底解决了上述问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术作出了积极的研究。尤其是，本专利技术的专利技术人已经通过使用各种碳材料样本的实验和错误准备了摩擦材料，并已经积极地对所准备的材料作出了性能测试。在测试中，所选择的碳材料包括木粉、棉花、球状石墨粉、自然片状石墨粉、人工石墨粉、活性碳、煤、木炭、竹炭、碳纤维、金刚石、焦炭等等。测试结果已经表明，木粉、棉花、木炭、竹炭或者活性碳太软，不足以使用；所有石墨材料和碳纤维由于其结构导致的润滑特性，也不足以使用；焦炭具有较高的动摩擦系数和较高的耐磨性和耐抓取性。专利技术人对焦炭作了进一步研究并发现，含灰量为0.1％至8％质量百分比的石油焦炭或沥青焦炭特别适合本专利技术的上述目的。本专利技术的专利技术人还发现，更为优选的石油焦炭或沥青焦炭为含灰量为0.1％至1％质量百分比的煅烧石油焦碳，或者含灰量为5％至8％质量百分比的铸造用焦炭，不小于50％质量百分比的、颗粒直径为0.1至0.5毫米的烧结石油焦炭或铸造用焦炭是最为优选的。在上述发现基础上，专利技术人还作了进一步的研究，以完成本专利技术。于是，本专利技术涉及(1)同步环的摩擦材料，包括(A)含灰量为0.1％至8％质量百分比的石油焦炭或者(B)含灰量为0.1％至8％质量百分比的沥青焦炭，(2)上述(1)所述的同步环的摩擦材料，其中石油焦碳为(C)含灰量为0.1％至1％质量百分比的煅烧石油焦碳，(3)上述(1)所述的同步环的摩擦材料，其中沥青焦炭为(D)含灰量为5％至8％质量百分比的铸造用焦炭；(4)用于上述(1)至(3)中任意一项所述同步环的摩擦材料，其中不小于50％质量百分比的石油焦炭或沥青焦炭的颗粒具有0.1至0.5毫米的颗粒直径，(5)用于上述(1)至(4)中任意一项所述同步环的摩擦材料，在该摩擦材料中包括30％至80％质量百分比的石油焦炭或沥青焦炭，(6)用于上述(1)至(4)中任意一项所述同步环的摩擦材料，在该摩擦材料中包括50％至75％质量百分比的石油焦炭或沥青焦炭，(7)用于上述(1)至(6)中任意一项所述同步环的摩擦材料，还包括10％至30％质量百分比的热固树脂，5％至40％质量百分比的无机纤维和/或无机颗粒。(8)用于上述(1)至(7)中任意一项所述同步环的摩擦材料，还包括不超过5％质量百分比的石墨，(9)用于上述(1)至(8)中任意一项所述同步环的摩擦材料，还包括不超过10％质量百分比的金属纤维和/或不超过10％质量百分比的金属颗粒，(10)用于上述(1)至(9)中任意一项所述同步环的摩擦材料，其中热固树脂为酚醛清漆型的酚醛树脂，(11)用于上述(1)至(4)中任意一项所述同步环的摩擦材料，以整个材料为基础，包括30％至80％质量百分比的(C)含灰量为0.1％至1％质量百分比的煅烧石油焦碳或者(D)含灰量为5％至8％质量百分比的铸造用焦炭；10％至30％质量百分比的热固树脂；5％至40％质量百分比的无机纤维和/或无机颗粒；和不超过5％质量百分比的石墨，其中不超过50％质量百分比的煅烧石油焦碳或铸造用焦炭的颗粒具有0.1至0.5毫米的颗粒直径，及(12)湿摩擦材料，以整个材料为基础，包括30％至80％质量百分比的(C)含灰量为0.1％至1％质量百分比的煅烧石油焦碳，或者(D)含灰量为5％至8％质量百分比的铸造用焦炭；10％至30％质量百分比的热固树脂；5％至40％质量百分比的无机纤维和/或无机颗粒；和不超过5％质量百分比的石墨，其中不超过50％质量百分比的煅烧石油焦碳或铸造用焦炭具有0.1至0.5毫米的颗粒直径。术语“湿摩擦材料”是指在液体，尤其是油中使用的摩擦材料。实现本专利技术的最佳模式根据本专利技术，用于同步环的摩擦材料包括(A)含灰量为0.1％至8％质量百分比的石油焦炭，或者(B)含灰量为0.1％至8％质量百分比的沥青焦炭。一般地，难以获得含灰量小于0.1％质量百分比的焦炭。含灰量大于8％质量百分比的焦炭不具有足够的动摩擦系数。含灰量本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于同步环的摩擦材料，包括（Ａ）含灰量为０．１％至８％质量百分比的石油焦炭，或者（Ｂ）含灰量为０．１％至８％质量百分比的沥青焦炭。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高木善昭，松井荣进，福岛良浩，高田智哉，
申请(专利权)人：田中精密工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]