專利名稱：粘結件的制造技術
本發(fā)明涉及粘結件的制造，尤其是涉及一種其耐磨襯層主面通過凝固的熱固樹脂粘結劑系統(tǒng)與基體平板粘結的耐磨件的制造。
其耐磨襯層與剎車片平板粘結的耐磨件被用作輕型汽車如小汽車和帶蓬貨車的動態(tài)(行駛)剎車件和靜態(tài)(泊車)剎車件以及被用作重型商用汽車的靜態(tài)剎車件，它們與其中利用鎖定件如鉚釘、鋼箍、楔子等的機械定位方式來固定襯件的耐磨件是不同的。
本發(fā)明尤其適用于帶有彎成圓柱面形剎車鼓的耐磨件，其中基體包括一個具有這樣結構的剎車片體，即它具有一個彎成圓柱面形的平板和一個橫撐板，一個相應彎曲的耐磨襯層安裝在所述平板上。
但本發(fā)明也可被用于具有平面剎車盤形狀的耐磨件和類型相似的離合器用耐磨件。因此，盡管在此說明書中，術語“剎車片體”原則上被用來表示一個具有彎成圓柱面形的平板的基體結構，但一般來說，它還涵蓋了一種具有基本上平坦的平板或其上裝了一個相應扁平的耐磨襯層以便與一個盤或類似物的平面相配合的底板的結構。
平面耐磨件與彎曲耐磨件在制造方面的主要區(qū)別在于，平面耐磨件更易于模鑄成型，其中耐磨材料(它在作為粘結劑的熱固樹脂共聚物的基質中主要含有加強纖維和/或加強絲和耐磨改良材料)是干燥的，也就是說，未凝固的熱固共聚物成粉末或片狀，這使得它易于分散到一個單向承受合模壓力的模腔中并在模腔中被均勻壓實。人們將認識到，不容易將粉末壓實成彎曲形狀襯件，因為單向力的作用角度是變化的。
因此在現(xiàn)有技術中，更常見的做法是作為粘結劑而給耐磨襯層材料涂覆熱固樹脂液，以獲得可預先滾壓壓實到可接受程度的塑性稠度。盡管這種滾壓形成的塑性稠度適于制造在熱固粘結劑凝固成型前呈弧形的襯件或預型件，但從技術上沒有解釋為什么耐磨襯層塑性形狀不應該具有平面形狀并不應與一個基體平板粘結。
本說明書涉及了一種粘結耐磨件，其中耐磨襯層包括一個預成型塑性襯件，它在未凝固的液態(tài)熱固樹脂粘結劑基質中加入耐磨改良材料和加強纖維，即未烘烤的襯件，其中使熱固樹脂與熱固粘結劑系統(tǒng)凝固，從而與基體平板粘結的同時地實現(xiàn)了粘結，結果形成了襯層。
這種融合了凝固工藝和粘結工藝的技術本身在GB2278800專利說明書中記載了，它的優(yōu)點是可利用現(xiàn)有粘結設備、固化裝置和一般可用來制造剎車片的工藝，在此作為參考引入了這篇包含了與其它現(xiàn)有制造方法有關的內容的文獻。但是當制造廠家沒有這樣的現(xiàn)有設備和/或要求提高各裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量時，也就是說要縮短工作周期和/或同時加速部件生產(chǎn)時，這種融合了凝固和粘結工藝的技術可能不是最佳的。
盡管上述說明書涉及的是耐磨襯層，其粘結層是阻止襯層與基體平面間的移動的手段，但將粘結工藝與一定程度上的通過襯件與基體的配合凸起-凹槽而獲得的作為附加抗剪切阻力的機械鎖定工藝結合起來，是眾所周知的。
因此，與以上對基體形式的概述保持一致，本發(fā)明的目的是提供一種比以前更快速且需要更少工具地制造下述耐磨件的方法，即所述耐磨件具有一個有熱固耐磨襯層的基體，所述襯層通過熱固粘結劑在其凝固的同時與基體粘結。本發(fā)明的又一個目的是提供一種比以往更快速、更簡單地制造粘結耐磨件的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案，一種粘結耐磨件的制造方法，包括(1)制成一個塑性耐磨襯件，它在涂覆于限定厚度的對置主面之間的未凝固熱固樹脂粘結劑基質中含有加強纖維和耐磨改良材料，(2)在靠近基體平板的兩個襯件主面中的一個主面上，在襯件與平板之間與其接觸地涂覆一熱固樹脂粘結劑系統(tǒng)，(3)通過高溫交聯(lián)使粘結劑系統(tǒng)和襯件凝固到這樣的程度，即由此襯件形成了一與平板粘結的襯層，本方法的特征在于，(4)準備好基體平板表面以便涂覆熱固粘結系統(tǒng)，(5)將基體預熱到一超過引起該粘結劑系統(tǒng)發(fā)生交聯(lián)所需的溫度的平板溫度，(6)將襯件和粘結劑系統(tǒng)夾壓在預熱平板和一臺被預熱到一超過襯件粘結劑和粘結劑系統(tǒng)交聯(lián)所需溫度的溫度上的穩(wěn)壓壓力機機床之間，機床形狀基本上與平板形狀相符，并且它還具有凹槽以便相反主面支承于槽底面上地將襯件放置在凹槽中，(7)通過平板和機床對被夾住的襯件和粘結劑系統(tǒng)施加一個壓實力，所述壓實力經(jīng)過一預定壓實期而從基本上為零升高到一預定水平，由此允許粘結劑系統(tǒng)和襯件在熱固樹脂開始交聯(lián)前塑性流動并且沒有明顯溢出，從而與平板和凹槽的形狀保持一致，隨后將在壓實期結束時獲得的平板與機床之間的間隔保持一段成型時間以允許相鄰受熱表面交聯(lián)，從而形成一穩(wěn)定的粘結中間產(chǎn)品，該中間產(chǎn)品具有一個部分凝固且尺寸穩(wěn)定的襯件，它具有襯層的最終尺寸和密度，(8)從穩(wěn)壓壓力機中取出該粘結中間產(chǎn)品，(9)在預定烘烤溫度下將中間產(chǎn)品不受約束地烘烤一段時間，從而進一步實現(xiàn)尺寸確定的襯件的熱固樹脂的凝固，結果獲得了預定大小的硬度和強度。
根據(jù)本發(fā)明的第二方案，一種用于制造這樣的粘結耐磨件的裝置，所述耐磨件包括一個通過一種熱固粘結劑系統(tǒng)被連接到一個基體平板上的熱固耐磨襯層的主面，所述裝置包括a)配制裝置，可操作該裝置來制造一種未烘烤的塑性耐磨襯件，它在限定厚度的該襯件一個主表面和另一個相反主面之間的未凝固的熱固樹脂粘結劑的基質中含有加強纖維和耐磨改良材料，所述耐磨襯件具有比最終襯層小的密度和主面尺寸，b)平板預熱器，可以操作該裝置來加熱基體到超過引起襯件的樹脂粘結劑和粘結系統(tǒng)開始交聯(lián)所需的溫度，c)穩(wěn)壓壓力機，包括1)機床，它的形狀基本上與基體平板一致，它具有一個其尺寸能在相反主面靠著槽底而該主面沒有凹槽的情況下容納所述未烘烤的塑性襯件的凹槽，2)加熱器，可操作該加熱器來加熱機床，以便使槽底溫度超過襯件粘結劑交聯(lián)溫度，3)一個不密封的封閉件，可以通過操作，由受熱基體限定出其邊界，4)導向機構，它伸出機床以外并可以操作它來支承位于凹槽上的封閉件并在封閉件與凹槽之間移近和遠離凹槽地進行導向，5)壓頭，它具有可分別相對機床固定和活動的相對移動部件，可以操作該壓頭以便驅動封閉件與機床相互靠近，6)鎖定機構，可操作該機構以便相對機床限制封閉件的位置，7)控制器，可操作該控制器用來(i)使壓頭移動封閉件，從而將未烘烤的塑性耐磨襯件和粘結系統(tǒng)夾壓在封閉件與槽底之間，(ii)使壓頭在封閉件和機床之間施加一個力，所述力在預定值之間在一個預定壓實周期內增大，它足以在熱固樹脂因其表面區(qū)受壓和受熱而明顯交聯(lián)之前沒有明顯擠壓出自由材料地迫使襯件和粘結系統(tǒng)的未完全交聯(lián)材料的形狀與平板和凹槽一致，(iii)啟動鎖定機構工作以便在壓實期結束時將封閉件相對機床的位置鎖定一段成型時間，所述表面區(qū)在成型期間內通過連續(xù)交聯(lián)而獲得超過了因隨后交聯(lián)和加熱引起的內應力的結構強度，(iv)使鎖定機構在成型期結束時松開，從而允許從壓力機中取出由平板和部分凝固的耐磨襯件構成的粘結中間產(chǎn)品，d)爐子，可操作該爐子來不受約束地在預定烘烤溫度下容放該粘結中間產(chǎn)品一段烘烤時間，從而引起熱固成分的附加交聯(lián)，從而使粘結層和耐磨襯層凝固而具有預定的硬度和物理強度。
現(xiàn)在將參見附圖來舉例描述本發(fā)明的實施例，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明與粘結耐磨件相關采用的組成部件的透視圖，所述耐磨件成剎車片形狀，它顯示出了一個基體的有關尺寸和并列位置，所述基體具有一個帶有彎成圓柱形的平板和未淬火襯件的剎車片體。
圖2是示意地表示制造本發(fā)明的彎曲剎車片工作步驟的流程圖，它示出了用于執(zhí)行特殊操作的裝置，包括剎車片預熱器、用于制造部分凝固的粘結中間產(chǎn)品的穩(wěn)壓壓力機、烘烤粘結中間產(chǎn)品以便使之不受約束地完全凝固的爐子。
圖3(a)是圖2所示穩(wěn)壓壓力機的剖視圖，它示出了帶凹槽的受熱機床，機床的尺寸和形狀能夠容納一未淬火的彎曲襯件和一個封閉件，所述封閉件具有一個預熱剎車片體平板、通過剎車片體給襯件施加夾持壓力的壓頭、用于監(jiān)測和控制壓力作用時間和大小以便生產(chǎn)出尺寸穩(wěn)定且部分凝固的粘結中間產(chǎn)品的控制器。
圖3(b)是垂直于圖3(a)而截取的穩(wěn)壓壓力機的剖視圖，它用假想形式示出了在受到剎車片平板夾壓之前的未淬火襯件和剎車片體。
圖3(c)是與圖3(b)相似的剖視圖，但它示出了剎車片平板和壓力機機床在施加了夾壓力后的相關位置，它略微錯開地示出了受穩(wěn)壓壓力機約束的襯件的未密封狀態(tài)。
圖4是用于不受約束地連續(xù)烘烤粘結中間產(chǎn)品到一定凝固程度的連續(xù)爐的示意性剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的粘結剎車片的立體局部剖視圖。
圖6與圖3(b)相似地示出了另一種穩(wěn)壓壓力機布局的剖視圖，其中襯件相對于剎車片平板被橫向送入。
參見圖1，它示出了呈剎車鼓所用類型的粘結剎車片形狀的耐磨件的組成部件?；w或剎車片體11由低碳鋼構成并且包括一個通常成圓柱形的彎曲平板12，該平板是一個假想立圓筒的一部分，所述圓筒在彎曲方向上的弧長為L，并且它在平行于限定曲率的假想圓筒的縱軸的橫向上大致成寬度為W的平面形狀，剎車片體還具有一個大致平坦的撐板13，通過所述撐板施加剎車制動力以便擠壓垂直于作為中心脊平板的平板，平板沿其長度間隔地被焊接到撐板邊緣上，從而限定了曲率。為了使平板表面在焊點處沒有立突起或其他結構，在平板表面上散布著包括所述點或結構的凹印或凹窩14。
剎車片體的結構是常見的并且可以符合傳統(tǒng)的變形結構，例如平板沿其長度被分開并由兩個與撐板焊接的半平板組裝而成。盡管有精確的結構，有效的平板面通常小于名義面積L×W，因此當用于傳統(tǒng)的粘結剎車片時，在存在這樣凹窩的地方?jīng)]有形成粘結，除非在這樣的凹窩中填充了厚厚一層粘結劑，但又沒有過度充滿凹窩。
除了剎車片體外，部件還包括一個耐磨襯件16。耐磨襯件按照傳統(tǒng)在作為粘結劑的熱固樹脂和睛橡膠的混合共聚物基質中含有耐磨改良劑、加強纖維和/或加強絲。
襯件是按照傳統(tǒng)方式制成的，即通過將組成成分與橡膠細粉的混合，其中通過機械方式縮短分子鏈，從而能夠使之與液態(tài)樹脂粘結劑化學融合，從而使粘結劑具有可控制的塑性稠度并適于軋制以便確定預定的密度D’并使纖維材料對準主面17、18，所述主面通過限定軋制厚度T’的副面19相連。軋制也包括卷曲或散射軋制步驟，由此使襯件通過異速軋輥之間從而形成一個基本上成圓柱面形的且大約等于平板曲率的彎曲形狀。
根據(jù)熱固樹脂粘結劑的本質，即它的凝固是否會造成材料中產(chǎn)生氣泡，襯件密度D’一般為當樹脂凝固且將襯件粘結到剎車片平板上時的理想密度D的80％-95％，即D’＝(D-dD)。眾所周知的是，最后襯件的所需密度小于理論最大密度，一般為95％左右，從而軋制材料可具有大小等于完全密實程度的75％-90％的密度。
相似地，密度小時的軋制厚度T’相應地大于所需的最后厚度T，從而允許只通過稍微變化長度和寬度就可以改變體積，結果主要通過減小厚度而產(chǎn)生所述密度變化dD，即T’＝(T+dT)。
襯件可以作為單個襯件根據(jù)曲率和厚度進行軋制，或者可以作為一個大片材進行生產(chǎn)，從所述片材上定長定寬地裁剪下各襯件，為此，根據(jù)傳統(tǒng)做法，通常在軋制時材料流動的方向上、即在各襯件長度方向上對準加強纖維。
但是，以往襯件會在主面受壓的情況下被加熱，結果使樹脂粘結劑完全凝固成基本剛性的襯體(或者通常是一個彎曲的片材，隨后將片材裁剪成最后的長度L和寬度W以便與平板配合)，而主面在與剎車片平板粘結之前，被加工具有適當?shù)某叽绾捅砻婀鉂嵍?，而根?jù)本發(fā)明，在其呈塑性的所謂未烘烤狀態(tài)下并在熱固樹脂成分明顯交聯(lián)前使用襯件16。
圖1的最后部件是一總體以20表示的粘結劑系列，它呈至少一層或多層酚醛或其它熱固樹脂基材料的形狀，它們通常被用于制造粘結剎車片并被加在襯件的一主面與剎車片平板12之間。
以下將根據(jù)圖2-5來介紹根據(jù)本發(fā)明所述的由上述部件制造的粘結剎車片。圖2是表示操作步驟或過程的流程圖，這些步驟構成了具有典型尺寸的剎車片的制造過程，所述典型尺寸的剎車片用于對中型(小于1噸)的轎車或貨車，而不是商業(yè)用車或卡車進行動態(tài)或輔助剎車。但是，由于知道可以將具有這樣尺寸的剎車片與其它部件合用以便單純地滿足這種重型商業(yè)用車(通常具有所謂的鼓帽式結構)的靜態(tài)(泊車)制動要求。以下用近似的尺寸而不是精確的使用尺寸來稱謂這樣的剎車片是適當?shù)?，即“小汽車型”剎車片，盡管這樣的剎車片也可以用于超重型剎車系統(tǒng)。
參見圖2，粘結剎車片制造過程25用流程圖的形式示意地示出了，所述流程圖表示了過程或構成制造過程的工序。上述摩擦材料通過將上述成分與橡膠細粉混合(31)而處于配制過程(30)中，其中通過機械方式縮短了分子鏈，從而使它能夠與液態(tài)樹脂化學融合，結果使粘結劑具有可控的塑性稠度并適于室溫軋制(32)，從而通過耐磨改良劑和加強成分限定了材料性質，形成塑性的并且是所謂未烘烤的耐磨襯層材的板坯或片材，它具有最佳的纖維定向和預定厚度T’和密度D’。板坯在被切成其尺寸適用于剎車片的各襯件后，并在經(jīng)過卷曲或散射軋機(33)后或者與之同時，形成具有了涂覆了熱固樹脂粘結劑系統(tǒng)20的主要成分且最好是酚醛樹脂化合物(34)如美國俄亥俄州阿克隆市的Sovereign Engineered Adhesives LLC公司提供的PL605-35型粘結劑的凹主面17。
按照過去的做法，剎車片11的平板12是在制造剎車片時通過機械和/或化學清理(35)并涂覆(36)粘結劑系統(tǒng)20的其它成分而形成的，它的形狀為比較薄的酚醛樹脂化合物基層，所述化合物能夠與作為剎車片涂層或基材的主要粘結劑成分如由英國西布羅姆威奇的Hepworth Minerals and Chemicals公司提供的IR1947融合?；鶎右话闶窃谑覝叵禄蚋哂谑覝氐沫h(huán)境下被涂覆上去的，并進行干燥以便觸摸，而且樹脂內部不發(fā)生交聯(lián)。
對于粘結剎車片的制造方法來說，帶有基礎涂層平板11的剎車片被加熱到超過在部件和粘結劑系統(tǒng)中引起交聯(lián)的溫度，它在一個具有爐子(37)的預加熱器中接受一段時間的預加熱，盡管引起了粘結劑系統(tǒng)的主要成分的交聯(lián)，但是所述加熱時間不足以實現(xiàn)完全交聯(lián)，而只能升高剎車片體的溫度。上述粘結劑系統(tǒng)的主要成分一般在高于180℃的溫度下開始交聯(lián)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對于這樣的剎車片尺寸來說，爐子在200℃-210℃情況下操作是適當?shù)模覄x車片(最初處于室溫)在爐子中受熱2-14分鐘，一般為7-9分鐘。
在主要成分發(fā)生完全交聯(lián)前或剎車片明顯冷卻之前，馬上將預熱剎車片轉移到一個穩(wěn)壓壓力機(50)上，所述壓力機在這里形成了一在剎車片平板和受熱機床之間擠壓涂有粘結劑的襯件16的封閉件(在下述受控壓頭的影響下)。
就在剎車片體的粘結劑層受到涂有基材的平板的擠壓前，將襯件設置在受熱壓力機中，如以下具體描述的那樣，建立一個夾擠壓力-時間狀態(tài)，它在一般短于一分鐘的短間隔期內，導致襯件熱固樹脂和粘結劑系統(tǒng)分別完全交聯(lián)并形成了尺寸穩(wěn)定、部分凝固的粘結中間產(chǎn)品，從穩(wěn)壓壓力機中取出這樣的中間產(chǎn)品并通過爐子(100)進行所謂的自由烘烤，使其不受限制地繼續(xù)受熱升溫。爐溫保持在240℃-300℃之間，每個中間產(chǎn)品在爐中大約停留40分鐘以便使耐磨材料凝固到剎車片耐磨襯層一般所需的程度，從而使剎車片具有理想的硬度和機械強度。
人們將認識到，在針對襯件所采用的步驟(31)-(34)以及針對剎車片所采用的步驟(35)、(36)中的裝置和技術除了選擇粘結劑系統(tǒng)的成分(和施加時間)外，基本上與傳統(tǒng)的一樣，因此不需要具體描述或表示。
參見圖3(a)、(b)，與工序有關的穩(wěn)壓壓力機50的尺寸和形狀能夠生產(chǎn)出一個具有圖1的彎曲平板12的剎車片。壓力機包括一個其形狀基本上對應于基體平板的、即部分呈圓柱形的機床51，它具有一個其尺寸能夠容納一個未烘烤的塑性彎曲襯件16的凹槽52，其中襯件16的凸主面18支承在槽底53上。槽深度不大于且最好是小于凝固襯件所需的厚度，如圖3(a)所示涂有粘結劑的襯件的其它主面17沒有凹槽。
穩(wěn)壓壓力機的機床還具有整體用55表示的導向機構，它從機床起延伸并可以操作來支承不密封的部件，這些部件由圖3(b)所示的預熱基體11構成，它們位于凹槽上并在封閉件和凹槽之間對構件進行導向，使之靠近和遠離凹槽。
在結構上，穩(wěn)壓壓力機50包括一對間隔的金屬導板56、57，它們的間距等于剎車片平板12的寬度，從而使平板12可以在其相對表面56’、57’之間滑動，所述表面構成了導向機構55的邊界。導板56具有一個從相對表面56’起伸向相對的板57的肩部58，導板57類似地具有一個相應的肩部59。肩部限定了環(huán)繞凹槽52的壓力機機床51的邊界并且它們被一個金屬墊塊60隔開，所述墊塊限定出凹槽52的邊界并且是凹槽底53。
肩部58、59是彎曲的并且對應于壓力機機床特定剎車片平板的部分而具有圓柱形的曲率，金屬墊塊60的表面也是如此。墊塊還具有在平行于導板平面的方向上間隔開的并且限定出基本上與肩部58、59同平面的凹槽52兩端邊界的突起62、63。
一般用65表示的加熱器包括至少一個通入墊塊60和/或導板中的孔66，在孔中插有一加熱件67以便給凹槽底53供熱并使之保持在一高于引起粘結劑成分交聯(lián)的溫度的溫度之上。一般根據(jù)材料的精確熱固性能，要求210℃-250℃的溫度。
遠離限定壓力機機床邊界的肩部的導板邊緣通常也是弧形的，以便幫助將剎車片體使其平板朝向機床地設置在板之間。
機床凹槽52的長度和寬度(但沒有上述厚度)是如此確定的，即它們對應于凝固襯件所需長度和寬度，而未烘烤件的長度和寬度制得略微小一些，以便容易在凹槽中進行更換。
壓力機50還具有一般用70表示的壓頭，它具有可彼此相對移動并可相對機床51固定和活動的部件。可以操作壓頭來使封閉件即剎車片11的平板12移向或遠離壓力機機床。壓頭適當?shù)鼐哂幸粋€簡單的往復氣壓活塞和缸筒結構71以及缸用壓縮氣體源72，以便使活塞相對其移動，活塞只能對剎車片平板施加有限壓力，這樣的壓力在現(xiàn)有技術中對于加工來說是低壓，即等于35kN/m2-150kN/m2(5psi-21.75psi)且一般低于100kN/m2(14.5psi)。
用活塞桿73表示的壓頭活動部件包括隔熱機構74，它的作用是限制預熱剎車片散熱，它不僅使剎車片保持較高溫度，并且防止了任何不希望的對氣壓缸內氣體的加熱以及因此造成的壓力變化。如圖所示，借助通過許多小截面且導熱性差的拉桿74’相連的活塞桿部分之間的氣隙，形成了隔熱機構。
壓頭還包括壓頭連接體75，它包括許多個鉸接的接觸件，這些接觸件由多腳撐狀件77構成，它們具有許多比較固定的且相對擴展的足761、762...，它們與活動的壓頭部件在78處轉動連接。各足的終端是滾輪791、792...，它們受控制地支承在平板12的反凹面12’上，從而使往復壓頭直接對平板施加力，即基本均勻地在許多個被輪子接觸的間隔部位施加力，而帶封閉件的上轉剎車片的撐板13容放在槽77’中。
參見用80示意表示的鎖定機構，可以操縱它以便在需要時以及不管壓頭所受封閉件的反作用力或背壓的大小都相對機床將封閉件(平板)固定到位。鎖定機構適當?shù)乜梢院透魺釞C構、任何活塞桿表面結構共同工作或者可以簡單地夾在桿上。
穩(wěn)壓壓力機包括控制器90，它控制并協(xié)調上述壓力機的各部分，從而使壓力機根據(jù)預定狀態(tài)工作以便生產(chǎn)出上述尺寸穩(wěn)定、部分凝固的粘結中間產(chǎn)品。
連接控制器90以便給壓頭和鎖定機構輸送指令信號并從上述部件接收監(jiān)控信號，尤其是要監(jiān)控鎖定件因襯件內壓而受的反作用壓力?？刂破饕部梢赃m當?shù)乜刂萍訜崞鞑⑶铱赡艿脑捒刂破桨孱A熱機構37和烘烤爐100。
考察到穩(wěn)壓壓力機制造粘結中間產(chǎn)品的操作，參見圖3(c)，壓力機機床受到加熱器65的加熱，使機床保持在一個由控制器控制的溫度下。剎車片體11在爐子37中如上所述地被預熱并且在從預熱爐中取出剎車片體之前，用脫模劑(如果沒有永固型非粘性涂層的話)涂覆壓力機機床51，并且用手或通過機械將具有上述彎曲形狀的且涂有粘結劑的襯件16放到凹槽中，此時涂覆了粘結劑的凹主面朝著壓頭，并且由于部件厚度的緣故，它位于機床水平面上并處在導向機構中。
預熱剎車片體安置在導板56、57之間，平板此時面向襯件并允許壓在襯件上，如圖3(b)所示。此時，襯件通過其主面17、18和在某些程度上依靠其副面19，來接收來自壓力機和平板的且傳給至少一個表面區(qū)的熱量，并且在此區(qū)域內相對變成液態(tài)或流動態(tài)。
控制器啟動壓頭，從而壓頭連接體支承在剎車片體上并對其施加垂直作用力，所述作用力作為襯件所受夾壓力從最初的基本為零的壓力經(jīng)過預定壓實周期而提高到預定但仍比較低的水平。瞬時壓力值造成粘結劑系統(tǒng)和部件的塑性流動，從而與平板12和凹槽52的形狀吻合并壓實它的形狀，但要記住，部件沒有完全被包圍，這避免了在交聯(lián)開始前從凹槽中或者在無凹槽的部位擠壓走大量襯材。這種流動芯材的高壓壓實操作具有減小厚度的效果，例如由此破壞了因混合和軋制部件組成成分和揮發(fā)溶劑蒸發(fā)而產(chǎn)生的空氣或其它氣體的夾雜空隙。
在經(jīng)過了使樹脂獲得流動性且任何易揮發(fā)成分可以變成蒸汽的最初吸熱期間之后，交聯(lián)開始出現(xiàn)，這會導致襯件基質中釋放其它氣體和蒸汽，所有氣體都能夠通過不完全受限制的副面并且在基體和導板之間通過提高夾壓力而在部件的幫助下離開部件。
對于小汽車型剎車片來說，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在大約4秒-6秒的壓實周期內將壓力提高到35kN/m2-120kN/m2(5psi-17.4psi)是適當?shù)摹?br> 另外，在實施壓實周期的幾秒以后，熱固樹脂粘結劑在部件受到來自機床和平板的熱量的表面區(qū)內足以發(fā)生交聯(lián)，從而大多數(shù)最初存在且放出的氣體或蒸汽一開始就被迫離開，即粘結劑開始失去塑性，與密度基本類似，部件尺寸基本上等于完全凝固襯件的尺寸，盡管襯材松散度未達到交聯(lián)水平并且仍要接受可能放出存在氣體和蒸汽的過程。
在上述預定壓實周期結束時，控制器啟動鎖定機構80，該鎖定機構將平板與壓力機機床之間所獲間隔繼續(xù)保持一段固定成型時間，從而允許交聯(lián)和成型進一步在材料體積內逐漸發(fā)展。盡管因交聯(lián)放氣而在襯材中產(chǎn)生了反作用于鎖定機構的內壓，但允許這些氣體離開不受限制的邊界，而鎖定機構防止比較脆的凝固主面區(qū)域被這些額外的但作用期比較短的內力破壞，盡管它們對壓頭施加了一個高效增大的反作用壓力。
具有上述尺寸的耐磨襯件的適當成型期一般為40秒-60秒，在成型期結束時，反作用力大小明顯降低，從而盡管在樹脂粘結劑內沒有完全交聯(lián)，也可以從約束結構中取出襯件并且它的尺寸保持穩(wěn)定。這個壓實成型期也足以讓粘結劑系統(tǒng)的組成部分相互交聯(lián)并與靠近預熱平板的襯件表面的樹脂粘結劑交聯(lián)，達到在平板和襯件之間形成穩(wěn)定連接的程度。
控制器在整個壓實成型期內監(jiān)測著襯件作用于壓頭和鎖定機構上的壓力；在壓實周期內，壓頭施加的壓力是其測量值，而在成型周期內，鎖定機構所受的部件的壓力是通過測力傳感器92等進行測量的。這樣的測力傳感器可以被加入壓頭的隔熱機構和/或鎖定機構中。
顯然，形成尺寸穩(wěn)定的粘結中間產(chǎn)品的快速成型和部分凝固過程受許多變量的影響，如材料成分、尺寸、機床和平板的溫度、所加壓實壓力和加壓速度。
我們發(fā)現(xiàn)，對于特殊的耐磨襯層材料成分和最終的襯件尺寸來說，最實際的做法是進行各種溫度、施加壓實壓力速度和間隔以及成型周期參數(shù)的實驗操作，這些參數(shù)會影響一個具有恰當尺寸和密度的粘結中間產(chǎn)品，即影響一個具有所需物理性能的耐磨襯層。隨后，在控制器或與之相連的機器中存儲溫度、夾壓壓力和時間間隔，在整個壓實成型周期內作為時間的函數(shù)來監(jiān)測來自襯件的反作用壓力，將監(jiān)測壓力和所存的壓力參數(shù)進行比較，由此可以相當明確地判斷出粘結中間產(chǎn)品是否令人滿意，即是否能夠被送入爐中或被視為廢品。
最實際的做法是，通過定期抽樣監(jiān)測溫度和壓力參數(shù)，并且如果需要的話，不時對任何參數(shù)值進行插值運算。根據(jù)比較小的預定偏差閾值將抽樣所得的或插值計算所得的數(shù)值與用于不同工序的存儲數(shù)值進行比較，這樣一來，如果只有少數(shù)樣品未表現(xiàn)出趨勢而偏離了所存參數(shù)，即整體是相符的，不必丟棄中間產(chǎn)品。作為替換方式或除此之外，抽樣時所監(jiān)測的各溫度和/或壓力的數(shù)值可以與所存儲的用于對應工序的數(shù)值進行比較，超過比較大的預定閾值的偏差被馬上丟棄，顯然，這些不同的比較方式可以同時使用。另外，這樣的比較可以遵守不同原則并且可以連續(xù)地而不是抽樣地監(jiān)測參數(shù)。
在成型期結束時，控制器松開鎖定機構，壓頭撤離剎車片體，在200’處未受熱的粘結中間產(chǎn)品通過導板被抬離壓力機機床，并且根據(jù)控制器所進行的監(jiān)測和比較的結果，至少給出一個指令來表示產(chǎn)品是否適于被送去進一步自由烘烤或被丟棄。
如果需要的話，用適當脫模劑涂覆受熱的壓力機機床，周而復始地將未烘烤的涂有粘結劑的襯件放在凹槽中并在施加夾壓力之前將預熱剎車片平板放在它的上面。
盡管剎車片在壓實與成型周期內與受熱壓力機機床不導熱地接觸并因此不向襯件散發(fā)熱量，中間產(chǎn)品從壓力機出來時仍處于明顯升高的溫度，一般超過100℃，這不適于任何不冷卻就要用手操作的加工。但由于襯件和粘結層不要求繼續(xù)受約束力，仍受熱的中間產(chǎn)品被放在爐子100中，爐溫保持在通常用于最終根據(jù)熱固樹脂凝固耐磨襯層材的溫度上，如240℃-300℃。沒有附加約束力的粘結中間產(chǎn)品的比較低的熱量及其初始升高的溫度使得它快速吸收熱量并繼續(xù)凝固襯件的熱固樹脂和粘性層。因而，各中間產(chǎn)品在烘烤爐中停留比較短的20分鐘-40分鐘以便繼續(xù)凝固，從而襯件和粘結劑系統(tǒng)獲得了理想的硬度和機械強度以便用作汽車輪子中的剎車片。顯然，容易通過改變精確的停爐時間和/或爐中烘烤溫度來改變可獲得理想物理性能的最后凝固程度。在圖4中示意地畫出了連續(xù)爐，它具有一屏蔽入口區(qū)101以便在其離開穩(wěn)壓壓力機時接收各粘結中間產(chǎn)品200’，所述連續(xù)爐還具有其上放著產(chǎn)品的連續(xù)輸送皮帶形式的輸送機構102，可以操作所述機構以便按照預定時間間隔將各產(chǎn)品運送穿過爐子并在屏蔽出口區(qū)103處從爐子中送出產(chǎn)品。一個替換形式的輸送機構(未示出)是一種懸掛各產(chǎn)品的高架軌道。
在圖4中，在爐子出口區(qū)示出了呈剎車片形狀的耐磨件成品200，在圖5中，示出了局部切掉襯層16’的最終產(chǎn)品，這樣就示出了粘結層是如何符合剎車片平板形狀的。由于受監(jiān)測的壓制/粘結過程重復進行，所以從烘烤爐中出來的耐磨件基本上具有最終尺寸，但是當穩(wěn)壓壓力機沒有進行精確模鑄操作時，可以理想地通過磨削或其它機加工方式修飾剎車片的耐磨襯層200，從而有限地擴展其暴露的表面來確保至少主面18具有特殊外表和/或基本上符合圓弧形狀，這種形狀能夠靠在剎車鼓上并具有一個為此目的通過剎車片安裝點而確定的彎曲中心。這樣的修飾技術與傳統(tǒng)地通過將預凝固襯粘結到剎車片平板上而形成剎車片實際所采用的修飾技術是一樣的。
人們將認識到，如果爐子具有規(guī)則尺寸并且中間產(chǎn)品在被送入和離開穩(wěn)壓壓力機時，為了使爐子100具有工業(yè)上可應用的輸出量，要求在任何時候爐子中都有相當多的中間產(chǎn)品。利用某些類型的輸送機構如懸掛產(chǎn)品的高架輸送系統(tǒng)，軌道可以彎彎曲曲地穿過那個讓產(chǎn)品順序進入并離開的爐子。在這種情況下，離開壓力機的各中間產(chǎn)品可以直接被固定在此輸送系統(tǒng)上，從而使爐子的生產(chǎn)量匹配于穩(wěn)壓壓力機的產(chǎn)量，當然它們也可能要產(chǎn)生廢品。
利用其它形式的輸送系統(tǒng)，如很容易想到直接穿過爐子的輸送帶，設置至少一個以高于上述各壓力機生產(chǎn)周期速度的速度生產(chǎn)中間產(chǎn)品的穩(wěn)壓壓力機50。例如，可以設置許多穩(wěn)壓壓力機并且并行運轉。通過使用比較便宜的氣壓壓頭和由此在壓實周期內施加的低夾壓壓力和簡單的壓力機機床以及導向機構，在經(jīng)濟上是行得通的。
或者，相對各壓頭活動設置許多機床，這與上述結構不同的是，設置鎖定機構以便相對導向機構在可能情況下用手直接鎖定封閉件(平板)，從而壓頭可以在短暫的壓實周期后回撤并可以在成型期內移動機床，而此時壓頭被用于給備用機床施加夾壓力。
在上述變形方案中，壓力機機床的加熱器也可以是不同的，它可以單獨地與穩(wěn)壓壓力機平板間隔開，例如在一個各壓力機機床位于其上的固定表面內，從而能夠通過傳導受熱，或者是一個成預熱爐等形式的加熱器，使機床在其中受熱，但這樣的加熱器仍然被認為是穩(wěn)壓壓力機的一部分。
還將認識到，如果有適當?shù)膲毫C機床的話，可以不用在爐子中加熱的方式實現(xiàn)剎車片體的預熱，例如通過高頻感應線圈裝置。在用爐子進行這樣的預熱的情況下，可以使剎車片體在輸送機構上穿過爐子(如爐子100)，從而連續(xù)輸送在預熱爐中已待了適當時間的剎車片體。
顯然，還可以設想到在整個壓實和成型周期內進行夾壓操作的許多方案。在壓實周期內，上述控制器可以給氣壓壓頭輸入氣體，從而壓頭施加在剎車片體上的負荷按照任何用于壓實周期的特定方式增加?？梢栽谡麄€內部使負荷明顯地線性增加，或者根據(jù)連續(xù)增加壓力的其它規(guī)則而增大。它也可以響應于來自襯件內的背壓以便改變負荷與時間的關系。
人們將認識到，可以根據(jù)由其它工藝施加的時間約束條件來選擇成型周期的長短，從而交聯(lián)不一定不可避免地進行到這種程度，即鎖定機構所受的反作用壓力在一個期限內下降到這樣的水平，即可以安全地從仍受熱的襯件和粘結材料中取出鎖定機構，而對于在熱固材料中產(chǎn)生氣窩和/或蒸汽穴來說壓力突降是不重要的。在這樣的情況下，可以將控制器設置成使壓頭施加等于鎖定機構所監(jiān)測的壓力的夾壓力并且在松開鎖定機構后，以時間函數(shù)的形式降低壓頭壓力。
或者，代替確定所述反作用力隨后降低的基本上數(shù)值固定的成型周期的步驟，控制器可以根據(jù)反作用壓力水平的監(jiān)測結果而為每次模鑄過程確定何時反作用力水平降低到一個始終低的數(shù)值，從而在此基礎上結束成型周期。
根據(jù)以上描述，人們將認識到在某些限制條件且通常是與制造耐磨襯層材所用熱固樹脂材料和用于將其粘結到金屬平板上的粘結劑系統(tǒng)的交聯(lián)性能有關的溫度范圍的條件下，可以根據(jù)特定所用材料和耐磨襯件所需的物理參數(shù)在一定范圍內改變周期時間和某些工序。但是，盡管有這樣的少量變化，對于具有小汽車型剎車片典型尺寸的耐磨襯件來說，在使用預熱剎車片平板的穩(wěn)壓壓力機中采取的最初交聯(lián)/穩(wěn)定階段顯然只有大約一分鐘左右，這包括加載和卸載，自由烘烤尺寸穩(wěn)定的產(chǎn)品可以不超過40分鐘，或者明顯更短的時間。
我們希望對于具有大型內襯和熱量更高的明顯較大的金屬剎車片的耐磨件來說，需要改變作用時間和壓力并可能的話改變溫度，以便控制交聯(lián)反應，我們希望夾雜氣進一步良好地從逸氣面被排出并獲得均勻的襯片密度，用于產(chǎn)生交聯(lián)的熱量可滲透到所有襯片部分上，但主要按照前述方式滲透。
上述制造過程是想要根據(jù)已知的溫度和壓力利用并確實利用了現(xiàn)有的耐磨襯層材料生產(chǎn)技術中已知的配方和形式以及組成部件的性能。因此，在本領域的從業(yè)人員權限內，可以為任何精確的配方和尺寸以及部件凝固所產(chǎn)生的襯層所需的性能來確定適當?shù)臏囟?、壓力范圍和時間間隔。尤其是，它描述了其本身因混合和軋制成塑性形狀而夾雜有氣體和/或揮發(fā)材料和/或在產(chǎn)生這樣的氣體的凝固過程中部分參加了化學反應(通常，但不一定地參加了冷凝反應)的材料的使用，而對于這樣的材料來說，排氣能力是很重要的。但顯然，雖然樹脂粘結劑可以含一種不大量放氣就凝固的成分，但仍然可以采用上述方法和裝置。
可以通過參見以下例子而在本文加入上述各參數(shù)和典型數(shù)值范圍。
例子用于2升發(fā)動機/1噸級轎車的8英寸剎車鼓的剎車片包括低碳鋼剎車片體，它的平板為200mm×38mm×2mm，撐板厚度約為3.5毫米，彎曲成圓柱形，標稱曲率半徑為4英寸。重275克的剎車片的平板經(jīng)過清理并涂覆了薄薄一層用于商業(yè)銷售的上述IR1947基體，基體涂層在室溫下被空氣烘干。
通過混合上述成分并軋制成4.5毫米厚的塑性片材而準備成了未烘烤的耐磨材料。剪切片材以便提供一個獨立的襯件，它具有135mm×35mm的主面。通過經(jīng)過軋輥之間而使襯件卷曲并具有4英寸的標稱曲率半徑(對應于剎車片平板)，再在其凹主面上涂覆上0.9克的濕潤的上述PL605-35，該標號代表粘結劑系統(tǒng)的主要成分，隨后在空氣中干燥。
在準備出含粘結劑系統(tǒng)的小部分組份的剎車片和含粘結劑系統(tǒng)的大部分組份的未烘烤襯件后，將大到足以容納剎車片的預熱爐加熱到275℃并且將穩(wěn)壓壓力機預熱到230℃的機床溫度。
將剎車片原料放在預熱爐中來提高其熱能，在引起基體交聯(lián)的過程中，8分鐘后就達到了約209℃的表面溫度，如此綜合考慮時間-溫度，即在從預熱爐中取出剎車片之前基體沒有發(fā)生完全交聯(lián)。
就在從預熱爐中取出剎車片之前，穩(wěn)壓壓力機的機床被噴涂上了脫模劑，如采用由Marbo Italia SpA公司生產(chǎn)的MARBOCOTE W414或MARBOCOTE 75CEE。將襯件安置在受熱壓力機機床上，且其涂有粘結劑的凹面外露。在結束了8分鐘預熱后從預熱爐中取出剎車片并馬上(15秒的操作時間)放到壓力機導板之間，其主凸面壓在涂有粘結劑的襯件表面上。
啟動控制器以便給氣壓壓頭輸送空氣，首先使壓頭連接體接觸平板的凹表面，隨后是定時的連續(xù)壓實和成型。調節(jié)控制器以便在代表壓實周期的5秒內線性提高壓頭所受壓力，壓力足以對剎車片施加一個從0到445牛(100磅力)的力，這個力等于在單位襯表面上的93.8kN/m2(13.6psi)的壓力。在5秒壓實期結束時，壓頭又被機械夾緊并被鎖定到位，再持續(xù)45秒的成型時間，隨后壓頭和連接體撤離粘結在一起的剎車片中間產(chǎn)品。
從壓力機中取出粘結中間產(chǎn)品并顯示出大約150℃的高溫。將它放入溫度保持在240℃-300℃的烘烤爐內，它在這里不受約束力地被烘烤了20分鐘-40分鐘，從而獲得所需耐磨襯層硬度。
從爐子中取出剎車片及與其粘結在一起的耐磨襯層并讓其冷卻。我們發(fā)現(xiàn)耐磨襯層的厚度縮小到約4毫米，大概減少了8％，而密度提高了約8％，主面尺寸基本上沒變，因為在壓實周期內只施加了低擠壓壓力。根據(jù)BS AU180第3部分1982，粘結剎車片經(jīng)過粘結層剪切強度破壞實驗，我們發(fā)現(xiàn)，斷裂痕跡為6或7，就是說，耐磨材料在與剎車片平板粘結之前本身先剪切變形。
除了過程變化外，還要認識到，可以對粘結劑系統(tǒng)進行各種改變，如對材料類型和可能的成分數(shù)目。例如，平板表面可以沒有任何作為基體的粘結劑成分，并且在預熱前馬上進行清理，從而只存在涂覆在襯件上的粘結劑成分?；蛘?，粘結劑系統(tǒng)可以含有至少一種在預熱前和/或后涂到剎車片平板上的成分，或者在進入穩(wěn)壓壓力機之前沒有在未烘烤襯件上涂抹任何粘結劑。
在適當?shù)沫h(huán)境中，可以省去單獨的粘性樹脂成分，從而使襯件表面上的樹脂結合劑用作粘結劑并在其在穩(wěn)壓壓力機中凝固時與平板表面粘結。
可以從圖5中看到，襯件在壓實結束時所受的最常見壓力和在壓力機溫度升高下的材料性能引起的成型時間的延長會造成襯件和粘結劑的主面17與剎車片平板12形狀相符，這包括以下任何表面變化，如由剎車片結構造成的凹印14。顯然，如果需要，這樣的平板可以具有許多表面紋印，如呈獨立的凹口或凸起形狀、或呈橫貫槽或凸棱形狀，襯件和粘結劑表面將與這些結構相符合，從而提供了副機械鎖定結構以便在工作中提高沿剎車片的剪切強度。
顯然，穩(wěn)壓壓力機所受的很低的壓實壓力似乎不足以實現(xiàn)襯件材料的明顯再造。例如，如果壓力機機床和封閉件具有形成凹底面和不平行的剎車片平板的曲率半徑，并且未烘烤襯件具有均勻厚度，則壓力不太會使壓力機超過最小偏差而彎曲襯件的主面。但是，可以通過壓頭施加壓實壓力本身或預壓實力或成型力以便使剎車片平板彎曲一個大致平坦的但未烘烤的襯件，所述襯件支承在弧形機床的各點，從而在施加壓實壓力前使襯件形狀符合機床和平板的形狀。
人們還將認識到，穩(wěn)壓壓力機的結構可以不同于上述結構，但它們有相同的功能。例如，壓力機機床形狀可以以平板面向壓頭的形式支承剎車片體，而封閉件具有相應形狀并且?guī)О疾垡员阒С性诒粖A持在其和剎車片平板之間的襯件上。除了結合了肩部和導板以及中間墊塊的方式外，還可以按照其它方式形成穩(wěn)壓壓力機的機床。例如，壓力機機床凹槽底面可以與導板成一體，或者與至少其中一個獨立導板成一體。另外，導板和/或獨立的墊塊可以彼此是分開的以便不用向上而方便地取出粘結中間產(chǎn)品。
或者，如圖6所示，導向機構55’可以具有至少一個孔300以便使襯件16和剎車片11相對壓頭往復方向橫向受力，這將幫助壓頭在一個水平面內往復移動和/或沿一條不同于其組成部件供應路線的路線取出粘結中間件。
在所有上述實施例中，穩(wěn)壓壓力機的不密封封閉件是根據(jù)形成不密封封閉件的剎車片體11與導板之間的不密封關系形成的，這樣的結構允許襯件主面完全均勻地受到支承，而氣體成分通過副面逸出。顯然，如果需要，壓力機可以形成如下結構，即其封閉件(剎車片平板)和/或壓力機機床帶有一排很小的銷孔排氣通孔，所述通孔允許氣體通過主面逸出，但是表面支承在這種孔的周圍，并且每個孔的中斷不足以有害地影響凝固襯的均勻性、與剎車片平板的粘結性或從壓力機中取出它的操作。
顯然，盡管用手加載和卸載穩(wěn)壓壓力機是很方便的，但是比較簡單的操作可以通過機械操作機構來進行，這些機構與控制器90協(xié)調地工作或者在控制器的控制下工作。尤其是，這樣的操作與從流程中自動排除廢品并防止廢品進入爐子100有關。
其它變形方案也是可行的，例如，壓頭可以包括一個機械絲杠結構或液壓活塞-缸體結構；在后者的情況下，鎖定機構可以通過設置液壓鎖具并根據(jù)監(jiān)測液壓鎖具內的壓力或壓差而測得的反作用壓力來工作。相似地，隔熱機構可以包括所有或部分的活塞桿73或壓頭連接體75，它們是由導熱性差的材料形成的。壓頭連接體也可以有所不同，即它作用于剎車片撐板13上而不是直接作用在平板上，或者除了直接作用在平板上，還作用于剎車片撐板13上。
如上所述并如在此復述的那樣，上述流程和變形可用于尺寸不同的剎車片，只要具體提到的尺寸與在此所指的小汽車剎車件有關即可。所述方法和裝置可用于尺寸接近的剎車件，這些剎車件被用于其它汽車和機械中，例如上述的商用汽車的靜態(tài)(泊車)剎車件，在所述商用汽車中，還需要尺寸大很多的動態(tài)或伺服剎車件。
盡管以上描述集中在其耐磨襯層要支承在圓柱形剎車鼓上的彎曲剎車片的耐磨件生產(chǎn)上，但是也可以只修改機床形狀而采用本發(fā)明來制造基本平坦的部件，如剎車盤墊。
盡管穩(wěn)壓壓力機的封閉件是壓力機所制造的粘結中間產(chǎn)品的一部分，但也不一定如此，可以使用一獨立封閉件，可能的話，它象機床那樣帶凹槽；這樣的結構將被專門用于將襯件粘到基體的兩個表面上，其中在壓力機中，基體被放置在襯件之間，如基體是一離合器片。
權利要求
1.一種粘結耐磨件的制造方法，包括(1)制成一個塑性耐磨襯件(16)，它在涂覆于限定厚度的對置主面(17，18)之間的未凝固熱固樹脂粘結劑基質中含有加強纖維和耐磨改良材料；(2)在靠近一基體(11)的平板(12)的兩個襯件主面(17)中的一個主面上，在襯件與平板之間并與其接觸地涂覆熱固樹脂粘結劑系統(tǒng)(20)，(3)通過在高溫下的交聯(lián)而使粘結劑系統(tǒng)和襯件凝固到這樣的程度，即由此襯件形成一與平板粘結的襯層(16’)，其特征在于，(4)準備好基體平板(12)的表面以便涂覆該熱固粘結系統(tǒng)(20)，(5)將基體預熱到超過引起該粘結劑系統(tǒng)發(fā)生交聯(lián)所需的溫度的平板溫度，(6)將襯件(16)和粘結劑系統(tǒng)夾在預熱平板和一臺被預熱到超過襯件粘結劑和粘結劑系統(tǒng)交聯(lián)所需溫度的穩(wěn)壓壓力機(50)的機床(51)之間，機床的形狀基本上與平板形狀相符，并且它還具有凹槽以便相反主面(18)支承于槽底面上地將襯件放置在凹槽(52)中，(7)通過平板和機床對被夾住的襯件和粘結劑系統(tǒng)施加一個壓實力，所述壓實力經(jīng)過一個預定壓實周期而從基本上為零的數(shù)值升高到一預定水平，由此允許粘結劑系統(tǒng)和襯件在熱固樹脂開始交聯(lián)前塑性流動并且沒有明顯溢出，從而其與平板和凹槽的形狀保持一致，隨后將在壓實期結束時所獲的平板與機床之間的間隔保持一段成型時間以允許相鄰受熱表面交聯(lián)，從而形成了一個穩(wěn)定的粘結中間產(chǎn)品，該中間產(chǎn)品具有一個部分凝固且尺寸穩(wěn)定的襯件，它具有襯層的最終尺寸和密度，(8)從穩(wěn)壓壓力機中取出該粘結中間產(chǎn)品(200’)，(9)在預定的烘烤溫度下將中間產(chǎn)品不受約束地烘烤一段時間，從而進一步實現(xiàn)尺寸確定的襯件的熱固樹脂的凝固以便獲得預定級別的硬度和強度。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在被放到穩(wěn)壓壓力機(50)中之前，將該粘結劑系統(tǒng)(20)涂抹到襯件和基體平板(12)的至少一個相對的主面的表面(17)上。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，作為第一成分將粘結劑系統(tǒng)(20)涂抹在該襯件主面(17)上并作為第二成分將其涂抹到基體平板(12)上，將基體平板及其上的粘結劑成分預熱到高于第二粘結劑成分開始交聯(lián)的溫度，但是預熱時間不足以使熱固粘結劑成分完全交聯(lián)。
4.如權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，在穩(wěn)壓壓力機的機床和基體平板(12)之間夾壓粘結劑系統(tǒng)(20)和襯件(16)之前，將基體(11)加熱到200℃-210℃。
5.如引用權利要求3的權利要求4所述的方法，其特征在于，在基體平板(12)上涂覆熱固粘結劑系統(tǒng)的底料，所述粘結劑系統(tǒng)的交聯(lián)溫度超過180℃，預熱帶底料的平板2-14分鐘。
6.如權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，作為一部分而在襯件上涂覆一種熱固酚醛樹脂粘結劑，作為底料而在平板上涂抹上述熱固酚醛樹脂粘結劑。
7.如權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，將穩(wěn)壓壓力機機床(51)保持在210℃-250℃。
8.如權利要求1-7中任一項所述的方法，其特征在于，在4秒-6秒的壓實期內將壓實壓力提高到35kN/m2-150kN/m2(5psi-21.75psi)的預定水平。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，在壓實期結束時，在40秒-60秒的成型期內繼續(xù)保持平板與機床的間隔狀態(tài)。
10.如權利要求1-9中任一項所述的方法，其特征在于，在整個壓實和成型期內監(jiān)測在壓力機中被夾在平板和壓力機機床之間的襯件(16)中的壓力。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，確定何時監(jiān)測襯件壓力已超過穩(wěn)定的預定低壓值而顯示出成型期結束。
12.如權利要求10或11所述的方法，其特征在于，(a)作為在整個已知形成一種具有理想物理性能的耐磨襯層的壓實和成型期的時間函數(shù)而存儲與襯件中的適當壓力值有關的參數(shù)；(b)監(jiān)測襯件在壓實期內所受壓力和襯件在成型期內所施加的反作用壓力；(c)比較監(jiān)測值與存儲值；(d)若這兩個值之間超過預定偏差程度則顯示粘結中間產(chǎn)品是不能令人滿意的廢品。
13.如權利要求1-12中任一項所述的方法，其特征在于，在240℃-300℃下將粘結中間產(chǎn)品烘烤20-40分鐘。
14.如權利要求1-13中任一項所述的方法，其特征在于，制造出其密度等于襯材所需密度的80％-95％、且其體積相應地大于所需襯材體積的塑性耐磨襯件。
15.如權利要求1-14中任一項所述的方法，其特征在于，通過使該主面(17、18)接觸軋制表面的軋制方式制成所述塑性耐磨襯件，通過相對軋輥移動該襯件面而在該襯件主面上涂抹上該粘結劑系統(tǒng)的成分并將該粘結劑成分涂布在面與軋輥之間。
16.如權利要求1-15中任一項所述的方法，其特征在于，作為一條長板坯而形成該塑性耐磨襯件，并在其端部之間使該板坯變形成一個大致彎成圓柱形的弧形，所述形狀與剎車片的圓柱弧形一致。
17.一種用于制造這樣的粘結耐磨件(200)的裝置(25)，所述耐磨件包括一個通過一種熱固粘結劑系統(tǒng)(20)被連接到基體(11)的平板(12)上的熱固耐磨襯層(16’)的主面(17)，所述裝置包括a)配制裝置(30)，可操作該裝置來制造一種未烘烤的塑性耐磨襯件(16)，它在限定厚度的該襯件一個主表面和另一個相反主面(18)之間的未凝固的熱固樹脂粘結劑的基質中含有加強纖維和耐磨改良材料，所述耐磨襯件具有比最終襯層(16’)小的密度和主面尺寸，其特征在于，b)平板預熱器(37)，可以操作該裝置來加熱基體(11)到超過引起襯件(16)的樹脂粘結劑和粘結系統(tǒng)(20)開始交聯(lián)所需的溫度，c)穩(wěn)壓壓力機(50)，包括1)機床(51)，它的形狀基本上與基體平板(12)一致，它具有一個其尺寸能在相反主面(18)靠著槽底(53)而該主面(17)沒有凹槽的情況下容納所述未烘烤的塑性襯件的凹槽(52)，2)加熱器(15)，可操作該加熱器來加熱機床，以便使槽底溫度超過襯件粘結劑交聯(lián)溫度，3)一個不密封的封閉件，可以通過操作，由受熱基體(11)限定出其邊界，4)導向機構(55、55’)，它伸出機床(51)以外并可以操作它來支承位于凹槽上的封閉件并在封閉件與凹槽之間移近和遠離凹槽地進行導向，5)壓頭(70)，它具有可分別相對機床固定和活動的相對移動部件(71、73)，可以操作該壓頭以便驅動封閉件(11)與機床(51)相互靠近，6)鎖定機構(80)，可操作該機構以便限制封閉件相對機床的位置，7)控制器(90)，可操作該控制器用來(i)使壓頭(70)移動封閉件，從而將未烘烤的塑性耐磨襯件和粘結系統(tǒng)夾壓在封閉件與槽底之間，(ii)使壓頭(70)在封閉件和機床之間施加一個力，所述力在預定值之間在一個預定壓實期內增大，它足以在熱固樹脂因其表面區(qū)受壓和受熱而明顯交聯(lián)之前沒有明顯擠壓出自由材料地迫使襯件和粘結系統(tǒng)的未完全交聯(lián)材料的形狀與平板和凹槽一致，(iii)引起鎖定機構(80)工作以便在壓實期結束時將封閉件相對機床的位置鎖定一段成型時間，所述表面區(qū)在成型期間內通過連續(xù)交聯(lián)而獲得超過了因隨后交聯(lián)和加熱引起的內應力的結構強度，(iv)使鎖定機構在成型期結束時松開，從而允許從壓力機中取出由平板和部分凝固的耐磨襯件構成的粘結中間產(chǎn)品(200’)，d)爐子(100)，可操作該爐子來不受約束地在預定烘烤溫度下容放該粘結中間產(chǎn)品一段烘烤時間，從而引起熱固成分的附加交聯(lián)，從而使粘結層和耐磨襯層凝固而具有預定的硬度和物理強度。
18.如權利要求17所述的裝置，其特征在于，用于生產(chǎn)塑性耐磨襯件的配制裝置包括可操作用來將一層未凝固的粘結劑系統(tǒng)(20)涂層涂抹到該未烘烤塑性襯件的一個主面(17)上的涂覆機構(34)。
19.如權利要求18所述的裝置，其特征在于，涂覆機構(34)包括可操作用來在該襯件主面上碾壓散布粘結劑成分并決定涂有粘結劑的未烘烤襯件的厚度的滾壓機構。
20.如權利要求17-19中任一項所述的裝置，其特征在于，穩(wěn)壓壓力機(50)包括一對金屬導板(56、57)，它們的間隔是基體平板(12)的寬度，從而平板可以在限定導向機構(55)邊界的相對表面(56’、57’)之間滑動，各導板具有從該相對表面向相對導板延伸的肩部(58、59)，它們限定了凹槽(52)周圍的壓力機機床(51)的邊界并在肩部之間限定了金屬槽底(53)的邊界。
21.如權利要求20所述的裝置，其特征在于，金屬墊塊(60)設置在導板(56、57)之間，該墊塊構成了槽底。
22.如權利要求20或21所述的裝置，其特征在于，壓力機的加熱器(65)包括至少一個設置在金屬槽底內且可操作用來給壓力機機床表面供熱并限制其溫度的加熱件(67)。
23.如權利要求20-22中任一項所述的裝置，它用于生產(chǎn)剎車片(200)，所述剎車片具有一個包括一基本上部分呈圓柱形的平板(12)和耐磨襯件(16’)的基體(11)，其特征在于，該導向機構的導板(57、58)具有弧形肩部(58、59)，其曲率對應于平板，凹槽底(53)具有一個對應的弧面。
24.如權利要求20-23中任一項所述的裝置，其特征在于，槽底(53)包括在平行于導板平面的方向上間隔的且限定出基本上與肩部(58、59)同平面的凹槽(52)兩端邊界的突起(62、63)。
25.如權利要求17-24中任一項所述的裝置，其特征在于，鎖定機構(80)包括鎖定壓頭活動部件(73)相對壓力機機床(51)的位置的機構。
26.如權利要求24所述的裝置，其特征在于，壓頭(70)包括活塞缸體機構(71)和一個缸用加壓流體源(72)，它響應控制器(90)而相對缸移動活塞并被布置成對封閉件(11)施加一個小于150kN/m2(21.75psi)的壓力。
27.如權利要求27或26所述的裝置，其特征在于，加壓流體是一種液體，鎖定機構(80)包括作用于活塞缸體結構上的液壓鎖具。
28.如權利要求25或26所述的裝置，其特征在于，壓頭(70)是一個氣壓壓頭。
29.如權利要求17-28中任一項所述的裝置，其特征在于，壓頭(70)包括一個壓頭連接體(75)，該連接體具有許多個鉸接連接件(77)，它們與壓頭相連以便移動并且在許多間隔位置上被布置成與接觸襯件的表面相反的平板背面(12’)和/或一個突起于平板上的撐板(13)接觸的形式。
30.如權利要求29所述的裝置，其特征在于，壓頭連接體(75)包括許多個相對擴展的足(761、762)，它們轉動地與壓頭(73)的活動部件連接，各足的終端是一個可操作用來支承在平板背面(12’)上的滾輪(791、792)。
31.如權利要求17-30中任一項所述的裝置，其特征在于，壓頭(70)包括可操作用來通過壓頭阻擋預熱基體散熱的隔熱機構(74)。
32.如權利要求17-31中任一項所述的裝置，其特征在于，控制器(90)(a)可操作用來作為在整個壓實和成型時間函數(shù)而存儲與襯件(16)中的適當壓力值有關的參數(shù)，其中所述時間已知能形成一個具有所需物理性能的耐磨襯層(16’)，(b)可操作用來監(jiān)測襯件在壓實期內所受壓力和其在成型期內所施加的反作用壓力，(c)可操作用來比較監(jiān)測值和存儲值，(d)可根據(jù)上述數(shù)值之間的預定偏差程度而操作用來指示粘結中間產(chǎn)品(200’)是不能令人滿意的廢品。
33.如引用權利要求25的權利要求32所述的裝置，其特征在于，控制器(90)包括可操作用來產(chǎn)生代表啟動鎖定機構所受襯件的反作用壓力的瞬時負荷的測力傳感器(92)。
34.如權利要求32或33所述的裝置，其特征在于，控制器(90)響應于該指示而在送往該爐子(100)前的制造過程中實現(xiàn)從生產(chǎn)設備中去掉不合格的中間產(chǎn)品。
35.如權利要求17-34中任一項所述的裝置，其特征在于，至少平板預熱器(37)和爐子(100)包括一個連續(xù)爐，該連續(xù)爐具有可操作用來分別接收該平板或粘結中間產(chǎn)品(200’)的入口區(qū)(101)、可操作用來按照預定時間間隔使中間產(chǎn)品穿過爐子并通過出口區(qū)域(103)將其送出爐子的輸送機構(102)。
36.如權利要求35所述的裝置，其特征在于，輸送機構(102)包括一條傳送帶或高架運輸機構，它被布置成支承平板或支承位于其上的不受約束的中間產(chǎn)品以便經(jīng)過爐子。
全文摘要
本發(fā)明涉及粘結耐磨件如汽車剎車片的制造方法和裝置,包括:形成一未凝固的熱固樹脂粘結劑的塑性耐磨襯件,所述粘結劑含有耐磨改良材料和加強材料,在一個使樹脂粘結劑和粘性物質凝固的受熱受壓狀態(tài)下通過粘性樹脂將襯件粘結到剎車片平板上。通過一穩(wěn)壓壓力機(50,見圖)而避免了需要使用封閉模具和/或排氣擋塊,所述壓力機包括一個在板(56、57)之間的受熱機床(53),它具有一深度小于襯件(16)以便容納未烘烤的襯件的凹槽(52)。導板比剎車片平板寬度略微大一些地間隔開,所述平板經(jīng)過預熱被安放到襯件上并受到一氣壓壓頭(70)的壓制,松散地滑動的剎車片體(11)包括壓力機的不密封封閉件。壓力機機床的預熱表面(53)和略微升高的壓力一起使表面樹脂成型并形成確定的最終尺寸,壓頭位置接著被固定以允許內壓隨著凝固的進展而增大,并在不破壞密封主表面的情況下排氣。在不到一分鐘以后,襯件充分粘結并且其尺寸穩(wěn)定,并從壓力機中取出來并且不受約束地受到烘烤以便實現(xiàn)最后的固化。
文檔編號B29C43/36GK1276753SQ98810379
公開日2000年12月13日 申請日期1998年8月21日 優(yōu)先權日1997年8月29日
發(fā)明者R·W·布勞恩德, A·W·J·滕南特, W·C·莫里森 申請人:英國工具及零件出口有限公司