專利名稱：復(fù)合纖維摩擦材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車工業(yè)領(lǐng)域的制動(dòng)材料，具體是制動(dòng)系統(tǒng)主動(dòng)性、安全件剎車片用摩擦材料。
現(xiàn)有技術(shù)目前，國內(nèi)以半金屬纖維基增強(qiáng)摩擦材料的應(yīng)用最為普遍。摩擦材料的基本成分由骨架材料(不同的纖維)、粘結(jié)劑(樹脂)和填料組成，它們經(jīng)浸漬或混煉，模壓成型而制成各種形狀的剎車片。半金屬纖維基增強(qiáng)摩擦材料的典型配方為30％鋼棉纖維，10％金屬粉，15％樹脂，10％橡膠粒、10％石墨，10％氧化鋅，15％軟鈣。其產(chǎn)品的制動(dòng)性能基本可以滿足工況要求。但是剎車片的熱衰退現(xiàn)象較為普遍，同時(shí)還存在著噪音、劃傷對(duì)偶件、磨損率高的現(xiàn)象，分析其主要原因是配方設(shè)計(jì)優(yōu)化問題。具體表現(xiàn)在1、密度大，不符合現(xiàn)在汽車整車與零部件的輕量化原則；2、易銹蝕，影響制動(dòng)器性能；3、高溫情況下容易碳化，分解溫度一般低于350℃，在600℃時(shí)幾乎全部失重，造成硬度過高，對(duì)對(duì)偶件磨損度大、龜裂、產(chǎn)生噪音，對(duì)使用環(huán)境造成影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述摩擦材料的缺點(diǎn)，提出一種利用有機(jī)--無機(jī)納米復(fù)合技術(shù)研制的新型高性能制動(dòng)摩擦材料，通過控制不同形態(tài)多相組分的納米效應(yīng)，使納米摩擦材料獲得比現(xiàn)有摩擦材料更好的綜合性能，特別是高溫性能，能同時(shí)兼顧強(qiáng)度和韌性、高溫摩擦與磨損等的復(fù)合纖維摩擦材料。這對(duì)改善和提高產(chǎn)品的熱性能、摩擦磨損性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提供了新的技術(shù)途徑。{材料的配方組成(重量百分比)

復(fù)合礦物纖維包括納米級(jí)硅酸鹽類礦物纖維和碳酸鹽類礦物纖維，配合劑包括氧化鐵、陶瓷粉末、硅酸鹽、氧化鎂、三氧化二鋁、摩擦粉、硫酸鋇、碳酸鈣、氧化鎂、摩擦粉、焦碳粉中的任意組合。
發(fā)明效果(1)針對(duì)轎車高速制動(dòng)時(shí)摩擦界面會(huì)產(chǎn)生高溫，通過耐熱性試驗(yàn)、熱失重試驗(yàn)、和熱分解試驗(yàn)以及對(duì)游離酚含量進(jìn)行分析，選定納米酚醛纖維摩擦材料粘結(jié)技術(shù)，通過納米粒子的混入，使摩擦材料組分的微觀界面結(jié)構(gòu)得到明顯的改善，使復(fù)合材料的密度、硬度、摩擦磨損性能，特別是耐高溫材料結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化配置，因此使產(chǎn)品獲得較好的綜合摩擦性能。F(2)選擇國際先進(jìn)的摩擦性能調(diào)節(jié)技術(shù)，提高各個(gè)溫度段摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性，并改善其恢復(fù)性能，開發(fā)的復(fù)合纖維摩擦材料摩擦性能穩(wěn)定，熱衰退與熱恢復(fù)性能較好，特別是納米粒子的插人將增摩減磨有機(jī)地統(tǒng)一在一個(gè)體系中，特別是高溫摩擦磨損性能優(yōu)越。
(3)開發(fā)的復(fù)合纖維摩擦材料中不含對(duì)人體有害的石棉纖維，故從根本上避免對(duì)人體可能存在的危害，符合綠色環(huán)保要求。納米摩擦材料作為高新技術(shù)，以其優(yōu)良的性能價(jià)格比和高附加值，可在較廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)替代現(xiàn)有摩擦材料，填補(bǔ)國內(nèi)在高溫制動(dòng)工況條件下摩擦材料的空白，具有廣闊的市場前景和較高的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。
復(fù)合纖維摩擦材料采用多種礦棉纖維有機(jī)復(fù)合，運(yùn)用先進(jìn)的COPNA熱塑性樹脂粘結(jié)技術(shù)，配以先進(jìn)的性能調(diào)節(jié)技術(shù)及纖維復(fù)合改性技術(shù)，使產(chǎn)品摩擦性能優(yōu)越，順應(yīng)了國際摩擦材料行業(yè)發(fā)展的趨勢，經(jīng)鑒定產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平，可完全替代進(jìn)口，并具有很強(qiáng)的國際市場競爭力，出口潛力巨大。
摩擦材料主要指標(biāo)對(duì)比

具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合現(xiàn)有的半金屬纖維基摩擦材料和本發(fā)明的納米復(fù)合纖維基進(jìn)行對(duì)比說明

采用本上述實(shí)施例發(fā)明的納米復(fù)合摩擦材料制成的汽車剎車片，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試，臺(tái)架試驗(yàn)和實(shí)際行車表明(1)產(chǎn)品制動(dòng)材料性能優(yōu)良，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，臺(tái)架試驗(yàn)表明在300-500℃高溫時(shí)，摩擦系數(shù)衰退＜20％，達(dá)到先進(jìn)1業(yè)國家產(chǎn)品水平。其他國產(chǎn)制動(dòng)片在300℃時(shí)，摩擦系數(shù)衰退＞30％。(2)產(chǎn)品耐磨性優(yōu)良，行駛里程不少于3-5萬公里，達(dá)到日本產(chǎn)品性能，國產(chǎn)制動(dòng)片一般能行駛1.2-2萬公里。(3)制動(dòng)襯片與底板的相連采用粘接法，與鉚接法相比，能更合理利用材料。粘接牢固經(jīng)300-500℃高溫制動(dòng)而不脫落。粘接的剪切強(qiáng)度≥3MPa。(4)制動(dòng)時(shí)無噪音。(5)產(chǎn)品價(jià)格約為進(jìn)口產(chǎn)品的1/3左右。
盤式(轎車)制動(dòng)片的性能與國家標(biāo)準(zhǔn)和日本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值見下表

裝車道路試驗(yàn)(本實(shí)驗(yàn)車型為SANTANA2000)

權(quán)利要求
1.復(fù)合纖維摩擦材料，包括浮料和底料兩部分組成，其特征在于組成浮料的原料和重量百分比為復(fù)合礦物纖維15-30，COPNA芳香烴樹脂15-22，氧化鋅、石墨、三硫化銻、配合劑60-30；組成底料的原料和重量百分比為復(fù)合礦物纖維35-50，COPNA芳香烴樹脂20-25，氧化鋅、石墨、三硫化銻、配合劑20-40。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合纖維摩擦材料，其特征在于所述的復(fù)合礦物纖維包括納米級(jí)硅酸鹽類礦物纖維和碳酸鹽類礦物纖維，配合劑包括氧化鐵、陶瓷粉末、硅酸鹽、氧化鎂、三氧化二鋁、摩擦粉、硫酸鋇、碳酸鈣、氧化鎂、摩擦粉、焦碳粉中的任意組合。
全文摘要
本發(fā)明屬于汽車工業(yè)領(lǐng)域的制動(dòng)材料，具體是制動(dòng)系統(tǒng)主動(dòng)性、安全件剎車片用摩擦材料。它包括浮料和底料兩部分組成，組成浮料和底料的原料和重量百分比分別為復(fù)合礦物纖維15－30，COPNA芳香烴樹脂15－22，氧化鋅、石墨、三硫化銻、配合劑60－30；復(fù)合礦物纖維35－50，COPNA芳香烴樹脂20－25，氧化鋅、石墨、三硫化銻、配合劑20－40。本發(fā)明提供了一種利用有機(jī)－無機(jī)納米復(fù)合技術(shù)研制的新型高性能制動(dòng)摩擦材料，通過控制不同形態(tài)多相組分的納米效應(yīng)，使摩擦材料獲得比現(xiàn)有摩擦材料更好的綜合性能，特別是高溫性能，能同時(shí)兼顧強(qiáng)度和韌性、高溫摩擦與磨損等的復(fù)合纖維摩擦材料。這對(duì)改善和提高產(chǎn)品的熱性能、摩擦磨損性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提供了新的技術(shù)途徑。
文檔編號(hào)C08K3/04GK1986611SQ200610070109
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月8日
發(fā)明者杜東升, 朱太庚, 李懷定, 張永朋 申請(qǐng)人:信義集團(tuán)公司