本發(fā)明涉及一種耐用剎車片的制備方法。

背景技術(shù)：

摩擦材料被廣泛用于各種交通運(yùn)輸工具（如汽車、火車、飛機(jī)等）和各種機(jī)械設(shè)備的制動(dòng)器、離合器及摩擦傳動(dòng)裝置中的制動(dòng)材料。按功能及安裝的部位主要分為制動(dòng)器襯片和離合器面片。摩擦材料在汽車工業(yè)中屬于關(guān)鍵的安全件，汽車的啟動(dòng)、制動(dòng)和駐車都離不開摩擦材料，摩擦材料的好壞、優(yōu)劣可直接關(guān)系著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，其功能地位不言而喻。但傳統(tǒng)的汽車摩擦材料存在一些缺陷，如石棉汽車摩擦材料，因?yàn)槭奘且环N天然的礦物纖維，它具有較高的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度，但是石棉對(duì)人體健康有一定的危險(xiǎn)性。因此人們開始研究不添加石棉的摩擦材料，對(duì)摩擦材料的組分配方進(jìn)行調(diào)整、改進(jìn)，選用復(fù)合纖維或金屬纖維等等。

現(xiàn)在用于剎車片的摩擦材料眾多，最常用的是金屬混合材料和陶瓷材料，金屬混合材料如專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810068968.2公開了一種由鐵粉、銅粉、石墨、石英砂、碳化硅等組成的剎車片摩擦層，特點(diǎn)是該摩擦層的金屬含量高，耐磨性和硬度好，缺點(diǎn)是摩擦系統(tǒng)不高，且由于硬度太硬，會(huì)對(duì)接觸部件造成少量的磨損，長期使用損壞部件；陶瓷材料如專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310115341.9公開了一種由粉煤灰、改性酚醛樹脂、樹脂、鋯石、煅燒焦炭、硫酸鋇、人造石墨和偶聯(lián)劑構(gòu)成的耐磨材料，特點(diǎn)是含碳量高、氣孔率高、穩(wěn)定摩擦系數(shù)、導(dǎo)熱性低等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是硬度小、高溫時(shí)的熱衰退性強(qiáng)。

另外，隨著工業(yè)化的發(fā)展，摩擦材料的使用量越來越大，其填料---石墨的使用量也是逐年增加。然而天然石墨的價(jià)格還是較高的，人們也開始對(duì)天然石墨的替代品進(jìn)行了深入研究。

玉米（拉丁學(xué)名：Zea mays L.）是禾本科玉蜀黍?qū)僖荒晟荼局参?。別名：玉蜀黍、棒子、包谷、包米、包粟、玉茭、苞米、珍珠米、苞蘆、大蘆粟，東北遼寧話稱珍珠粒，潮州話稱薏米仁，粵語稱為粟米，閩南語稱作番麥。稈直立，通常不分枝，基部各節(jié)具氣生支柱根。葉鞘具橫脈；葉舌膜質(zhì)，葉片扁平寬大，線狀披針形，基部圓形呈耳狀，無毛或具疵柔毛，中脈粗壯。穎果球形或扁球形，成熟后露出穎片和稃片之外，其大小隨生長條件不同產(chǎn)生差異。雌雄同株異花，花果期秋季。我國玉米的栽培歷史大約有470多年。目前我國播種面積在3億畝左右，僅次于稻、麥，在糧食作物中居第三位，在世界上僅次于美國。全世界熱帶和溫帶地區(qū)廣泛種植，為一重要谷物。收獲玉米之后，會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物---玉米稈。通常人們處理方式是直接焚燒，這種方式雖然對(duì)其進(jìn)行了一定利用，但是焚燒產(chǎn)生的煙塵大，在一定程度上污染環(huán)境。而玉米稈中含有大量碳源，如果采用玉米稈制成的碳粉取代石墨添加到摩擦材料中，將極大的降低了摩擦材料的生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種耐用剎車片的制備方法。本發(fā)明重新優(yōu)化了當(dāng)前摩擦材料的組合配方，而且充分利用了玉米的副產(chǎn)物---玉米稈，將其進(jìn)行碳化、石墨化，制成活性炭粉，作為天然石墨粉的替代品加入到摩擦材料中，有效降低了摩擦材料的生產(chǎn)成本，拓寬玉米稈的利用渠道，提高了玉米稈的經(jīng)濟(jì)效益。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種耐用剎車片的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，按以下重量份數(shù)比例稱取原料組分：丁苯橡膠60～70份、玻璃纖維10～20份、復(fù)合纖維10～20份、鐵粉10～15份、熱塑性聚氨酯5～10份、硅油5～10份、玉米稈活性炭粉10～15份、滑石粉5～10份、二硫化鉬5～10份、阻燃劑2～5份和三氧化釩1～2份；

步驟二，將上述稱取好的原料組分依次投入到攪拌機(jī)中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻后，取出晾干?/p>

步驟三，將模具放到平板硫化機(jī)上，對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱，待溫度上升至100℃，在膜腔內(nèi)均勻涂抹脫模劑，然后加入步驟二處理后的原料，進(jìn)行熱壓成型，溫度為250℃，對(duì)模具內(nèi)加壓，每5分鐘升高5MPa，是壓力從5MPa升至25MPa，并且每分鐘放氣一次，最后保壓10分鐘，脫模得到粗胚；

步驟四，將步驟三獲得的粗胚放入到烘箱中進(jìn)行后處理，溫度為200℃，時(shí)間為12小時(shí)，取出自然冷卻，切割成形，即得到耐用剎車片成品。

進(jìn)一步說明，所述的玉米稈活性炭粉是將玉米稈依次經(jīng)清洗烘干、粉碎壓制成塊、碳化處理、石墨化處理之后獲得的碳粉末。

進(jìn)一步說明，所述的碳化處理具體為：將玉米稈塊放入貧氧爐進(jìn)行碳化處理；排潮期從點(diǎn)火至爐溫上升到150℃，時(shí)間為5小時(shí)；然后升溫至250℃，打開鼓風(fēng)機(jī)，對(duì)爐內(nèi)鼓風(fēng)，初級(jí)碳化時(shí)間為4小時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開30分鐘，停30分鐘，循環(huán)4次；升溫至500℃，升溫時(shí)間為2小時(shí)，溫度升至500℃后，保溫2小時(shí)，再升溫至650℃，升溫時(shí)間為4小時(shí)，升溫至650℃時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開1小時(shí)，停1小時(shí)，循環(huán)2次，再升溫至850℃，1小時(shí)后，打開通風(fēng)機(jī)，送入空氣和水蒸汽，逐步冷卻，生成碳，6小時(shí)后出爐。

進(jìn)一步說明，所述的石墨化處理具體為：把出爐后的碳冷卻后放入石墨化爐中，進(jìn)行石墨化處理；首先以2℃/分鐘的速度升溫至350℃，充壓4MPa，再以1℃/分鐘的速度升溫550℃，保溫2小時(shí)，再在氬氣保護(hù)下升溫至2500℃進(jìn)行石墨化，再自然冷卻至室溫，然后磨制成200目的碳粉末。

本發(fā)明中的阻燃劑采用市場上通常銷售的氫氧化鋁類型阻燃劑即可。添加少量的三氧化釩可以有效的提高摩擦材料的強(qiáng)度。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明原料來源廣泛、制備工藝簡單可行、生產(chǎn)成本低；對(duì)耐用剎車片成分的組合配比進(jìn)行了優(yōu)化，具有良好的耐熱性、耐磨性，不再采用石棉組分，環(huán)保健康。

2.充分利用了玉米種植業(yè)的副產(chǎn)物---玉米稈，將其進(jìn)行碳化、石墨化，制成人活性炭粉，作為天然石墨粉的替代品加入到摩擦材料中，有效降低了摩擦材料的生產(chǎn)成本，提高了玉米稈的經(jīng)濟(jì)效益。以玉米稈制成的活性炭粉為填料，可以增加摩擦材料的韌性，提升其性能和制動(dòng)效果，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，降低了摩擦?xí)r產(chǎn)生的噪音且環(huán)保無污染。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

一種耐用剎車片的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，按以下重量份數(shù)比例稱取原料組分：丁苯橡膠60份、玻璃纖維10份、復(fù)合纖維10份、鐵粉10份、熱塑性聚氨酯5份、硅油5份、玉米稈活性炭粉10份、滑石粉5份、二硫化鉬5份、阻燃劑2份和三氧化釩1份；

步驟二，將上述稱取好的原料組分依次投入到攪拌機(jī)中，充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆蚝?，取出晾干?/p>

步驟三，將模具放到平板硫化機(jī)上，對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱，待溫度上升至100℃，在膜腔內(nèi)均勻涂抹脫模劑，然后加入步驟二處理后的原料，進(jìn)行熱壓成型，溫度為250℃，對(duì)模具內(nèi)加壓，每5分鐘升高5MPa，是壓力從5MPa升至25MPa，并且每分鐘放氣一次，最后保壓10分鐘，脫模得到粗胚；

步驟四，將步驟三獲得的粗胚放入到烘箱中進(jìn)行后處理，溫度為200℃，時(shí)間為12小時(shí)，取出自然冷卻，切割成形，即得到耐用剎車片成品。

所述的玉米稈活性炭粉是將玉米稈依次經(jīng)清洗烘干、粉碎壓制成塊、碳化處理、石墨化處理之后獲得的碳粉末。所述的碳化處理具體為：將玉米稈塊放入貧氧爐進(jìn)行碳化處理；排潮期從點(diǎn)火至爐溫上升到150℃，時(shí)間為5小時(shí)；然后升溫至250℃，打開鼓風(fēng)機(jī)，對(duì)爐內(nèi)鼓風(fēng)，初級(jí)碳化時(shí)間為4小時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開30分鐘，停30分鐘，循環(huán)4次；升溫至500℃，升溫時(shí)間為2小時(shí)，溫度升至500℃后，保溫2小時(shí)，再升溫至650℃，升溫時(shí)間為4小時(shí)，升溫至650℃時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開1小時(shí)，停1小時(shí)，循環(huán)2次，再升溫至850℃，1小時(shí)后，打開通風(fēng)機(jī)，送入空氣和水蒸汽，逐步冷卻，生成碳，6小時(shí)后出爐。所述的石墨化處理具體為：把出爐后的碳冷卻后放入石墨化爐中，進(jìn)行石墨化處理；首先以2℃/分鐘的速度升溫至350℃，充壓4MPa，再以1℃/分鐘的速度升溫550℃，保溫2小時(shí)，再在氬氣保護(hù)下升溫至2500℃進(jìn)行石墨化，再自然冷卻至室溫，然后磨制成200目的碳粉末。

實(shí)施例2：

一種耐用剎車片的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，按以下重量份數(shù)比例稱取原料組分：丁苯橡膠70份、玻璃纖維20份、復(fù)合纖維20份、鐵粉15份、熱塑性聚氨酯10份、硅油10份、玉米稈活性炭粉15份、滑石粉10份、二硫化鉬10份、阻燃劑5份和三氧化釩2份；

步驟二，將上述稱取好的原料組分依次投入到攪拌機(jī)中，充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆蚝?，取出晾干?/p>

步驟三，將模具放到平板硫化機(jī)上，對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱，待溫度上升至100℃，在膜腔內(nèi)均勻涂抹脫模劑，然后加入步驟二處理后的原料，進(jìn)行熱壓成型，溫度為250℃，對(duì)模具內(nèi)加壓，每5分鐘升高5MPa，是壓力從5MPa升至25MPa，并且每分鐘放氣一次，最后保壓10分鐘，脫模得到粗胚；

步驟四，將步驟三獲得的粗胚放入到烘箱中進(jìn)行后處理，溫度為200℃，時(shí)間為12小時(shí)，取出自然冷卻，切割成形，即得到耐用剎車片成品。

所述的玉米稈活性炭粉是將玉米稈依次經(jīng)清洗烘干、粉碎壓制成塊、碳化處理、石墨化處理之后獲得的碳粉末。所述的碳化處理具體為：將玉米稈塊放入貧氧爐進(jìn)行碳化處理；排潮期從點(diǎn)火至爐溫上升到150℃，時(shí)間為5小時(shí)；然后升溫至250℃，打開鼓風(fēng)機(jī)，對(duì)爐內(nèi)鼓風(fēng)，初級(jí)碳化時(shí)間為4小時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開30分鐘，停30分鐘，循環(huán)4次；升溫至500℃，升溫時(shí)間為2小時(shí)，溫度升至500℃后，保溫2小時(shí)，再升溫至650℃，升溫時(shí)間為4小時(shí)，升溫至650℃時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開1小時(shí)，停1小時(shí)，循環(huán)2次，再升溫至850℃，1小時(shí)后，打開通風(fēng)機(jī)，送入空氣和水蒸汽，逐步冷卻，生成碳，6小時(shí)后出爐。所述的石墨化處理具體為：把出爐后的碳冷卻后放入石墨化爐中，進(jìn)行石墨化處理；首先以2℃/分鐘的速度升溫至350℃，充壓4MPa，再以1℃/分鐘的速度升溫550℃，保溫2小時(shí)，再在氬氣保護(hù)下升溫至2500℃進(jìn)行石墨化，再自然冷卻至室溫，然后磨制成200目的碳粉末。

實(shí)施例3：

一種耐用剎車片的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，按以下重量份數(shù)比例稱取原料組分：丁苯橡膠65份、玻璃纖維15份、復(fù)合纖維15份、鐵粉12份、熱塑性聚氨酯7份、硅油8份、玉米稈活性炭粉13份、滑石粉7份、二硫化鉬7份、阻燃劑3份和三氧化釩1份；

步驟二，將上述稱取好的原料組分依次投入到攪拌機(jī)中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻后，取出晾干?/p>

步驟三，將模具放到平板硫化機(jī)上，對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱，待溫度上升至100℃，在膜腔內(nèi)均勻涂抹脫模劑，然后加入步驟二處理后的原料，進(jìn)行熱壓成型，溫度為250℃，對(duì)模具內(nèi)加壓，每5分鐘升高5MPa，是壓力從5MPa升至25MPa，并且每分鐘放氣一次，最后保壓10分鐘，脫模得到粗胚；

步驟四，將步驟三獲得的粗胚放入到烘箱中進(jìn)行后處理，溫度為200℃，時(shí)間為12小時(shí)，取出自然冷卻，切割成形，即得到耐用剎車片成品。

所述的玉米稈活性炭粉是將玉米稈依次經(jīng)清洗烘干、粉碎壓制成塊、碳化處理、石墨化處理之后獲得的碳粉末。所述的碳化處理具體為：將玉米稈塊放入貧氧爐進(jìn)行碳化處理；排潮期從點(diǎn)火至爐溫上升到150℃，時(shí)間為5小時(shí)；然后升溫至250℃，打開鼓風(fēng)機(jī)，對(duì)爐內(nèi)鼓風(fēng)，初級(jí)碳化時(shí)間為4小時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開30分鐘，停30分鐘，循環(huán)4次；升溫至500℃，升溫時(shí)間為2小時(shí)，溫度升至500℃后，保溫2小時(shí)，再升溫至650℃，升溫時(shí)間為4小時(shí)，升溫至650℃時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開1小時(shí)，停1小時(shí)，循環(huán)2次，再升溫至850℃，1小時(shí)后，打開通風(fēng)機(jī)，送入空氣和水蒸汽，逐步冷卻，生成碳，6小時(shí)后出爐。所述的石墨化處理具體為：把出爐后的碳冷卻后放入石墨化爐中，進(jìn)行石墨化處理；首先以2℃/分鐘的速度升溫至350℃，充壓4MPa，再以1℃/分鐘的速度升溫550℃，保溫2小時(shí)，再在氬氣保護(hù)下升溫至2500℃進(jìn)行石墨化，再自然冷卻至室溫，然后磨制成200目的碳粉末。