一種盤式剎車片摩擦材料及其制備工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車剎車片技術領域，具體涉及一種盤式剎車片摩擦材料及其制備工
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【背景技術】
[0002]作為汽車關鍵性的安全部件，剎車片產(chǎn)品的市場需求增長與汽車工業(yè)的發(fā)展息息相關。隨著人們快節(jié)奏的現(xiàn)代生活和頻繁的遠距離活動，轎車的普及率越來越高，而隨著人們生活質量的提高，對汽車的制動效果也更加關注，不僅要求汽車在各種路況下的制動性能，而且對汽車剎車片在高速高溫制動條件下的穩(wěn)定性能也提出更高要求。另外，出于保護環(huán)境和人身健康的考慮，國內外已經(jīng)出現(xiàn)相關立法或禁令對石棉型和重金屬型摩擦材料進行貿易限制，因此，如何設計一種即保證制動性能穩(wěn)定，又符合節(jié)能環(huán)保需求的無石棉和重金屬的摩擦材料和用此摩擦材料制作的剎車片，以及如何設計其制造工藝是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
[0003]剎車片也叫制動片或剎車皮，在汽車的剎車系統(tǒng)中，剎車片是最關鍵的安全零件，對剎車效果的好壞起決定性作用。剎車片是指固定在與車輪旋轉的制動鼓或制動盤上的摩擦材料，一般由鋼板、粘接隔熱層和摩擦襯片及摩擦襯塊構成。其中摩擦襯片及摩擦襯塊承受外來擠壓力，產(chǎn)生摩擦作用從而達到令車輛減速的目的。可見，摩擦襯片及摩擦襯塊決定剎車片在高速高溫制動條件下的性能，因此，摩擦材料在剎車片制造和使用過程中起著關鍵作用。
[0004]摩擦材料可以采用合成材料經(jīng)普通熱壓法制得，熱壓溫度一般小于300°C ο摩擦材料由粘結劑、摩擦性能調節(jié)劑、增強纖維和填料四大部分組成。
[0005]粘結劑是摩擦材料中的重要組成，主要對材料的熱衰退性能、恢復性能、磨損機械性能產(chǎn)生影響，汽車摩擦材料中一般采用的是改性酚醛樹脂；
[0006]摩擦性能調節(jié)劑可以分為兩類，一類是莫氏硬度一般小于2的減摩材料，它的加入可提高材料的耐磨性，減小噪音及降低摩擦系數(shù)，主要以石墨、石油焦、二硫化鉬、鉛和銅等為主；另一類摩擦性能調節(jié)劑為莫氏硬度一般大于4的摩阻材料，它的加入可以增加材料的摩擦系數(shù)；
[0007]增強纖維在摩擦材料中起增強作用，傳統(tǒng)材料用的是石棉等礦物纖維，但是由于其抗熱衰退性差，并且具有較強的致癌風險，所以20世紀70年代以后多國開始禁止使用石棉制品。半金屬汽車摩擦材料中使用的是鋼絲絨纖維，同時加入少量銅纖維及少量礦物纖維，由于高金屬含量使摩擦材料的強度增大，改變了摩擦特性，為獲得同樣的制動效果，需要更高的制動壓力，將導致制動盤或制動鼓的表面磨損嚴重(低溫環(huán)境中尤為嚴重)，并產(chǎn)生更大的噪音；NAO型剎車片主要以玻璃纖維、芳香族聚酯纖維或其他纖維(碳纖維、玄武巖纖維等)作為增強材料，其性能主要取決于纖維的類型及其它添加混合物。就性能而言，NAO型剎車片更接近石棉剎車片，而不是半金屬剎車片，它不像半金屬剎車片那樣具有良好的導熱性和高溫可控性，但新型NAO剎車片與石棉剎車片也具有明顯不同，可通過合理調整NAO型摩擦材料的配方生產(chǎn)出更耐磨、使用壽命更長、無噪音、耐高溫、摩擦系數(shù)更穩(wěn)定、舒適性更高、無粉塵、更環(huán)保的產(chǎn)品。
[0008]填料主要以粉末的形式加入，其作用很多，例如，加入重晶石粉可以提高摩擦力距和穩(wěn)定摩擦系數(shù)，又能減小對對偶件的損傷，提高整個摩擦副的耐磨性能。
[0009]隨著科技的進步和人們生活水平的提高，對剎車片的環(huán)保要求也逐步提高?？尚行匝绣硤蟾骘@示，在國外市場，無石棉、少金屬的陶瓷型摩擦材料已經(jīng)開始向市場推廣；歐美一些國家已經(jīng)就限制摩擦材料中有害重金屬組分的含量進行立法。所以，在可以預見的將來，摩擦材料中重金屬組分的含量將會成為摩擦材料出口歐美的一項貿易限制。因此，如何設計一種少金屬的摩擦材料和用此摩擦材料制作的剎車片，以及如何設計其制造工藝是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供了一種盤式剎車片摩擦材料和用此摩擦材料制作的剎車片，以及此盤式剎車片的制備工藝。本發(fā)明公開的此種摩擦材料可以避免普通石棉和半金屬型盤式剎車片摩擦材料帶來的性能缺陷及環(huán)境危害，以提高盤式剎車片摩擦材料的整體性能。
[0011]本發(fā)明采用如下技術方案:
[0012]本發(fā)明的盤式剎車片摩擦材料是由以下重量百分比的原料組成:三聚氰胺改性酚醛樹脂8?15%、六亞甲基四胺I?3%、聚異丁烯I?5%、聚丙烯腈3?5%、硬脂酸鋅0.1?0.5%、碳纖維5?10%、玄武巖纖維5?10%、鋼纖維3?8%、銅鋅合金纖維5?10%、三氧化二鋁4?6%、石墨6?8%、焦炭10?15%、硅鋁酸鹽8?10%、四氧化三鐵3?5 %、氧化鎂4?6 %、二硫化鉬I?3 %、鈦酸鉀2?4 %、碳酸鈣3?5 %、鉻鐵礦粉I ?
[0013]優(yōu)選:本發(fā)明的盤式剎車片摩擦材料是由以下重量百分比的原料組成:三聚氰胺改性酚醛樹脂9?13%、六亞甲基四胺2?3%、聚異丁烯2?5%、聚丙烯腈3?4%、硬脂酸鋅0.1?0.5%、碳纖維5?10%、玄武巖纖維6?9%、鋼纖維4?8%、銅鋅合金纖維6?10%、三氧化二鋁4?6%、石墨6?7%、焦炭10?14%、硅鋁酸鹽8?10%、四氧化三鐵3?5%、氧化鎂4?6%、二硫化鉬2?3%、鈦酸鉀2?4%、碳酸鈣3?5%、鉻鐵礦粉2?3%。
[0014]所述的摩擦材料各原材料的規(guī)格分別為:碳纖維直徑500-1000微米、銅鋅合金纖維直徑200-1000微米、石墨粒徑200-250目。
[0015]本發(fā)明的盤式剎車片包括剎車片背板和壓制在所述剎車片背板上的摩擦材料，所述摩擦材料為如上所述的盤式剎車片摩擦材料。
[0016]本發(fā)明的盤式剎車片的制備工藝包括如下步驟:
[0017](I)原料混配:
[0018]按配比稱取剎車片摩擦材料的粉末材料，機械攪拌8-12分鐘，混配均勻；
[0019](2)熱壓成型:
[0020]將混配好的所述摩擦材料及涂完膠的剎車片背板送入模壓工序，加工出盤式剎車片的半成品；
[0021](3)固化處理:
[0022]在烘箱內對所述半成品進行熱處理烘烤。
[0023]步驟(I)中，優(yōu)選機械攪拌10分鐘。
[0024]步驟(2)中，熱壓成型時的工藝參數(shù)為:熱壓溫度為140°C?170°C，保溫時間為120?300s，系統(tǒng)壓力為7?18MPa。
[0025]步驟(3)中，對所述盤式剎車片進行固化處理時的烘烤溫度和保溫時間分別為:燒結半成品先在100?180°c時保溫3.5?5.5h，再在150?230°C時保溫3.5?5.5h，最后在200?280°C時保溫1.5?3.5h。
[0026]本發(fā)明的技術優(yōu)勢如下:
[0027]本發(fā)明的盤式剎車片摩擦材料的原料組成中，不含石棉，主要以多種纖維材料為主，用上述配方制造而成的摩擦材料，符合環(huán)保型摩擦材料的標準，并且可以突破歐美一些國家就限制摩擦材料中有害重金屬組分的立法貿易限制，可見本發(fā)明實施例提供的盤式剎車片摩擦材料具有突破性意義。所述減磨材料主要為石墨，由于石墨為層狀結構，具有潤滑性，可以有效降低并穩(wěn)定摩擦系數(shù)，在摩擦過程中起到良好的減磨作用，同時也會降低剎車片的磨損，保護對偶，提高對偶盤的使用壽命。銅鋅合金纖維的加入，可提高摩擦材料的導熱性，使汽車在制動過程中的動能轉化為摩擦熱能，及時將熱能散失，提高剎車片摩擦材料的整體性能，使摩擦材料在制動過程中的熱分解、熱衰退、熱龜裂現(xiàn)象減少。而碳纖維和玄武巖纖維均屬于耐高溫耐磨材料，可以提高剎車片的持續(xù)穩(wěn)定性和安全性，有效防止長時間剎車造成的剎車片因高溫碳化而導致的剎車失靈問題。由此生產(chǎn)的剎車片對對偶盤的磨損小，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，異常磨損、噪音出現(xiàn)概率小，環(huán)保、制動性能均能滿足高性能剎車片的要求。同時，本發(fā)明的盤式剎車片的高溫穩(wěn)定性好，耐磨性能優(yōu)良，且制備方法簡單，成本較低，具有較高的工業(yè)應用價值。
【具體實施方式】
[0028]下面給出的實施例擬對本發(fā)明作進一步說明，但不能理解為是對本發(fā)明保護范圍的限制，該領域的技術人員凡基于本
【發(fā)明內容】
所實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)