一種高沖擊強度鼓式剎車片摩擦材料的制作方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，特別涉及一種鼓式剎車片摩擦材料，尤其涉及鼓式剎車片 摩擦材料及由此摩擦材料制作的鼓式剎車片和制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 對于商用車載重的加大，對關(guān)鍵零件制動系統(tǒng)的要求越來越高，對剎車片的要求 也越來越高。鼓式制動器一般采用鉚接的方式，用鉚釘將剎車片鉚接到蹄鐵上。在剎車時， 通過腳踏板推動氣室?guī)油馆嗇S旋轉(zhuǎn)，使蹄鐵張開，擠壓剎車片與鼓貼合，通過剎車片與鼓 貼合產(chǎn)生的摩擦力達到使車輛減速的目的。而在整個制動過程中，摩擦片通過鼓的帶動產(chǎn) 生切向力，而摩擦片通過鉚釘固定在了蹄鐵上，所以要求摩擦片有足夠的強度抵抗這種切 向力，而沖擊強度是體現(xiàn)摩擦片抵抗這種切向力及抵抗鉚接時沖擊力的重要指標?，F(xiàn)有的 剎車片的沖擊強度一般在4KJ/m 2左右，經(jīng)常出現(xiàn)鉚接斷裂、制動斷裂甚至制動碎裂的現(xiàn)象。
[0004] 剎車片摩擦材料主要由粘結(jié)劑、摩擦性能調(diào)節(jié)劑和增強纖維等部分組成。摩擦材 料一般使用的粘接劑為酚醛樹脂，根據(jù)酚醛樹脂的特性，在一定的溫度壓力下，將其他材料 粘接到一起，粘接劑能影響材料的熱衰退性能、恢復性能、摩擦系數(shù)、磨損和機械性能。摩 擦性能調(diào)節(jié)劑主要為莫氏硬度低的減磨材料如石墨、二硫化鉬等，加入為了降低摩擦系數(shù) 減小磨損。而纖維在整個摩擦片中起到骨架的作用，是支撐摩擦片的框架，纖維強度的大 小直接影響了整個摩擦片的沖擊強度的大小。專利CN103387816A公開了一種摩擦材料用 復合纖維顆粒的制備方法，屬于復合纖維技術(shù)領(lǐng)域，其技術(shù)要點包括下述步驟：（1)將廢棄 陶瓷研磨成粉末；（2)制備陶瓷纖維、礦物纖維和無機晶須材料；（3)將廢棄陶瓷粉末、陶 瓷纖維、礦物纖維和無機晶須材料進行混合，混合時添加添加表面活性劑和偶聯(lián)劑進行纖 維表面改性處理；（4)將經(jīng)過處理的物料、有機粘接劑、軟化劑、交聯(lián)劑和潤滑劑進行捏合， 將捏合后的物料加工成顆粒料；（5)按重量份稱取顆粒料，芳綸纖維、硫酸鋇、碳酸鈣和摩 擦粉進行攪拌混合，即得復合纖維顆粒；提供一種強度高、抗磨性能和吸附性能好且分散 性能高的摩擦材料用復合纖維顆粒的制備方法；用于制備復合纖維用于摩擦材料。專利 CN103906942A公開了一種用于剎車襯墊的非石棉摩擦材料，其不含有金屬纖維，銅和鈦酸 鹽。該摩擦材料包括以體積百分比計的如下組分：16-24%的粘合劑，例如酚醛樹脂；4-12% 的纖維，例如芳綸纖維；2-5%的潤滑劑，例如三硫化銻和另一金屬硫化物的混合物；10-22% 的至少一種磨料，例如礦物纖維，氧化鎂以及云母的混合物。該摩擦材料進一步包括體積 百分比為至少4%的橡膠粉末。該剎車襯墊可以由成本低廉的工藝制成，基本上包括混合 組分，將摩擦材料沖壓和固化到背板上，以及后烘烤該剎車襯墊。專利CN102796492A公開 了一種汽車制動用摩擦材料的制備方法，該摩擦材料以重量份計由下列組份組成：酚醛樹 脂20-24份，六次甲基四胺6-8份，鋼纖維1-3份，玻璃纖維4-6份，氧化鋁纖維5-7份，硅 藻土 4-6份，60-80目碳化硅3-4份，80-150目三氧化二鋁5-8份，200-320目莫來石2-3 份，腰果殼粉5-7份，鱗片石墨12-15份，絹云母3-4份，膠體二硫化鉬2-4份，所述的制備 方法為：1)按配比承重，分步混料，得混合料；2)將步驟1)的混合料冷壓成型，成型壓力為 約23-27MPa，得坯料；3)將坯料熱壓成型，所述熱壓成型的溫度為約175-185?，壓力為約 26-30MPa，加壓速度為約 l-2mm/min。
[0005] 而現(xiàn)用的纖維主要有金屬纖維、礦物纖維、玻璃纖維、有機纖維等。而隨著摩擦材 料向著無金屬方向發(fā)展，金屬纖維的應用越來越少。礦物纖維有部分增強效果，增強效果卻 不是很明顯。玻璃纖維的增強效果明顯，但用量超過10%后，它的摩擦系數(shù)及磨損率的負面 影響卻增大，有機纖維的主要缺點是耐溫性差。
[0006] 現(xiàn)有的鼓式剎車片摩擦材料在摩擦磨損性能及搞沖擊強度等綜合性能上還存在 許多不足之處，，難以滿足日益增加的安全、高效和環(huán)保的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，本發(fā)明對剎車片磨擦材料中的組分進行改進，提供 一種高沖擊強度鼓式剎車片摩擦材料和用此摩擦材料制作的剎車片，以及此鼓式剎車片的 制備工藝。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案： 本發(fā)明的高沖擊強度鼓式剎車片摩擦材料，包括以下重量份數(shù)的各成分： 酚醛樹脂10~15,三聚氰胺甲醛樹脂2~5, 丁腈膠粉3~8,玻璃纖維5~12,芳綸 纖維3~6,礦物纖維8~15,硫酸鋇15~21，氧化鋁5~10,石墨6~15,摩擦粉5~8， 氟硅酸鈉0~4,分散劑0. 1~0. 5,交聯(lián)劑0. 5~1. 2。
[0009] 優(yōu)選的，所述高沖擊強度鼓式剎車片摩擦材料，包括以下重量份數(shù)的各成分： 酚醛樹脂13,三聚氰胺甲醛樹脂4, 丁腈膠粉5,玻璃纖維10,芳綸纖維5,礦物纖維12， 硫酸鋇18,氧化鋁8,石墨10,摩擦粉7,氟硅酸鈉2,分散劑0. 3,交聯(lián)劑1。
[0010] 所述酚醛樹脂為腰果殼改性酚醛樹脂，粒度200目~250目，游離酚含量<2. 5%， 150°C時的固化速度為50s~90s，125°C時流動距離20mm~50mm。
[0011] 所述三聚氰胺甲醛樹脂的平均分子量為1100~1400。
[0012] 所述丁腈膠粉粒度40目~60目，KKTC下門尼粘度為90~140,結(jié)合丙烯腈含量 37%~40%，凝膠含量70%~90%，揮發(fā)份彡1. 0%。
[0013] 所述摩擦粉的粒度為40目~60目，370°C下?lián)]發(fā)物為21%~25% ;所述石墨粒度 40目~60目，含碳量大于99%。
[0014] 所述玻璃纖維的纖維直徑為15μπι~17μπι，纖維長度為14. 5μπι~17. 5μπι，纖 維直徑的變異系數(shù)小于等于13% ;所述礦物纖維的纖維長度為100 μ m~150 μ m，渣球的含 量小于等于1% ;所述芳纟侖纖維的纖維長度為〇. 75mm~I. 40mm，比表面積7m2/g~15m2/g。
[0015] 所述硫酸鋇和氧化鋁的粒度為200目~325目。
[0016] 所述分散劑為纖維素衍生物、聚丙烯酰胺和脂肪酸聚乙二醇酯中的一種或多種。
[0017] 所述交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷。
[0018] -種高沖擊強度鼓式剎車片的制備方法，包含以下步驟： (1)原料混配：將酚醛樹脂，三聚氰胺甲醛樹脂、丁腈膠粉、氟硅酸鈉和交聯(lián)劑混合均勻 得到A混料；將玻璃纖維、芳綸纖維、礦物纖維、硫酸鋇、氧化鋁、石墨、摩擦粉和分散劑進行 預混，得到B混料，然后將A混料加入到B混料中，混合成均勻得到摩擦材料； (2) 熱壓成型：將混合好的摩擦材料預熱至105-1KTC，然后，將其與剎車片背板送入 壓制工序，通過壓力機在145-155°C、20-25MPa的壓力下5-10分鐘熱壓成剎車片的半成 品； (3) 熱處理：將熱壓成型剎車片的半成品放入熱處理箱進行150-160°C，5-8h的熱處 理。
[0019] 通過上述設計方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果：采用酚醛樹脂，三聚氰