專利名稱：一種新的摩擦材料及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摩擦材料，尤其涉及一種用于汽車制動片的新的摩擦材料及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
摩擦材料是一種應(yīng)用在動力機械上，依靠摩擦作用來執(zhí)行制動和傳動功能的部件材料。它主要包括制動器襯片(剎車片)和離合器面片(離合器片)。剎車片用于制動，離合器片用于傳動。任何機械設(shè)備與運動的各種車輛都必須要有制動或傳動裝置。摩擦材料是這種制動或傳動裝置上的關(guān)鍵性部件。它最主要的功能是通過摩擦來吸收或傳遞動力。如離合器片傳遞動力，制動片吸收動能。它們使機械設(shè)備與各種機動車輛能夠安全可靠地工作。所以說摩擦材料是一種應(yīng)用廣泛又甚關(guān)鍵地材料。目前業(yè)界的摩擦材料屬于高分子三元復(fù)合材料，它包括三部分以高分子化合物為粘結(jié)劑、以無機或有機纖維為增強組分、以填料為摩擦性能調(diào)節(jié)劑或配合劑。

I粘結(jié)劑摩擦材料所用的有機粘結(jié)劑為酚醛類樹脂和合成橡膠，而以酚醛類樹脂為主。它們的特點和作用是當處于一定加熱溫度下時先呈軟化而后進入粘流態(tài)，產(chǎn)生流動并均勻分布在材料中形成材料的基體，最后通過樹脂固化作用的橡膠硫化作用，把纖維和填料粘結(jié)在一起，形成質(zhì)地致密的有相當強度及能滿足摩擦材料使用性能要求的摩擦片制品。對于摩擦材料而言，樹脂和橡膠的耐熱性是非常重要的性能指標。因為車輛和機械在進行制動和傳動工作時，摩擦片處于200°C 450°C左右的高溫工況條件下。此溫度范圍內(nèi)，纖維和填料的主要部分為無機類型，不會發(fā)生熱分解。而對于樹脂和橡膠，有機類的來說，又進入熱分解區(qū)域。摩擦材料的各項性能指標此時多會發(fā)生不利的變化(摩擦系數(shù)、磨損、機械強度等)，特別是摩擦材料在檢測和使用過程中發(fā)生的三熱(熱衰退、熱膨脹、熱龜裂)現(xiàn)象，其根源都是由于樹脂和橡膠、有機類的熱分解而致。因此選擇樹脂與橡膠對摩擦材料的性能具有非常重要的作用。選用不同的粘結(jié)劑就會得出不同的摩擦性能和結(jié)構(gòu)性能。目前使用酚醛樹脂及其改性樹脂。如腰果殼油改性、丁腈粉改性、橡膠改性及其它改性酚醛樹脂作為摩擦材料的粘結(jié)劑。對樹脂的質(zhì)量要求是(I)耐熱性好，有較好的熱分解溫度和較低的熱失重。(2)粉狀樹脂細度要高，一般為100目 200目，最好在200目以上，有利于混料分散的均勻性，可降低樹脂在配方中的用量。(3)游離酚含量低，以1% 3%為宜。(4)適宜的固化速度40s 60s (150°C )和流動距離(120°C 40 80mm)。2增強纖維纖維增強材料構(gòu)成摩擦材料的基材，它賦予摩擦制品足夠的機械強度，使其能承受摩擦片在生產(chǎn)過程中的磨削和鉚接加工的負荷力以及使用過程中由于制動和傳動而產(chǎn)生的沖擊力、剪切力、壓力。
我國有關(guān)標準及汽車制造廠根據(jù)摩擦片的實際使用工況條件，對摩擦片提出了相應(yīng)的機械強度要求。如沖擊強度、抗彎強度、抗壓強度、剪切強度等。為了滿足這些強的性能要求，需要選用合適的纖維品種增加、滿足強度性能。摩擦材料對其使用的纖維組分要求(I)增強效果好。(2)耐熱性好。在摩擦工作溫度下不會發(fā)生熔斷、碳化與熱分解現(xiàn)象。(3)具有基本的摩擦系數(shù)。(4)硬度不宜過高，以免產(chǎn)生制動噪音和損傷制動盤或鼓。(5)工藝可操作性好。3填料摩擦材料組分中的填料，主要是由摩擦性能調(diào)節(jié)劑和配合劑組成。使用填料的目的，主要有以下幾個方面

(I)調(diào)節(jié)和改善制品的摩擦性能、物理性能與機械強度。(2)控制制品熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱性、收縮率，增加產(chǎn)品尺寸的穩(wěn)定性。(3)改善制品的制動噪音。(4)提高制品的制造工藝性能與加工性能。(5)改善制品外觀質(zhì)量及密度。(6)降低生產(chǎn)成本。在摩擦材料的配方設(shè)計時，選用填料必須要了解填料的性能以及在摩擦材料的各種特性中所起到的作用。正確使用填料決定摩擦材料的性能，在制造工藝上也是非常重要的。根據(jù)摩擦性能調(diào)節(jié)劑在摩擦材料中的作用，可將其分為“增磨填料”與“減磨填料”兩類。摩擦材料本身屬于摩阻材料，為能執(zhí)行制動和傳動功能要求具有較高的摩擦系數(shù)，因此增摩填料是摩擦性能調(diào)節(jié)劑的主要成分。不同填料的增摩作用是不同的。增摩填料的莫氏硬度通常為3 9。硬度高的增摩效果顯著明顯。5. 5硬度以上的填料屬硬質(zhì)填料，但要控制其用量、粒度。(如氧化鋁、鋯英石等)減磨填料一般為低硬度物質(zhì)，低于莫氏硬度2的礦物。如石墨、二硫化鑰、滑石粉、云母等。它既能降低摩擦系數(shù)又能減少對偶材料的磨損，從而提高摩擦材料的使用壽命O摩擦材料是在熱與較高壓力的環(huán)境中工作的一種特殊材料，因此就要求所用的填料成分必須有良好的耐熱性，即熱穩(wěn)定性，包括熱物理效應(yīng)和熱化學(xué)效應(yīng)等。填料的堆砌密度對摩擦材料的性能影響很大。摩擦材料的不同的性能要求,對填料的堆砌密度的要求也是不同的。目前的摩擦材料制造工藝復(fù)雜，對材料的組分性能要求高，進而導(dǎo)致成本高；而且業(yè)界普遍的摩擦材料采用的都是材料的本身顏色，識別度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以提高材料安全性和壽命且降低成本的新的摩擦材料及其應(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的
一種技術(shù)方案一種新的摩擦材料,其包括樹脂14%，彈性摩擦顆粒20%，石墨9%，陶瓷纖維7%，輪胎粉3%，玻璃纖維8%，蛭石5%，焦炭7%，重晶石粉8%，云母3%，硅灰石8%，鋯英粉3%，滑石粉5%。所述彈性摩擦顆粒包括綠色彈性摩擦顆粒12%，黃色彈性摩擦顆粒5%和紅色彈性摩擦顆粒3%。所述樹脂為酚醛樹脂。另一種技術(shù)方案一種使用上述的新的摩擦材料制造制動片的方法，其包括以下步驟I)使用電子稱按權(quán)利要求I中的比重對各個組分進行配料； 2)將配好后的各個組分投入攪拌機進行攪拌，并用循環(huán)水對攪拌機進行冷卻，最終形成混合料；3)先在襯板上刷脫模水，再向成型模腔中裝入混合料和襯板，模腔溫度控制在135-145°C，然后對模腔進行加壓，壓力值為240-300kg/cm2 ；4)加壓停止后，然后按程序放氣3次，接著保壓，保壓時間為60秒，形成制動片；5)將熱壓成型后的制動片推入烘箱內(nèi)進行熱處理。所述I)中的各個組分配料結(jié)束后總量的誤差不超過O. 4kg。所述2)中的攪拌機采用高速鍋攪拌機，攪拌時間每鍋3分鐘；或者采用犁耙式攪拌機，攪拌時間每鍋8分鐘。所述4)中的放氣第一次持續(xù)12秒，第二次和第三次均持續(xù)15秒。所述5)中的熱處理溫度控制過程如下首先從25°C升到125°C，需要20分鐘；然后在125°C保溫120分鐘；從125°C升到145°C，需要20分鐘；在145°C保溫180分鐘；從145°C升到155°C，需要20分鐘；在155°C保溫240分鐘；從155°C升到160。。，需要20分鐘；在160。。保溫480分鐘；從160°C降到100°C，需要40分鐘。所述5)中熱壓成型后的制動片在水平方向上采用每5片背靠背的方式排列在鐵框中，在豎直方向上制動片是交錯堆疊的。本發(fā)明通過采用彈性摩擦顆粒作為摩擦材料的填料，由于其合理的選用和配合，使得新的摩擦材料在和摩擦對偶發(fā)生接觸摩擦時，具有良好的貼合，增加摩擦面積起到軟硬結(jié)合，剛?cè)嵯酀淖饔?；新的摩擦材料制作簡單，成本低；通過該新的摩擦材料制成的制動片具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和極好的耐磨性，提高其使用安全性和壽命；該新的摩擦材料可以增加制動片的韌性，進而減少制動噪音，提高剎車的舒適性。
具體實施例方式本發(fā)明一種新的摩擦材料，其包括樹脂14%，彈性摩擦顆粒20%，石墨9%，陶瓷纖維7%，輪胎粉3%，玻璃纖維8%，蛭石5%，焦炭7%，重晶石粉8%，云母3%，硅灰石8%，鋯英粉3%，滑石粉5%。其中彈性摩擦顆粒包括綠色彈性摩擦顆粒12%，黃色彈性摩擦顆粒5%和紅色彈性摩擦顆粒3%，這樣可以改變傳統(tǒng)的摩擦材料的外觀，增加識別度，結(jié)構(gòu)新穎。樹脂采用酚醛樹脂，它的特點和作用是當處于一定加熱溫度下時先呈軟化而后進入粘流態(tài)，產(chǎn)生流動并均勻分布在材料中形成材料的基體，可以作為粘結(jié)劑的作用。本發(fā)明一種使用上述新的摩擦材料制造制動片的方法，其包括以下步驟
I)使用電子稱按新的摩擦材料中的比重對各個組分進行配料，各個組分配料結(jié)束后總量的誤差不超過O. 4kg；2 )將配好后的各個組分投入攪拌機進行攪拌，在投料之前需檢查攪拌機內(nèi)和出料口是否有殘留物，清理干凈后，開啟攪拌機并打開循環(huán)水對攪拌機進行冷卻，攪拌機可以采用高速鍋攪拌機或者犁耙式攪拌機，對應(yīng)每種攪拌機的攪拌時間分別為每鍋3分鐘或每鍋8分鐘,攪拌機內(nèi)最終形成混合料；3)先在襯板上刷脫模水，再向成型模腔中裝入混合料和襯板，模腔溫度控制在135-145°C，然后對模腔進行加壓，壓力值為240-300kg/cm2 ；4)加壓停止后，然后按程序放氣3次，放氣第一次持續(xù)12秒，第二次和第三次均持續(xù)15秒，接著保壓，保壓時間為60秒，保壓時間是按產(chǎn)品的厚度來改變的，60秒是制造標準的制動片厚度，最終形成制動片；5)將熱壓成型后的制動片在水平方向上采用每5片背靠背的方式排列在鐵框中，在豎直方向上該等制動片是交錯堆疊的，然后推入烘箱內(nèi)進行熱處理，熱處理溫度控制過程如下首先從25°C升到125°C，需要20分鐘；然后在125°C保溫120分鐘；從125°C升到145°C，需要20分鐘；在145°C保溫180分鐘；從145°C升到155°C，需要20分鐘；在155°C保溫240分鐘；從155°C升到160°C，需要20分鐘；在160°C保溫480分鐘；從160°C降到100。。，需要40分鐘。試驗數(shù)據(jù)檢測采用該新的摩擦材料制造的制動片在不同的溫度下的摩擦系數(shù)及磨損度，沖擊3. 540，硬度HRM 60
權(quán)利要求
1.一種新的摩擦材料，其特征在于包括樹脂14%，弾性摩擦顆粒20%，石墨9%，陶瓷纖維7%，輪胎粉3%，玻璃纖維8%，蛭石5%，焦炭7%，重晶石粉8%，云母3%，硅灰石8%，鋯英粉3%,滑石粉5%。
2.如權(quán)利要求I所述的新的摩擦材料，其特征在于所述彈性摩擦顆粒包括綠色彈性摩擦顆粒12%，黃色彈性摩擦顆粒5%和紅色彈性摩擦顆粒3%。
3.如權(quán)利要求I所述的新的摩擦材料，其特征在于所述樹脂為酚醛樹脂。
4.ー種使用權(quán)利要求I所述的新的摩擦材料制造制動片的方法，其特征在于包括以下步驟 1)使用電子稱按權(quán)利要求I中的比重對各個組分進行配料； 2)將配好后的各個組分投入攪拌機進行攪拌，并用循環(huán)水對攪拌機進行冷卻，最終形成混合料； 3)先在襯板上刷脫模水，再向成型模腔中裝入混合料和襯板，模腔溫度控制在135-145°C，然后對模腔進行加壓，壓カ值為240-300kg/cm2 ； 4)加壓停止后，然后按程序放氣3次，接著保壓，保壓時間為60秒，形成制動片； 5)將熱壓成型后的制動片推入烘箱內(nèi)進行熱處理。
5.如權(quán)利要求4所述的使用權(quán)利要求I所述的新的摩擦材料制造制動片的方法，其特征在于所述I)中的各個組分配料結(jié)束后總量的誤差不超過0. 4kg。
6.如權(quán)利要求4所述的使用權(quán)利要求I所述的新的摩擦材料制造制動片的方法，其特征在于所述2)中的攪拌機采用高速鍋攪拌機，攪拌時間每鍋3分鐘；或者采用犁耙式攪拌機，攪拌時間每鍋8分鐘。
7.如權(quán)利要求4所述的使用權(quán)利要求I所述的新的摩擦材料制造制動片的方法，其特征在于所述4)中的放氣第一次持續(xù)12秒，第二次和第三次均持續(xù)15秒。
8.如權(quán)利要求4所述的使用權(quán)利要求I所述的新的摩擦材料制造制動片的方法，其特征在于所述5)中的熱處理溫度控制過程如下首先從25°C升到125°C，需要20分鐘；然后在125°C保溫120分鐘；從125°C升到145°C，需要20分鐘；在145°C保溫180分鐘；從145°C升到155°C，需要20分鐘；在155°C保溫240分鐘；從155°C升到160°C，需要20分鐘；在160°C保溫480分鐘；從160°C降到100°C，需要40分鐘。
9.如權(quán)利要求8所述的使用權(quán)利要求I所述的新的摩擦材料制造制動片的方法，其特征在于所述5)中熱壓成型后的制動片在水平方向上采用每5片背靠背的方式排列在鐵框中，在豎直方向上制動片是交錯堆疊的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新的摩擦材料及其應(yīng)用，該新的摩擦材料包括樹脂14%，彈性摩擦顆粒20%，石墨9%，陶瓷纖維7%，輪胎粉3%，玻璃纖維8%，蛭石5%，焦炭7%，重晶石粉8%，云母3%，硅灰石8%，鋯英粉3%，滑石粉5%；利用該新的摩擦材料制造制動片具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和極好的耐磨性，提高其使用安全性和壽命；該新的摩擦材料可以增加制動片的韌性，進而減少制動噪音，提高剎車的舒適性。
文檔編號C08K7/14GK102766436SQ20121023961
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者章志華 申請人:杭州菲英汽車零部件有限公司