低銅有機陶瓷剎車片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低銅有機陶瓷剎車片，包括粘接劑、增強材料、摩擦性能調(diào)節(jié)劑和填料，本發(fā)明是利用聚丙烯腈纖維具有的熔點高，高模量、壓縮性能穩(wěn)定和鈦酸鉀片晶具有極好的耐化學品穩(wěn)定性、功能穩(wěn)定性好、柔韌性好等優(yōu)點用于摩擦材料配方設計，又添加鈦酸鉀片晶，能保證高溫摩擦性能，使產(chǎn)品在高溫磨損更小，不損傷摩擦對偶，減少制動噪音，克服高溫裂紋、減小環(huán)境污染等。
【專利說明】低銅有機陶瓷剎車片

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車工業(yè)領域中的剎車片，具體涉及一種低銅有機陶瓷剎車片。

【背景技術】
[0002]作為汽車關鍵零部件的剎車片目前正在由單一材料向復合材料發(fā)展，其質(zhì)量的好壞直接影響機器的可靠性和操作人員的生命安全，隨著科學技術的發(fā)展，人們對交通運輸工具和動力機械的速度、負荷和安全性要求越來越高，高速列車、重載貨車、轎車、賽車、摩托車等重載、高速行駛、制動頻繁的民用運載工具等都對響應快、摩擦因數(shù)高而穩(wěn)定、抗熱衰退性能良好、密度小、使用壽命長環(huán)境適應性強且對環(huán)境無污染的高性能摩擦材料提出了迫切的要求，有機陶瓷基摩擦材料應運而生，但其技術在我國還不夠成熟，在使用過程中存在耐沖擊強度差、摩擦系數(shù)高溫衰退大、產(chǎn)品易出現(xiàn)裂紋等缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種能改善摩擦材料的耐熱性、抗衰退性和耐沖擊性，高溫磨損小，不損傷摩擦對偶，能減少制動噪音，克服高溫裂紋、減小環(huán)境污染，能延長使用壽命的低銅有機陶瓷剎車片。
[0004]其技術方案是:低銅有機陶瓷剎車片，包括粘接劑、增強材料、摩擦性能調(diào)節(jié)劑和填料，具體為由以下重量百分比的原料制成:
酚醛樹脂 6-14% 礦物纖維 13-17% 研磨劑1-18%
潤滑劑 8-20% 硫酸鋇 16-20% 碳酸鈣8-12%
芳綸漿柏 1-4% 鈦酸鉀片晶13-17% 輪胎粉1-5%
紫銅纖維 3-7% 聚丙烯腈纖維2-6%。
[0005]其中最佳重量百分比是:
酚醛樹脂 8% 礦物纖維 15% 研磨劑8%
潤滑劑 12% 硫酸鋇 18% 碳酸鈣10%
芳綸漿柏 2% 鈦酸鉀片晶15% 輪胎粉3%
紫銅纖維 5% 聚丙烯腈纖維4%。
[0006]所述酚醛樹脂為改性酚醛樹脂。
[0007]所述研磨劑包括三氧化二鋁、氧化鐵和硅酸鋯的一種或一種以上的混合；所述潤滑劑包括石墨、二硫化鑰和云母的一種或一種以上的混合。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有以下優(yōu)點:采用聚丙烯腈纖維和鈦酸鉀片晶摩擦材料增強劑和摩擦性能調(diào)節(jié)劑，能改善摩擦材料的耐熱性、抗衰退性和耐沖擊性，能延長使用壽命，保證在高溫摩擦性能，使產(chǎn)品在高溫磨損更小，不損傷摩擦對偶，減少制動噪音，克服高溫裂紋、減小環(huán)境污染。

【具體實施方式】
[0009]低銅有機陶瓷剎車片，包括粘接劑、增強材料、摩擦性能調(diào)節(jié)劑和填料，具體為由以下重量份的原料制成:
酚醛樹脂 6-14 礦物纖維 13-17 研磨劑1-18 潤滑劑 8-20 硫酸鋇 16-20 碳酸鈣8-12 芳綸漿柏 1-4 鈦酸鉀片晶13-17 輪胎粉1-5 紫銅纖維 3-7 聚丙烯腈纖維2-6。
[0010]其中最佳重量份是:
酚醛樹脂 8 礦物纖維 15 研磨劑8 潤滑劑 12 硫酸鋇 18 碳酸鈣10 芳綸漿柏 2 鈦酸鉀片晶15 輪胎粉3 紫銅纖維 5 聚丙烯腈纖維4。
[0011 ] 所述酚醛樹脂為改性酚醛樹脂。
[0012]所述研磨劑包括三氧化二鋁、氧化鐵和硅酸鋯的一種或一種以上的混合；所述潤滑劑包括石墨、二硫化鑰和云母的一種或一種以上的混合。
[0013]其中，改性酚醛樹脂:酚醛樹脂改性后，酚醛樹脂的沖擊韌性、粘接性、機械強度、耐熱性、阻燃性、尺寸穩(wěn)定性、固化速度以及成型工藝性等分別得到提高。
[0014]增強材料礦物纖維:生產(chǎn)的制動襯片具有制動平穩(wěn)可靠、高溫性能好、磨耗小、低(無)噪音、壽命長等顯著特點。
[0015]研磨劑采用氧化鐵加入摩擦材料中，能調(diào)整剎車材料的摩擦系數(shù)；潤滑劑采用石墨等能減小摩擦材料的熱衰退，穩(wěn)定摩擦材料的摩擦系數(shù)，既能起到良好的減磨作用和自潤滑作用，又能有效保護對偶盤。
[0016]填料使用硫酸鋇，化學性質(zhì)穩(wěn)定，無磁性毒性，具有良好的耐燃性；碳酸鈣，在使用過程中能減振，防滑，降噪，吸波；綜合性能好，摩擦系數(shù)高，耐磨性能和耐熱性能高；摩擦性能穩(wěn)定，熱衰退與熱恢復性能較好，高溫摩擦磨損性能優(yōu)越，產(chǎn)品壽命能提高30% ;能減少芳淪纖維，紫銅，鈦酸鉀等高價值材料的用量，使摩擦材料成本大大降低。
[0017]輪胎粉又稱橡膠粉屑，系稱廢舊輪胎的胎膠面，除去簾子午線，粉碎加工而成。成份天然硫化膠和丁苯硫化膠。作為彈性填料用于摩擦材料中，起增磨減噪的效果。
[0018]欽酸鐘片晶，具有十分優(yōu)良的物理機械性能:聞強度、聞|旲量、聞的耐熱、隔熱、電氣絕緣性能和優(yōu)異的紅外反射性能，由于它化學性能十分穩(wěn)定，與塑料復合相容性好，表現(xiàn)出優(yōu)良的耐摩耗性和潤滑性及出色的尺寸穩(wěn)定性。同玻纖和碳纖相比，有顯微填充好，模塑制品尺寸精度和穩(wěn)定性好、表面光滑，對設備和模具磨損小等許多顯著的優(yōu)點。它堆積密度較大，能減小粉塵飛揚引起的環(huán)境污染。加上它能完全解決發(fā)生于制動裝置的“剎車噪音”，同時穩(wěn)定高溫時摩擦系數(shù)、提高制動舒適性和增加制動片的使用壽命。
[0019]芳綸漿柏是對芳綸纖維進行表面原纖化處理之后得到的，其獨特的表面結(jié)構極大地提高了混合物的抓附力，因此非常適合作為一種增強纖維應用于摩擦及密封產(chǎn)品中。淺黃色絮花狀，呈毛絨狀，其毛羽豐富，強度高、尺寸穩(wěn)定性好，無脆性、耐高溫、耐腐蝕、有韌性、收縮率小、耐磨性好、表面積大，能很好的與其它物質(zhì)結(jié)合，是一種補強材料，回潮率為8%，平均長度為2-2.5_，表面積為8m2/g。而被用作墊片增強材料，具有較好的回彈性能和密封性能，對人體健康及環(huán)境無危害，通常只需添加少于5%的漿柏，得到產(chǎn)品的強度相當于50-60%石棉纖維增強的產(chǎn)品。用于增強摩擦、密封材料等制成品，可作為石棉的替代品用于摩擦密封材料，高性能耐熱絕緣紙以及增強復合材料。是一種非常好的增強摩擦片的強度主體材料。
[0020]聚丙烯腈纖維具有高模量、耐高溫、耐磨、耐腐蝕、傳熱、密度小和熱膨脹系數(shù)小。在摩擦材料中一般用于性能較高的高檔產(chǎn)品，具有高溫摩擦性能穩(wěn)定，磨損低等優(yōu)點。
[0021]紫銅纖維具有吸熱、散熱快，耐聞溫的特點，與其他材料混合時，能提聞粘結(jié)力和均勻程度。
[0022]本發(fā)明是利用聚丙烯腈纖維具有的熔點高，高模量、壓縮性能穩(wěn)定和鈦酸鉀片晶具有極好的耐化學品穩(wěn)定性、功能穩(wěn)定性好、柔韌性好等優(yōu)點用于摩擦材料配方設計，又添加鈦酸鉀片晶，能保證高溫摩擦性能，使產(chǎn)品在高溫磨損更小，不損傷摩擦對偶，減少制動噪音，克服高溫裂紋、減小環(huán)境污染等。
[0023]依據(jù)
【發(fā)明內(nèi)容】
，設計了兩組配方(A配方和B配方)進行試驗，實驗方案及實驗結(jié)果如下:
實施方案:
配方A:
酚醛樹脂 8% 礦物纖維 19% 氧化鐵8%
石墨12% 硫酸鋇 18% 碳酸鈣10%
芳綸2% 鈦酸鉀 11% 輪胎粉3%
紫銅纖維 9%。
[0024]配方B:
酚醛樹脂 8% 礦物纖維 15% 氧化鐵8%
石墨12% 硫酸鋇 18% 碳酸鈣10%
芳綸漿柏 2% 鈦酸鉀片晶15% 輪胎粉3%
紫銅纖維 5% 聚丙烯腈纖維4%。
[0025]根據(jù)以上配方設計，按照以下生產(chǎn)工藝加工樣品，加工本田雅閣車型前片D465，使用林科試驗機依據(jù)北美ASE J2522標準進行臺架測試:
混料一成型熱壓一熱處理一平磨一噴漆一烘干一安裝附件一印標封裝試驗結(jié)果:
從實驗數(shù)據(jù)分析，未采用聚丙烯腈纖維和鈦酸鉀片晶(配方A)的摩擦材料產(chǎn)品硬度大，韌性差，在執(zhí)行衰退程序時，衰退率高達25%以上，高速性能較差，摩擦系數(shù)為0.20，在實驗過程中有噪音產(chǎn)生；而采用聚丙烯腈纖維和鈦酸鉀片晶的摩擦材料(配方B)衰退率有明顯改善，低于15%，高速摩擦系數(shù)高于0.30，在實驗時無噪音。
[0026]使用本配方生產(chǎn)的剎車片，高溫時沒有發(fā)生熱衰退現(xiàn)象，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，產(chǎn)品磨耗小，沖擊強度提高32%左右，使用過程中制動舒適，無噪音產(chǎn)生，使用壽命達7萬公里以上。
【權利要求】
1.低銅有機陶瓷剎車片，其特征在于:包括粘接劑、增強材料、摩擦性能調(diào)節(jié)劑和填料，具體為由以下重量百分比的原料制成: 酚醛樹脂 6-14% 礦物纖維 13-17% 研磨劑1-18% 潤滑劑 8-20% 硫酸鋇 16-20% 碳酸鈣8-12% 芳綸漿柏 1-4% 鈦酸鉀片晶13-17% 輪胎粉1-5% 紫銅纖維 3-7% 聚丙烯腈纖維2-6%。
2.根據(jù)權利要求1所述的低銅有機陶瓷剎車片，其特征在于:其中最佳重量百分比是: 酚醛樹脂 8% 礦物纖維 15% 研磨劑8% 潤滑劑 12% 硫酸鋇 18% 碳酸鈣10% 芳綸漿柏 2% 鈦酸鉀片晶15% 輪胎粉3% 紫銅纖維 5% 聚丙烯腈纖維4%。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的低銅有機陶瓷剎車片，其特征在于:所述酚醛樹脂為改性酚醛樹脂。
4.根據(jù)權利要求1所述的低銅有機陶瓷剎車片，其特征在于:所述研磨劑包括三氧化二鋁、氧化鐵和硅酸鋯的一種或一種以上的混合；所述潤滑劑包括石墨、二硫化鑰和云母的一種或一種以上的混合。
【文檔編號】F16D69/02GK104154152SQ201410367084
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權日:2014年7月30日
【發(fā)明者】田式國, 郭恒, 金鑫, 張雪春 申請人:東營寶豐汽車配件有限公司