專利名稱：一種半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣壓盤式剎車片，特別是涉及一種用于重載貨車氣壓盤式制動(dòng)系統(tǒng)的半金屬陶瓷基剎車片，本發(fā)明還涉及該剎車片的制備方法。

背景技術(shù)：
從技術(shù)角度來講，一、鼓式制動(dòng)器由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在工作時(shí)其產(chǎn)生的熱量較難散發(fā)，壓盤式制動(dòng)器由于制動(dòng)盤大部分都暴露于空氣中，熱交換容易，工作時(shí)溫升較低，熱衰退小。二、氣壓盤式制動(dòng)器在所需制動(dòng)力矩相同的情況下，其外形尺寸比鼓式制動(dòng)器小得多.因此給整車布置帶來了方便；而且由于其質(zhì)量特別是旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量小得多，失衡量也小得多。可以明顯改善汽車的舒適性、平順性和操縱穩(wěn)定性。三、由于氣壓盤式制動(dòng)器的摩擦襯片可磨損厚度達(dá)20mm，而鼓式制動(dòng)器的可磨損厚度摩擦片不到10mm，因此在同等使用條件下，盤式制動(dòng)器摩擦襯片的更換周期較鼓式制動(dòng)器長得多如果考慮到兩種制動(dòng)器散熱能力的差別，它們的更換周期差別能達(dá)到3倍以上。
鑒于氣壓盤式制動(dòng)器以上的性能特點(diǎn)，可以說，盤式制動(dòng)器的應(yīng)用推廣是解決我國重載貨車在山區(qū)道路連續(xù)下坡過程中造成的汽車制動(dòng)失靈問題的有效方法。
目前市場(chǎng)上主流的氣壓盤式剎車片多采用樹脂基摩擦材料。從剎車片的配方特點(diǎn)來說，汽車制動(dòng)時(shí)剎車片和制動(dòng)盤表面的溫度高達(dá)500～700℃，由于樹脂基剎車片在高溫下會(huì)分解放出水、氣、油等，在摩擦表面形成一層薄膜，使干摩擦變成混合摩擦或濕摩擦，摩擦系數(shù)顯著降低，存在剎車失效的隱患，同時(shí)由于樹脂的大量熱分解，降低了其粘結(jié)作用，材料高溫磨損加劇，導(dǎo)致剎車片的使用壽命顯著降低。目前市面上的一些陶瓷汽車剎車片采用較多量的陶瓷纖維替代傳統(tǒng)的鋼纖維，盡管其制動(dòng)舒適性能(包括噪音、落灰以及與對(duì)偶匹配性等)明顯提高，但是由于仍然采用樹脂作為主要粘結(jié)劑，導(dǎo)致了其存在高溫?zé)崴ネ艘约霸诟邷叵聵O易產(chǎn)生裂紋和高溫磨損性能較差等問題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種制動(dòng)性能可靠、熱衰退小、舒適性好的半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片。
本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是提供一種該半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片的制備方法。
為了解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提供的半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片，其材料配方按重量百分比計(jì)算為非金屬混雜纖維10-20，金屬纖維30-40，摩擦性能調(diào)節(jié)劑5-15，陶瓷粘結(jié)劑15-25，彈性增韌劑5-10，填料10-20，其中所述陶瓷粘結(jié)劑是指硅酸鹽；所述的非金屬混雜纖維是碳纖維、復(fù)合纖維和芳綸漿粕；所述的金屬纖維是鋼纖維、鋁纖維，紫銅纖維；摩擦性能調(diào)節(jié)劑主要包括硫化銻、鉻鐵礦和人造石墨、鱗片石墨；所述的彈性增韌劑由丁腈橡膠粉、摩擦粉、蛭石組成；所述的填料由重晶石、生石灰粉組成。
其材料配方按重量百分比計(jì)為 陶瓷粘結(jié)劑15～25，芳綸漿粕0～5， 碳纖維0～5復(fù)合纖維0～10 鋁纖維0～10， 鋼纖維 25～35 紫銅纖維 0～5， 硫化銻 0～5 鉻鐵礦0～5， 人造石墨5～10， 鱗片石墨 5～10， 丁腈橡膠0～5 摩擦粉0～5， 蛭石0～5， 重晶石粉 0～5， 生石灰粉0～5。
為了解決上述第二個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提供的半金屬陶瓷基汽車剎車片的制備方法，包括如下步驟 (1)、混料將稱量好的各物料投入高速混料機(jī)中的次序?yàn)橄葘⒎墙饘購?fù)合纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑進(jìn)行預(yù)混合，保證復(fù)合纖維處于均勻分散狀態(tài)，然后加入其它原輔材料，進(jìn)行均勻攪拌； (2)、熱壓壓制壓力200～300kgf/cm2，熱壓溫度150～160，排氣5～8次，保壓時(shí)間根據(jù)剎車片的厚度而定，一般是55～65s/mm； (3)、將成型后的剎車片在5.5～6.5小時(shí)從室溫升溫到200～220，保溫4～8小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫； (4)、將熱處理后的剎車片按技術(shù)要求進(jìn)行平磨、鉆孔，然后在300～400的溫度下進(jìn)行陶瓷化處理，噴涂、印標(biāo)、檢驗(yàn)、包裝。
采用上述技術(shù)方案制得的半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片，是在傳統(tǒng)石棉和樹脂基剎車片的基礎(chǔ)上，結(jié)合重載貨車特點(diǎn)，提出了半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片，具有制動(dòng)力矩較大、緊急制動(dòng)舒適平穩(wěn)、無明顯衰退、無噪音、少落灰、而且生產(chǎn)工藝簡單、環(huán)保。
綜上所述，本發(fā)明是一種適用于重載貨車盤式制動(dòng)系統(tǒng)的半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明該發(fā)明的效果。
實(shí)施例1 鋁硅酸鈉 15，芳綸漿粕5， 碳纖維5 復(fù)合纖維0 鋁纖維10，鋼纖維 25 紫銅纖維5，硫化銻 5， 鉻鐵礦 5，人造石墨5， 鱗片石墨5，丁腈橡膠5， 摩擦粉 5，蛭石5， 重晶石粉0，生石灰粉0。
具體制備方法如下 (1)、混料將稱量好的各物料投入高速混料機(jī)中的次序?yàn)橄葘⒎墙饘購?fù)合纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑進(jìn)行預(yù)混合，保證復(fù)合纖維處于均勻分散狀態(tài)，然后加入其它原輔材料，進(jìn)行均勻攪拌； (2)、熱壓壓制壓力250kgf/cm2，熱壓溫度155℃，排氣6次，保壓時(shí)間是60s/mm； (3)、將成型后的剎車片在6小時(shí)從室溫升溫到210℃，保溫6小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫； (4)、將熱處理后的剎車片按技術(shù)要求進(jìn)行平磨、鉆孔，然后在350的溫度下進(jìn)行陶瓷化處理，噴涂、印標(biāo)、檢驗(yàn)、包裝。
半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片的性能 按GB5763-2008、QC/T479-1999和QC/T239-1997分別對(duì)實(shí)施例1制備的武漢元豐DR01的半金屬陶瓷基剎車片小樣及樣件進(jìn)行試驗(yàn)及評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1以及表2。
表1小樣定速檢驗(yàn)報(bào)告
表2DA225樣件在武漢元豐氣壓盤式制動(dòng)器檢驗(yàn)報(bào)告 附一效能試驗(yàn)主要數(shù)據(jù)
附二熱衰退及穩(wěn)定性主要數(shù)據(jù)
實(shí)施例2 鋁硅酸鈉25，芳綸漿粕0， 碳纖維 0 復(fù)合纖維10， 鋁纖維 0， 鋼纖維 35， 紫銅纖維0， 硫化銻 3 鉻鐵礦 3， 人造石墨7， 鱗片石墨7， 丁腈橡膠3 摩擦粉 2， 蛭石0， 重晶石粉5， 生石灰粉0。
具體制備方法如下 (1)、混料將稱量好的各物料投入高速混料機(jī)中的次序?yàn)橄葘⒎墙饘購?fù)合纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑進(jìn)行預(yù)混合，保證復(fù)合纖維處于均勻分散狀態(tài)，然后加入其它原輔材料，進(jìn)行均勻攪拌； (2)、熱壓壓制壓力200kgf/cm2，熱壓溫度150℃，排氣5次，保壓時(shí)間是55s/mm； (3)、將成型后的剎車片在5.5小時(shí)從室溫升溫到200，保溫4小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫； (4)、將熱處理后的剎車片按技術(shù)要求進(jìn)行平磨、鉆孔，然后在300℃的溫度下進(jìn)行陶瓷化處理，噴涂、印標(biāo)、檢驗(yàn)、包裝。
半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片的性能 按GB5763-2008、QC/T479-1999和QC/T239-1997分別對(duì)實(shí)施例2制備的武漢元豐DR01的半金屬陶瓷基剎車片小樣及樣件進(jìn)行試驗(yàn)及評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3以及表4。
表3小樣定速檢驗(yàn)報(bào)告
表4DA225樣件在武漢元豐氣壓盤式制動(dòng)器檢驗(yàn)報(bào)告 附一效能試驗(yàn)主要數(shù)據(jù)
附二熱衰退及穩(wěn)定性主要數(shù)據(jù)
實(shí)施例3 鋁硅酸鈉 15， 芳綸漿粕0， 碳纖維5，復(fù)合纖維0， 鋁纖維5，鋼纖維 30， 紫銅纖維 0，硫化銻 2， 鉻鐵礦3，人造石墨10， 鱗片石墨 10， 丁腈橡膠3， 摩擦粉4，蛭石3， 重晶石粉 5，生石灰粉5。
具體制備方法如下 (1)、混料將稱量好的各物料投入高速混料機(jī)中的次序?yàn)橄葘⒎墙饘購?fù)合纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑進(jìn)行預(yù)混合，保證復(fù)合纖維處于均勻分散狀態(tài)，然后加入其它原輔材料，進(jìn)行均勻攪拌； (2)、熱壓壓制壓力200kgf/cm2，熱壓溫度150℃，排氣5次，保壓時(shí)間是55s/mm； (3)、將成型后的剎車片在5.5小時(shí)從室溫升溫到200，保溫4小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫； (4)、將熱處理后的剎車片按技術(shù)要求進(jìn)行平磨、鉆孔，然后在300℃的溫度下進(jìn)行陶瓷化處理，噴涂、印標(biāo)、檢驗(yàn)、包裝。
權(quán)利要求
1.一種半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片，其特征是其材料配方按重量百分比計(jì)算為非金屬混雜纖維10-20，金屬纖維30-40，摩擦性能調(diào)節(jié)劑5-15，陶瓷粘結(jié)劑15-25，彈性增韌劑5-10，填料10-20，其中所述的陶瓷粘結(jié)劑是指硅酸鹽；所述的非金屬混雜纖維是碳纖維、復(fù)合纖維和芳綸漿粕；所述的金屬纖維是鋼纖維、鋁纖維和紫銅纖維；所述的摩擦性能調(diào)節(jié)劑包括硫化銻、鉻鐵礦和人造石墨、鱗片石墨；所述的彈性增韌劑由丁腈橡膠粉、摩擦粉、蛭石組成；所述的填料由重晶石、生石灰粉組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片，其特征是其材料配方按重量百分比計(jì)為
陶瓷粘結(jié)劑15～25，芳綸漿粕0～5，
碳纖維0～5復(fù)合纖維0～10
鋁纖維0～10， 鋼纖維 25～35
紫銅纖維 0～5， 硫化銻 0～5
鉻鐵礦0～5， 人造石墨5～10，
鱗片石墨 5～10， 丁腈橡膠0～5
摩擦粉0～5， 蛭石0～5，
重晶石粉 0～5， 生石灰粉0～5。
3.制備權(quán)利要求1所述的半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片的方法，其特征是包括如下步驟
(1)、混料將稱量好的各物料投入高速混料機(jī)中的次序?yàn)橄葘⒎墙饘購?fù)合纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑進(jìn)行預(yù)混合，保證復(fù)合纖維處于均勻分散狀態(tài)，然后加入其它原輔材料，進(jìn)行均勻攪拌；
(2)、熱壓壓制壓力200～300kgf/cm2，熱壓溫度150～160℃，排氣5～8次，保壓時(shí)間根據(jù)剎車片的厚度而定，一般是55～65s/mm；
(3)、將成型后的剎車片在5.5～6.5小時(shí)從室溫升溫到200～220℃，保溫4～8小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫；
(4)、將熱處理后的剎車片按技術(shù)要求進(jìn)行平磨、鉆孔，然后在300～400℃的溫度下進(jìn)行陶瓷化處理，噴涂、印標(biāo)、檢驗(yàn)、包裝。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種重載貨車用氣壓盤式制動(dòng)系統(tǒng)的半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片及其制備方法，其生產(chǎn)流程如下非金屬混雜纖維10-20，金屬纖維30-40，摩擦性能調(diào)節(jié)劑5-15，陶瓷粘結(jié)劑15-25，彈性增韌劑5-10，填料10-20，依次稱取放入高速混料機(jī)內(nèi)混勻，然后按照傳統(tǒng)樹脂基摩擦材料的干法一次成型工藝進(jìn)行壓制、熱固化處理，最后機(jī)加工、陶瓷化處理、檢驗(yàn)包裝。按照所述工藝制得的半金屬陶瓷基氣壓盤式剎車片制動(dòng)力矩大、緊急制動(dòng)舒適、熱衰退小、而且生產(chǎn)工藝簡單，環(huán)保，特別適用于重載貨車氣壓盤式制動(dòng)器，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
文檔編號(hào)F16D65/12GK101813151SQ20101017948
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者劉伯威, 賀云果, 劉詠, 李度成 申請(qǐng)人:湖南博云汽車制動(dòng)材料有限公司, 中南大學(xué)