低銅有機(jī)陶瓷剎車片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低銅有機(jī)陶瓷剎車片，包括粘接劑、增強(qiáng)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(diǎn)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(xué)品穩(wěn)定性、功能穩(wěn)定性好、柔韌性好等優(yōu)點(diǎn)用于摩擦材料配方設(shè)計(jì)，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(duì)偶，減少制動(dòng)噪音，克服高溫裂紋、減小環(huán)境污染等。
【專利說(shuō)明】低銅有機(jī)陶瓷剎車片

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

【背景技術(shù)】
[0002]作為汽車關(guān)鍵零部件的剎車片目前正在由單一材料向復(fù)合材料發(fā)展，其質(zhì)量的好壞直接影響機(jī)器的可靠性和操作人員的生命安全，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)交通運(yùn)輸工具和動(dòng)力機(jī)械的速度、負(fù)荷和安全性要求越來(lái)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(dòng)頻繁的民用運(yùn)載工具等都對(duì)響應(yīng)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(zhǎng)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)且對(duì)環(huán)境無(wú)污染的高性能摩擦材料提出了迫切的要求，有機(jī)陶瓷基摩擦材料應(yīng)運(yùn)而生，但其技術(shù)在我國(guó)還不夠成熟，在使用過(guò)程中存在耐沖擊強(qiáng)度差、摩擦系數(shù)高溫衰退大、產(chǎn)品易出現(xiàn)裂紋等缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)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(duì)偶，能減少制動(dòng)噪音，克服高溫裂紋、減小環(huán)境污染，能延長(zhǎng)使用壽命的低銅有機(jī)陶瓷剎車片。
[0004]其技術(shù)方案是:低銅有機(jī)陶瓷剎車片，包括粘接劑、增強(qiáng)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(shù)脂 6-14% 礦物纖維 13-17% 研磨劑1-18%
潤(rùn)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(shù)脂 8% 礦物纖維 15% 研磨劑8%
潤(rùn)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(shù)脂為改性酚醛樹(shù)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(rùn)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(shù)相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn):采用聚丙烯腈纖維和鈦酸鉀片晶摩擦材料增強(qiáng)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(zhǎng)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(duì)偶，減少制動(dòng)噪音，克服高溫裂紋、減小環(huán)境污染。

【具體實(shí)施方式】
[0009]低銅有機(jī)陶瓷剎車片，包括粘接劑、增強(qiáng)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(shù)脂 6-14 礦物纖維 13-17 研磨劑1-18 潤(rùn)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(shù)脂 8 礦物纖維 15 研磨劑8 潤(rùn)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(shù)脂為改性酚醛樹(shù)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(rùn)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(shù)脂:酚醛樹(shù)脂改性后，酚醛樹(shù)脂的沖擊韌性、粘接性、機(jī)械強(qiáng)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(qiáng)材料礦物纖維:生產(chǎn)的制動(dòng)襯片具有制動(dòng)平穩(wěn)可靠、高溫性能好、磨耗小、低(無(wú))噪音、壽命長(zhǎng)等顯著特點(diǎn)。
[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(rùn)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(rùn)滑作用，又能有效保護(hù)對(duì)偶盤。
[0016]填料使用硫酸鋇，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)磁性毒性，具有良好的耐燃性；碳酸鈣，在使用過(guò)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(fù)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(jià)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(jī)械性能:聞強(qiáng)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(xué)性能十分穩(wěn)定，與塑料復(fù)合相容性好，表現(xiàn)出優(yōu)良的耐摩耗性和潤(rùn)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(duì)設(shè)備和模具磨損小等許多顯著的優(yōu)點(diǎn)。它堆積密度較大，能減小粉塵飛揚(yáng)引起的環(huán)境污染。加上它能完全解決發(fā)生于制動(dòng)裝置的“剎車噪音”，同時(shí)穩(wěn)定高溫時(shí)摩擦系數(shù)、提高制動(dòng)舒適性和增加制動(dòng)片的使用壽命。
[0019]芳綸漿柏是對(duì)芳綸纖維進(jìn)行表面原纖化處理之后得到的，其獨(dú)特的表面結(jié)構(gòu)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(qiáng)纖維應(yīng)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(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好，無(wú)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(bǔ)強(qiáng)材料，回潮率為8%，平均長(zhǎng)度為2-2.5_，表面積為8m2/g。而被用作墊片增強(qiáng)材料，具有較好的回彈性能和密封性能，對(duì)人體健康及環(huán)境無(wú)危害，通常只需添加少于5%的漿柏，得到產(chǎn)品的強(qiáng)度相當(dāng)于50-60%石棉纖維增強(qiáng)的產(chǎn)品。用于增強(qiáng)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(qiáng)復(fù)合材料。是一種非常好的增強(qiáng)摩擦片的強(qiáng)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(diǎn)。
[0021]紫銅纖維具有吸熱、散熱快，耐聞溫的特點(diǎn)，與其他材料混合時(shí)，能提聞?wù)辰Y(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(diǎn)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(xué)品穩(wěn)定性、功能穩(wěn)定性好、柔韌性好等優(yōu)點(diǎn)用于摩擦材料配方設(shè)計(jì)，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(duì)偶，減少制動(dòng)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(shè)計(jì)了兩組配方(A配方和B配方)進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
實(shí)施方案:
配方A:
酚醛樹(shù)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(shù)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(shè)計(jì)，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(yàn)機(jī)依據(jù)北美ASE J2522標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行臺(tái)架測(cè)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(biāo)封裝試驗(yàn)結(jié)果:
從實(shí)驗(yàn)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(shí)，衰退率高達(dá)25%以上，高速性能較差，摩擦系數(shù)為0.20，在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)噪音。
[0026]使用本配方生產(chǎn)的剎車片，高溫時(shí)沒(méi)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(qiáng)度提高32%左右，使用過(guò)程中制動(dòng)舒適，無(wú)噪音產(chǎn)生，使用壽命達(dá)7萬(wàn)公里以上。
【權(quán)利要求】
1.低銅有機(jī)陶瓷剎車片，其特征在于:包括粘接劑、增強(qiáng)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(shù)脂 6-14% 礦物纖維 13-17% 研磨劑1-18% 潤(rùn)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(quán)利要求1所述的低銅有機(jī)陶瓷剎車片，其特征在于:其中最佳重量百分比是: 酚醛樹(shù)脂 8% 礦物纖維 15% 研磨劑8% 潤(rùn)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(quán)利要求1或2所述的低銅有機(jī)陶瓷剎車片，其特征在于:所述酚醛樹(shù)脂為改性酚醛樹(shù)脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低銅有機(jī)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(rùn)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(hào)】F16D69/02GK104154152SQ201410367084
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】田式國(guó), 郭恒, 金鑫, 張雪春 申請(qǐng)人:東營(yíng)寶豐汽車配件有限公司