一種低噪音的安全型摩擦材料及摩擦片的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明旨在提供一種擁有高摩擦系數和安全性能的同時，兼顧噪音性能問題的摩擦材料及摩擦片的制備方法。本發(fā)明材料按照重量百分比計，其包括以下組分：樹脂4～10%，焦炭粉6～10%，腈粉0.5～5%，輪胎粉1～8%，剛玉1～4%，石墨9～20%，鐵黑1～3%，鉻鐵礦粉4～5%，活性炭1～3%，摩擦粉2～5%，纖維20～30%，填料30～55%；利用上述材料制備摩擦片的方法按以下步驟進行：（1）混料：制作摩擦材料混拌料；（2）預壓：混拌料進行預成型；（3）熱壓：將壓坯放入模具中進行熱壓，并作間隔排氣處理；（4）熱處理：從室溫～185℃，分階段進行等速升溫和保溫；（5）尺寸加工。本發(fā)明應用于摩擦材料領域。
【專利說明】一種低噪音的安全型摩擦材料及摩擦片的制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種摩擦材料，尤其涉及一種汽車剎車盤用低噪音的安全型摩擦材料 及摩擦片的制備方法。

【背景技術】
[0002] 隨著時代的進步，人們的生活水平不斷提高，追求由最初的滿足于溫飽提高到了 對物質的追求，進而對各個方面的最低需求都提高了一個檔次，交通工具由原來的徒步升 級到馬車，現(xiàn)在已經是滿大街的汽車。人們在不滿汽車造成"堵城"的同時，也對其所帶來 的污染越來越關注，其中噪音污染就是名列前茅的環(huán)境問題。部分的噪音污染是由汽車的 制動過程造成的，作為摩擦材料生產廠家，有義務對降低這類污染履行社會責任。
[0003] 要實現(xiàn)制動的低噪音性，降低環(huán)境的污染，改善人們的生活水平，通過制動器內的 摩擦材料是實現(xiàn)該目標的重要方向之一，因此開發(fā)出低噪音性摩擦材料是生產廠家履行義 務的關鍵。從摩擦機理與摩擦材料的組成來看，有機物、磨料和潤滑材料之間的配比是影響 噪音性能的主要因素，嚴格控制有機物、磨料和潤滑材料的用量和搭配是改善噪音性能的 重要研宄方向。
[0004] 另外，通過大量的數據分析，噪音不僅僅與摩擦材料摩擦性能有關，同時也與摩擦 材料的硬度、產品的平面度等相關。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種擁有高摩擦系數和 安全性能的同時，兼顧噪音性能問題的摩擦材料及應用該材料進行摩擦片制備的方法。
[0006] 本發(fā)明所述低噪音的安全型摩擦材料所采用的技術方案是：本發(fā)明中，按重量百 分比計，該材料包括以下組分：樹脂4?10%，焦炭粉6?10%，腈粉0. 5?5%，輪胎粉1? 8%，剛玉1?4%，石墨9?20%，鐵黑1?3%，鉻鐵礦粉4?5%，活性炭1?3%，摩擦粉2? 5%，纖維20?30%，填料30?55%。
[0007] 進一步地，按重量百分比計，該材料包括以下組分：樹脂10%，焦炭粉6. 8%，腈粉 〇. 5%，輪胎粉1. 0%，剛玉1. 5%，石墨9. 1%，鐵黑2. 5%，鉻鐵礦粉4. 3%，活性炭2. 0%，摩擦粉 2. 3%，纖維 22. 15%，填料 37. 85%。
[0008] 進一步地，按重量百分比計，該材料包括以下組分：樹脂8. 0%，焦炭粉6. 8%，腈粉 1. 〇%，輪胎粉1. 2%，剛玉1. 5%，石墨10. 5%，鐵黑2. 5%，鉻鐵礦粉4. 3%，活性炭1. 5%，摩擦粉 2. 3%，纖維 22. 15%，填料 38. 25%。
[0009] 進一步地，按重量百分比計，該材料包括以下組分：樹脂4. 7%，焦炭粉6. 8%，腈粉 1. 7%，輪胎粉4. 3%，剛玉1. 7%，石墨12. 8%，鐵黑1. 7%，鉻鐵礦粉4. 3%，活性炭3. 0%，摩擦粉 4. 3%，纖維 22. 15%，填料 32. 55%。
[0010] 進一步地，所述纖維由金屬纖維和有機纖維混合而成，按重量百分比計，所述金屬 纖維的含量為21. 3%，所述有機纖維的含量為0. 85%。
[0011] 進一步地，按重量百分比計，所述填料包括重晶石28.0%、冰晶石6.0%、氧化鈣 0. 85%、硫化物 3. 0%。
[0012] 進一步地，按重量百分比計，所述填料包括重晶石28. 4%、冰晶石6. 0%、氧化鈣 0. 85%、硫化物 3. 0%。
[0013] 進一步地，所述活性炭和所述摩擦粉作為填料其中的一種成分加入，按重量百分 比計，所述填料還包括重晶石22. 98%、冰晶石6. 0%、氧化鈣0. 85%、硫化物3. 0%。
[0014] 更進一步地，所述樹脂為酚醛樹脂或直線型樹脂，所述腈粉為丁腈膠粉、丁苯膠 粉。
[0015] 本發(fā)明利用上述摩擦材料進行摩擦片制備的方法所采用的技術方案為，該制備方 法采用干法成型工藝，按以下步驟進行： (1) 混料：按重量百分比稱取所有原材料，把所有材料放入高速混料機中，攪拌2?10 分鐘，制成摩擦材料混拌料； (2) 預壓：混拌料放入模具中，常溫，壓制壓力50±2MPa，保壓時間5s，無需排氣的條件 下進行預成型； (3) 熱壓：將壓坯放入模具中，模具溫度控制在150±5°C，壓制壓力30±2MPa，保溫保 壓時間在25s/mm的條件下進行熱壓；熱壓開始8s排氣，以后間隔5s,每次排氣3s,排氣 3?5次； (4) 熱處理：從室溫?140°C，等速升溫2h,保溫Ih ;從140°C?160°C，等速升溫Ih, 保溫Ih ;從160°C?185°C，等速升溫lh，保溫3h ; (5) 尺寸加工：產品從模具中取出，采用專用的磨削設備，保證摩擦片平面度0. 2mm以 內。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明從噪音的角度出發(fā)，適當的添加一定比例的膠粉、輪 胎粉、摩擦粉等有機材料，使摩擦材料在保證一定的機械強度的同時，擁有較低的硬度，從 而改善摩擦材料與對偶之間的接觸情況，進而改善噪音性能；本發(fā)明通過控制樹脂、活性炭 的用量，控制摩擦材料內部的孔隙情況；通過控制膠粉、輪胎粉以及摩擦粉的用量，控制摩 擦材料的硬度；通過控制磨料以及潤滑材料的用料以及種類，保證摩擦材料的安全性；與 現(xiàn)有技術相比，嚴格控制材料組分中有機物、磨料以及潤滑材料的用量與搭配，材料具體為 樹脂、焦炭粉、膠粉、輪胎粉、剛玉、石墨的用量與搭配，來達到滿足高摩擦性能的同時，滿足 降低噪音的需求。經過材料研發(fā)、性能測試及裝車試驗，所得產品的摩擦系數高而穩(wěn)定、噪 音性能優(yōu)異、內剪切強度高、材料比重小、硬度適中、成本低，解決了一般摩擦材料高摩擦系 數與噪音性能之間的矛盾，同時實現(xiàn)了材料的無石棉化和生產效率的提高。

【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明提供一種擁有高摩擦系數和安全性能的同時，兼顧噪音性能問題的摩擦材 料及利用該材料進行摩擦片制作的制備方法。本發(fā)明針對國內現(xiàn)有技術的不足，通過實際 的調查研宄，了解噪音問題的產生與摩擦材料的相關關系，嚴格控制材料組分中有機物和 磨料的用量與搭配，材料具體為樹脂、焦炭粉、膠粉、輪胎粉、剛玉、石墨的用量與搭配，來達 到擁有高摩擦系數的同時，擁有優(yōu)異的噪音性能。經過材料研發(fā)、性能測試及實際裝車試 驗，所得產品的摩擦系數高而穩(wěn)定、磨損率小、噪音性能優(yōu)異、內剪切強度高、材料比重小、 硬度適中、成本不高。下面，以具體的實施例來對本發(fā)明作進一步的說明。
[0018] 實施例一： 所述摩擦材料按照百分比計，其包括以下組分：樹脂10%，焦炭粉6. 8%，腈粉0. 5%，輪胎 粉1. 0%，剛玉1. 5%，石墨9. 1%，鐵黑2. 5%，鉻鐵礦粉4. 3%，摩擦粉2. 3%，纖維22. 15%，填料 39. 85%。所述纖維由金屬纖維和有機纖維混合而成，按重量百分比計，所述金屬纖維的含量 為21. 3%，所述有機纖維的含量為0. 85%。所述填料包括重晶石30. 0%、冰晶石6. 0%、氧化鈣 0. 85%、硫化物3. 0%，合計含量39. 85%。所述樹脂為酚醛樹脂或直線型樹脂，所述腈粉為丁 腈膠粉、丁苯膠粉。
[0019] 按上述重量比例稱取各原材料，采用干法預成型工藝，按以下五個步驟進行： (1) 混料：按重量百分比稱取所有原材料，把所有材料放入高速混料機中，攪拌4分鐘， 制成摩擦材料混拌料； (2) 預壓：混拌料放入模具中，常溫，壓制壓力50±2MPa，保壓時間5s，無需排氣的條件 下進行預成型； (3) 熱壓：將壓坯放入模具中，模具溫度控制在150±5°C，壓制壓力30±2MPa，保溫保 壓時間在25s/mm的條件下進行熱壓；熱壓開始8s排氣，以后間隔5s,每次排氣3s,排氣 3?5次； (4) 熱處理：從室溫?140°C，等速升溫2h,保溫Ih ;從140°C?160°C，等速升溫Ih, 保溫Ih ;從160°C?185°C，等速升溫lh，保溫3h ; (5) 尺寸加工：產品從模具中取出，采用專用的磨削設備，保證摩擦片平面度0. 2mm以 內。
[0020] 實施例二： 所述摩擦材料按照百分比計，其包括以下組分：樹脂8. 0%，焦炭粉6. 8%，腈粉1. 0%，輪 胎粉1. 2%，剛玉1. 5%，石墨10. 5%，鐵黑2. 5%，鉻鐵礦粉4. 3%，活性炭1. 5%，摩擦粉2. 3%，纖 維22. 15%，填料38. 25%。所述纖維由金屬纖維和有機纖維混合而成，按重量百分比計，所述 金屬纖維的含量為21. 3%，所述有機纖維的含量為0. 85%。所述填料包括重晶石28. 4%、冰晶 石6. 0%、氧化鈣0. 85%、硫化物3. 0%。
[0021] 按上述重量比例稱取各種原材料，同實施實例一所述工藝步驟制備。
[0022] 實施例三： 所述摩擦材料按照百分比計，其包括以下組分：樹脂4. 7%，焦炭粉6. 8%，腈粉1. 7%，輪 胎粉4. 3%，剛玉1. 7%，石墨12. 8%，鐵黑1. 7%，鉻鐵礦粉4. 3%，活性炭3. 0%，摩擦粉4. 3%，纖 維22. 15%，填料32. 55%。所述纖維由金屬纖維和有機纖維混合而成，按重量百分比計，所述 金屬纖維的含量為21. 3%，所述有機纖維的含量為0. 85%。在本實施例中，所述活性炭和所 述摩擦粉作為填料其中的一種成分加入，按重量百分比計，所述填料還包括重晶石22. 98%、 冰晶石6. 0%、氧化鈣0. 85%、硫化物3. 0%。
[0023] 按上述重量比例稱取各種原材料，同實施實例一所述工藝步驟制備。
[0024] 對本發(fā)明所述的摩擦材料參照GB5763-2008中的試驗方法，進行硬度以及空隙率 的測試，測試結果見表1。
[0025] 表1硬度&孔隙率測試結果

【權利要求】
1. 一種低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，按重量百分比計，該材料包括以下組 分：樹脂4?10%，焦炭粉6?10%，腈粉0. 5?5%，輪胎粉1?8%，剛玉1?4%，石墨9? 20%，鐵黑1?3%，鉻鐵礦粉4?5%，活性炭1?3%，摩擦粉2?5%，纖維20?30%，填料 30 ?55%。
2. 根據權利要求1所述的一種低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，按重量百分比 計，該材料包括以下組分：樹脂10%，焦炭粉6. 8%，腈粉0. 5%，輪胎粉1. 0%，剛玉1. 5%，石墨 9. 1%，鐵黑2. 5%，鉻鐵礦粉4. 3%，活性炭2. 0%，摩擦粉2. 3%，纖維22. 15%，填料37. 85%。
3. 根據權利要求1所述的一種低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，按重量百分比 計，該材料包括以下組分：樹脂8. 0%，焦炭粉6. 8%，腈粉1. 0%，輪胎粉1. 2%，剛玉1. 5%，石墨 10. 5%，鐵黑2. 5%，鉻鐵礦粉4. 3%，活性炭1. 5%，摩擦粉2. 3%，纖維22. 15%，填料38. 25%。
4. 根據權利要求1所述的一種低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，按重量百分比 計，該材料包括以下組分：樹脂4. 7%，焦炭粉6. 8%，腈粉1. 7%，輪胎粉4. 3%，剛玉1. 7%，石墨 12. 8%，鐵黑1. 7%，鉻鐵礦粉4. 3%，活性炭3. 0%，摩擦粉4. 3%，纖維22. 15%，填料32. 55%。
5. 根據權利要求1至4任一項所述的一種低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于：所 述纖維由金屬纖維和有機纖維混合而成，按重量百分比計，所述金屬纖維的含量為21. 3%， 所述有機纖維的含量為〇. 85%。
6. 根據權利要求2所述的一種低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，按重量百分比 計，所述填料包括重晶石28. 0%、冰晶石6. 0%、氧化鈣0. 85%、硫化物3. 0%。
7. 根據權利要求3所述的一種低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，按重量百分比 計，所述填料包括重晶石28. 4%、冰晶石6. 0%、氧化鈣0. 85%、硫化物3. 0%。
8. 根據權利要求4所述的一種低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，所述活性炭 和所述摩擦粉作為填料其中的一種成分加入，按重量百分比計，所述填料還包括重晶石 22. 98%、冰晶石6. 0%、氧化鈣0. 85%、硫化物3. 0%。
9. 根據權利要求1至4任一項所述的一種低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，所述 樹脂為酚醛樹脂或直線型樹脂，所述腈粉為丁腈膠粉、丁苯膠粉。
10. -種利用如權利要求1所述的低噪音的安全型摩擦材料制備摩擦片的制備方法， 其特征在于，該制備方法采用干法成型工藝，按以下步驟進行： (1) 混料：按重量百分比稱取所有原材料，把所有材料放入高速混料機中，攪拌2?10 分鐘，制成摩擦材料混拌料； (2) 預壓：混拌料放入模具中，常溫，壓制壓力50±2MPa，保壓時間5s，無需排氣的條件 下進行預成型； (3) 熱壓：將壓坯放入模具中，模具溫度控制在150±5°C，壓制壓力30±2MPa，保溫保 壓時間在25s/mm的條件下進行熱壓；熱壓開始8s排氣，以后間隔5s,每次排氣3s,排氣 3?5次； (4) 熱處理：從室溫?140°C，等速升溫2h,保溫lh ;從140°C?160°C，等速升溫lh, 保溫lh ;從160°C?185°C，等速升溫lh，保溫3h ; (5) 尺寸加工：產品從模具中取出，采用專用的磨削設備，保證摩擦片平面度0. 2mm以 內。
【文檔編號】F16D69/02GK104497974SQ201410847958
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權日:2014年12月31日
【發(fā)明者】蔡海鵬, 李康, 曾文天, 易漢輝 申請人:珠海格萊利摩擦材料有限公司