本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度耐磨剎車片。

背景技術(shù)：

摩擦材料被廣泛用于各種交通運(yùn)輸工具（如汽車、火車、飛機(jī)等）和各種機(jī)械設(shè)備的制動(dòng)器、離合器及摩擦傳動(dòng)裝置中的制動(dòng)材料。按功能及安裝的部位主要分為制動(dòng)器襯片和離合器面片。摩擦材料在汽車工業(yè)中屬于關(guān)鍵的安全件，汽車的啟動(dòng)、制動(dòng)和駐車都離不開(kāi)摩擦材料，摩擦材料的好壞、優(yōu)劣可直接關(guān)系著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，其功能地位不言而喻。但傳統(tǒng)的汽車摩擦材料存在一些缺陷，如石棉汽車摩擦材料，因?yàn)槭奘且环N天然的礦物纖維，它具有較高的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度，但是石棉對(duì)人體健康有一定的危險(xiǎn)性。因此人們開(kāi)始研究不添加石棉的摩擦材料，對(duì)摩擦材料的組分配方進(jìn)行調(diào)整、改進(jìn)，選用金屬纖維或金屬纖維等等。

現(xiàn)在用于剎車片的摩擦材料眾多，最常用的是金屬混合材料和陶瓷材料，金屬混合材料如專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810068968.2公開(kāi)了一種由鐵粉、銅粉、石墨、石英砂、碳化硅等組成的剎車片摩擦層，特點(diǎn)是該摩擦層的金屬含量高，耐磨性和硬度好，缺點(diǎn)是摩擦系統(tǒng)不高，且由于硬度太硬，會(huì)對(duì)接觸部件造成少量的磨損，長(zhǎng)期使用損壞部件；陶瓷材料如專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310115341.9公開(kāi)了一種由粉煤灰、改性酚醛樹(shù)脂、樹(shù)脂、鋯石、煅燒焦炭、硫酸鋇、人造石墨和偶聯(lián)劑構(gòu)成的耐磨材料，特點(diǎn)是含碳量高、氣孔率高、穩(wěn)定摩擦系數(shù)、導(dǎo)熱性低等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是硬度小、高溫時(shí)的熱衰退性強(qiáng)。

另外，隨著工業(yè)化的發(fā)展，摩擦材料的使用量越來(lái)越大，其填料---石墨的使用量也是逐年增加。然而天然石墨的價(jià)格還是較高的，人們也開(kāi)始對(duì)天然石墨的替代品進(jìn)行了深入研究。

高粱，拉丁文名：Sorghum bicolor (L.) Moench 禾本科、高粱屬一年生草本植物。稈較粗壯，直立，基部節(jié)上具支撐根。葉鞘無(wú)毛或稍有白粉；葉舌硬膜質(zhì)，先端圓，邊緣有纖毛。[1] 性喜溫暖，抗旱、耐澇。按性狀及用途可分為食用高粱、糖用高粱、帚用高粱等類。中國(guó)栽培較廣，以東北各地為最多。食用高粱谷粒供食用、釀酒。收割高粱之后，會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物---高粱稈。通常人們處理方式是直接焚燒，這種方式雖然對(duì)其進(jìn)行了一定利用，但是焚燒產(chǎn)生的煙塵大，在一定程度上污染環(huán)境。而高粱稈中含有大量碳源，如果采用高粱稈制成的碳粉取代石墨添加到摩擦材料中，將極大的降低了摩擦材料的生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度耐磨剎車片。本發(fā)明重新優(yōu)化了當(dāng)前剎車片摩擦材料的組合配方，而且充分利用了高粱的副產(chǎn)物---高粱稈，將其進(jìn)行碳化、石墨化，制成活性炭粉，作為天然石墨粉的替代品加入到摩擦材料中，有效降低了摩擦材料的生產(chǎn)成本，拓寬高粱稈的利用渠道，提高了高粱稈的經(jīng)濟(jì)效益。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種高強(qiáng)度耐磨剎車片，包括以下重量份數(shù)的組分：順丁橡膠60～70份、玻璃纖維10～20份、金屬纖維10～20份、鐵粉10～20份、聚丙烯5～10份、硅油5～10份、高粱稈活性炭粉10～15份、滑石粉5～10份、二硫化鉬5～10份、分散劑5～10份、阻燃劑2～5份和三氧化釩1～2份。

作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的方案，該高強(qiáng)度耐磨剎車片，包括以下重量份數(shù)的組分：順丁橡膠65份、玻璃纖維15份、金屬纖維15份、鐵粉15份、聚丙烯7份、硅油8份、高粱稈活性炭粉13份、滑石粉7份、二硫化鉬7份、分散劑8份、阻燃劑3份和三氧化釩1份。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述的高粱稈活性炭粉是將高粱稈依次經(jīng)清洗烘干、粉碎壓制成塊、碳化處理、石墨化處理之后獲得的碳粉末。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述的碳化處理具體為：將高粱稈塊放入貧氧爐進(jìn)行碳化處理；排潮期從點(diǎn)火至爐溫上升到150℃，時(shí)間為5小時(shí)；然后升溫至250℃，打開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)，對(duì)爐內(nèi)鼓風(fēng)，初級(jí)碳化時(shí)間為4小時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)30分鐘，停30分鐘，循環(huán)4次；升溫至500℃，升溫時(shí)間為2小時(shí)，溫度升至500℃后，保溫2小時(shí)，再升溫至650℃，升溫時(shí)間為4小時(shí)，升溫至650℃時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)1小時(shí)，停1小時(shí)，循環(huán)2次，再升溫至850℃，1小時(shí)后，打開(kāi)通風(fēng)機(jī)，送入空氣和水蒸汽，逐步冷卻，生成碳，6小時(shí)后出爐。

進(jìn)一步說(shuō)明，所述的石墨化處理具體為：把出爐后的碳冷卻后放入石墨化爐中，進(jìn)行石墨化處理；首先以2℃/分鐘的速度升溫至350℃，充壓4MPa，再以1℃/分鐘的速度升溫550℃，保溫2小時(shí)，再在氬氣保護(hù)下升溫至2500℃進(jìn)行石墨化，再自然冷卻至室溫，然后磨制成200目的碳粉末。

本發(fā)明中的阻燃劑采用市場(chǎng)上通常銷售的氫氧化鋁類型阻燃劑即可。添加少量的三氧化釩可以有效的提高摩擦材料的強(qiáng)度。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明的高強(qiáng)度耐磨剎車片對(duì)成分的組合配比進(jìn)行了優(yōu)化，具有良好的耐熱性、耐磨性，不再采用石棉組分，環(huán)保健康。

2.原料來(lái)源廣泛、生產(chǎn)成本低；充分利用了高粱種植業(yè)的副產(chǎn)物---高粱稈，將其進(jìn)行碳化、石墨化，制成人活性炭粉，作為天然石墨粉的替代品加入到摩擦材料中，有效降低了摩擦材料的生產(chǎn)成本，提高了高粱稈的經(jīng)濟(jì)效益。以高粱稈制成的活性炭粉為填料，可以增加摩擦材料的韌性，提升其性能和制動(dòng)效果，摩擦系數(shù)穩(wěn)定，降低了摩擦?xí)r產(chǎn)生的噪音且環(huán)保無(wú)污染。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1：

一種高強(qiáng)度耐磨剎車片，包括以下重量份數(shù)的組分：順丁橡膠60份、玻璃纖維10份、金屬纖維10份、鐵粉10份、聚丙烯5份、硅油5份、高粱稈活性炭粉10份、滑石粉5份、二硫化鉬5份、分散劑5份、阻燃劑2份和三氧化釩1份。

所述的高粱稈活性炭粉是將高粱稈依次經(jīng)清洗烘干、粉碎壓制成塊、碳化處理、石墨化處理之后獲得的碳粉末。所述的碳化處理具體為：將高粱稈塊放入貧氧爐進(jìn)行碳化處理；排潮期從點(diǎn)火至爐溫上升到150℃，時(shí)間為5小時(shí)；然后升溫至250℃，打開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)，對(duì)爐內(nèi)鼓風(fēng)，初級(jí)碳化時(shí)間為4小時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)30分鐘，停30分鐘，循環(huán)4次；升溫至500℃，升溫時(shí)間為2小時(shí)，溫度升至500℃后，保溫2小時(shí)，再升溫至650℃，升溫時(shí)間為4小時(shí)，升溫至650℃時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)1小時(shí)，停1小時(shí)，循環(huán)2次，再升溫至850℃，1小時(shí)后，打開(kāi)通風(fēng)機(jī)，送入空氣和水蒸汽，逐步冷卻，生成碳，6小時(shí)后出爐。所述的石墨化處理具體為：把出爐后的碳冷卻后放入石墨化爐中，進(jìn)行石墨化處理；首先以2℃/分鐘的速度升溫至350℃，充壓4MPa，再以1℃/分鐘的速度升溫550℃，保溫2小時(shí)，再在氬氣保護(hù)下升溫至2500℃進(jìn)行石墨化，再自然冷卻至室溫，然后磨制成200目的碳粉末。

實(shí)施例2：

一種高強(qiáng)度耐磨剎車片，包括以下重量份數(shù)的組分：順丁橡膠70份、玻璃纖維20份、金屬纖維20份、鐵粉20份、聚丙烯10份、硅油10份、高粱稈活性炭粉15份、滑石粉10份、二硫化鉬10份、分散劑10份、阻燃劑5份和三氧化釩2份。

所述的高粱稈活性炭粉是將高粱稈依次經(jīng)清洗烘干、粉碎壓制成塊、碳化處理、石墨化處理之后獲得的碳粉末。所述的碳化處理具體為：將高粱稈塊放入貧氧爐進(jìn)行碳化處理；排潮期從點(diǎn)火至爐溫上升到150℃，時(shí)間為5小時(shí)；然后升溫至250℃，打開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)，對(duì)爐內(nèi)鼓風(fēng)，初級(jí)碳化時(shí)間為4小時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)30分鐘，停30分鐘，循環(huán)4次；升溫至500℃，升溫時(shí)間為2小時(shí)，溫度升至500℃后，保溫2小時(shí)，再升溫至650℃，升溫時(shí)間為4小時(shí)，升溫至650℃時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)1小時(shí)，停1小時(shí)，循環(huán)2次，再升溫至850℃，1小時(shí)后，打開(kāi)通風(fēng)機(jī)，送入空氣和水蒸汽，逐步冷卻，生成碳，6小時(shí)后出爐。所述的石墨化處理具體為：把出爐后的碳冷卻后放入石墨化爐中，進(jìn)行石墨化處理；首先以2℃/分鐘的速度升溫至350℃，充壓4MPa，再以1℃/分鐘的速度升溫550℃，保溫2小時(shí)，再在氬氣保護(hù)下升溫至2500℃進(jìn)行石墨化，再自然冷卻至室溫，然后磨制成200目的碳粉末。

實(shí)施例3：

一種高強(qiáng)度耐磨剎車片，包括以下重量份數(shù)的組分：順丁橡膠65份、玻璃纖維15份、金屬纖維15份、鐵粉15份、聚丙烯7份、硅油8份、高粱稈活性炭粉13份、滑石粉7份、二硫化鉬7份、分散劑8份、阻燃劑3份和三氧化釩1份。

所述的高粱稈活性炭粉是將高粱稈依次經(jīng)清洗烘干、粉碎壓制成塊、碳化處理、石墨化處理之后獲得的碳粉末。所述的碳化處理具體為：將高粱稈塊放入貧氧爐進(jìn)行碳化處理；排潮期從點(diǎn)火至爐溫上升到150℃，時(shí)間為5小時(shí)；然后升溫至250℃，打開(kāi)鼓風(fēng)機(jī)，對(duì)爐內(nèi)鼓風(fēng)，初級(jí)碳化時(shí)間為4小時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)30分鐘，停30分鐘，循環(huán)4次；升溫至500℃，升溫時(shí)間為2小時(shí)，溫度升至500℃后，保溫2小時(shí)，再升溫至650℃，升溫時(shí)間為4小時(shí)，升溫至650℃時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)1小時(shí)，停1小時(shí)，循環(huán)2次，再升溫至850℃，1小時(shí)后，打開(kāi)通風(fēng)機(jī)，送入空氣和水蒸汽，逐步冷卻，生成碳，6小時(shí)后出爐。所述的石墨化處理具體為：把出爐后的碳冷卻后放入石墨化爐中，進(jìn)行石墨化處理；首先以2℃/分鐘的速度升溫至350℃，充壓4MPa，再以1℃/分鐘的速度升溫550℃，保溫2小時(shí)，再在氬氣保護(hù)下升溫至2500℃進(jìn)行石墨化，再自然冷卻至室溫，然后磨制成200目的碳粉末。