無銅有機(jī)陶瓷剎車片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無銅有機(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)明在摩擦材料配方中采用改性硫化物和改性石墨摩擦材料增強(qiáng)劑和摩擦性能調(diào)節(jié)劑，改善摩擦材料的耐熱性、抗衰退性、降低噪音和耐沖擊性能延長(zhǎng)使用壽命，改善摩擦材料相應(yīng)的綜合使用性能。利用改性硫化物和改性石墨具有壓縮性能穩(wěn)定、極好的柔韌性、潤滑性等優(yōu)點(diǎn)用于摩擦材料配方設(shè)計(jì)，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)境污染等。
【專利說明】無銅有機(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，具體涉及一種無銅有機(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符合材料發(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、無污染、密度小、使用壽命長(zhǎng)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的高性能摩擦材料提出了迫切的要求，陶瓷有機(jī)配方含量的摩擦材料應(yīng)運(yùn)而生，但其技術(shù)在我國還不夠成熟，在使用過程中存在耐沖擊強(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)。而且從微觀上看，剎車片表面是凹凸不平的，在剎車時(shí)，接觸剎車盤的是一些小突起，這就會(huì)導(dǎo)致摩擦系數(shù)低，有噪音產(chǎn)生。


【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、降低噪音和耐沖擊性，能延長(zhǎng)使用壽命，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)境污染的無銅有機(jī)陶瓷剎車片。
[0004]其技術(shù)方案是:無銅有機(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:
酚醛樹脂 6-13% 礦物纖維 10-22% 氧化鐵 5-7%
石墨6-14% 硫酸鋇 12-20% 碳酸鈣 10-14%
芳綸漿柏 1-3% 鈦酸鉀 12-20% 輪胎粉 1-5%
改性硫化物2-8% 改性石墨 2-8%。
[0005]其中最佳重量百分比是:
酚醛樹脂 8% 礦物纖維 17% 氧化鐵 6%
石墨10% 硫酸鋇 16% 碳酸鈣 12%
芳綸漿柏 2% 鈦酸鉀 16% 輪胎粉 3%
改性硫化物5% 改性石墨 5%。
[0006]所述酚醛樹脂為改性酚醛樹脂。
[0007]所述摩擦性能調(diào)節(jié)劑包括研磨劑和潤滑劑，所述研磨劑包括三氧化二鋁、氧化鐵和氧化鎂的一種或一種以上的混合；所述潤滑劑包括石墨、改性石墨、二硫化鑰、云母和改性硫化物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):能改善摩擦材料的耐熱性、抗衰退性、降低噪音和耐沖擊性，能延長(zhǎng)使用壽命，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。

【具體實(shí)施方式】
[0009]無銅有機(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:
酚醛樹脂 6-13% 礦物纖維 10-22% 氧化鐵 5-7%
石墨6-14% 硫酸鋇 12-20% 碳酸鈣 10-14%
芳綸漿柏 1-3% 鈦酸鉀 12-20% 輪胎粉 1-5%
改性硫化物2-8% 改性石墨 2-8%。
[0010]其中最佳重量百分比是:
酚醛樹脂 8% 礦物纖維 17% 氧化鐵 6%
石墨10% 硫酸鋇 16% 碳酸鈣 12%
芳綸漿柏 2% 鈦酸鉀 16% 輪胎粉 3%
改性硫化物5% 改性石墨 5%。
[0011 ] 所述酚醛樹脂為改性酚醛樹脂。
[0012]所述摩擦性能調(diào)節(jié)劑包括研磨劑和潤滑劑，所述研磨劑包括三氧化二鋁、氧化鐵和氧化鎂的一種或一種以上的混合；所述潤滑劑包括石墨、改性石墨、二硫化鑰、云母和改性硫化物的一種或一種以上的混合。
[0013]其中，粘結(jié)劑使用改性酚醛樹脂:酚醛樹脂改性后，酚醛樹脂的沖擊韌性、粘接性、機(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)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(hù)對(duì)偶盤。
[0016]填料使用硫酸鋇，化學(xué)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(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，紫銅等高價(jià)值材料的用量，使摩擦材料成本大大降低；鈦酸鉀，
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。
[0017]增強(qiáng)材料使用芳綸漿柏，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。
[0018]改性石墨具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐高溫、灰份低、含碳量高、同時(shí)具有多孔結(jié)構(gòu)，有吸附性，抗熱震性、化學(xué)穩(wěn)定性好、可塑性好的特點(diǎn)，起到耐高溫、潤滑作用。在能降低磨損量，對(duì)改善熱衰退、減少制動(dòng)噪音有一定的效果，同時(shí)降低制動(dòng)盤的抖動(dòng)，提高行駛的舒適性。在常溫下有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐酸、耐堿和耐有機(jī)溶劑的腐蝕，化學(xué)穩(wěn)定性好。在常溫下使用時(shí)能經(jīng)受住溫度的劇烈變化而不致破壞，溫度突變時(shí)，體積變化不大，不會(huì)產(chǎn)生裂紋。
[0019]改性硫化物:改性硫化物的硬度低、延展性好，所以剎車片上的小突起很快磨平，具有以下好處:由點(diǎn)接觸到面接觸，接觸面積增大，摩擦系數(shù)增大；壓力、熱量分散化；磨耗降低，壽命增加；能降低噪音，腳感好。
[0020]另外，由于改性硫化物熔點(diǎn)低，容易形成液態(tài)熔融膜，這就有效地保護(hù)了剎車片、剎車盤，并且降低了噪音，可完全替代剎車片中銅，起到降低銅污染，保護(hù)環(huán)境。
[0021]本發(fā)明在摩擦材料配方中采用改性硫化物和改性石墨摩擦材料增強(qiáng)劑和摩擦性能調(diào)節(jié)劑，改善摩擦材料的耐熱性、抗衰退性、降低噪音和耐沖擊性能延長(zhǎng)使用壽命，改善摩擦材料相應(yīng)的綜合使用性能。利用改性硫化物和改性石墨具有壓縮性能穩(wěn)定、極好的柔韌性、潤滑性等優(yōu)點(diǎn)用于摩擦材料配方設(shè)計(jì)，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)境污染等。
[0022]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)施方案如下:
配方A:
酚醛樹脂 8% 礦物纖維 17% 氧化鐵6%
石墨10% 硫酸鋇 16% 碳酸鈣12%
芳綸纖維 2% 鈦酸鉀 16% 輪胎粉3%
紫銅纖維 10%。
[0023]配方B:
酚醛樹脂 8%礦物纖維 17% 氧化鐵6%
石墨10% 硫酸鋇 16% 碳酸鈣12%
芳綸漿柏 2%鈦酸鉀 16% 輪胎粉3%
改性硫化物 5%改性石墨 5%。
[0024]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，未采用改性硫化物和改性石墨(配方A)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)15%以上，高速性能較差，摩擦系數(shù)為0.20，在實(shí)驗(yàn)過程中有噪音產(chǎn)生；而采用改性硫化物和改性石墨的摩擦材料(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)無噪音。
[0025]使用本配方生產(chǎn)的剎車片，高溫時(shí)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(qiáng)度提高30%左右，使用過程中制動(dòng)舒適，無噪音產(chǎn)生，使用壽命達(dá)7萬公里以上。
【權(quán)利要求】
1.無銅有機(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: 酚醛樹脂 6-13% 礦物纖維 10-22% 氧化鐵 5-7% 石墨6-14% 硫酸鋇 12-20% 碳酸鈣 10-14% 芳綸漿柏 1-3% 鈦酸鉀 12-20% 輪胎粉 1-5% 改性硫化物2-8% 改性石墨 2-8%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無銅有機(jī)陶瓷剎車片，其特征在于:其中最佳重量百分比是: 酚醛樹脂 8% 礦物纖維 17% 氧化鐵 6% 石墨10% 硫酸鋇 16% 碳酸鈣 12% 芳綸漿柏 2% 鈦酸鉀 16% 輪胎粉 3% 改性硫化物5% 改性石墨 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無銅有機(jī)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(quán)利要求1所述的無銅有機(jī)陶瓷剎車片，其特征在于:所述摩擦性能調(diào)節(jié)劑包括研磨劑和潤滑劑，所述研磨劑包括三氧化二鋁、氧化鐵和氧化鎂的一種或一種以上的混合；所述潤滑劑包括石墨、改性石墨、二硫化鑰、云母和改性硫化物的一種或一種以上的混口 ο
【文檔編號(hào)】C08K7/04GK104179860SQ201410368159
【公開日】2014年12月3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, 郭恒, 張振華, 劉德亮 申請(qǐng)人:東營寶豐汽車配件有限公司