專利名稱：用于陶瓷剎車片的摩擦材料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種剎車片，尤其是涉及一種用于陶瓷剎車片的摩擦材料組合物。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)20-80年代，石棉有機(jī)摩擦材料的使用相當(dāng)廣泛。自1972年國(guó)際腫瘤醫(yī)學(xué)會(huì)確認(rèn)石棉及其高溫?fù)]發(fā)物屬于致癌物后，國(guó)際上掀起一股禁止使用石棉摩擦材料的浪潮，而且隨著汽車速度的提高，使制動(dòng)品表面溫度高達(dá)300-500°C，石棉摩擦材料導(dǎo)熱性和耐熱性差，在400°C左右失去結(jié)晶水,550°C時(shí)結(jié)晶水完全喪失,基本失去增強(qiáng)效果，石棉脫水后會(huì)造成摩擦性不穩(wěn)定、工作層材料變質(zhì)、磨損加劇，出現(xiàn)明顯的熱衰退現(xiàn)象，石棉有機(jī)摩擦材料已不適應(yīng)汽車工業(yè)和現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需求，已逐漸被新材料取代。半金屬和少金屬剎車材料是我國(guó)主要推廣應(yīng)用的無石棉摩擦材料。但半金屬剎車材料存在如下缺點(diǎn)1、鋼纖維容易生銹，銹蝕后或者出現(xiàn)粘著對(duì)偶或者損傷對(duì)偶，使摩擦片強(qiáng)度降低，磨損加劇，摩擦系數(shù)穩(wěn)定性變差；2、半金屬摩擦材料熱傳導(dǎo)率高，當(dāng)摩擦溫度高于300°C時(shí)，一方面使摩擦材料與鋼基板間粘結(jié)樹脂分解，加之溫度差因其熱應(yīng)力甚至出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，另一方面大量的摩擦熱迅速傳遞到活塞的液壓施力機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致密封圈軟化和制動(dòng)渡發(fā)生氣化而造成制動(dòng)失靈；3、半金屬摩擦材料雖然消除了石棉摩擦材料容易產(chǎn)生的高頻噪音，卻容易產(chǎn)生低速下的低頻噪音。近年來研發(fā)的陶瓷剎車材料具有使用壽命長(zhǎng)、無銹蝕、摩擦系數(shù)高、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，但國(guó)內(nèi)已公開的陶瓷剎車材料的配方設(shè)計(jì)還不夠完善，對(duì)摩擦材料研究一般也只限于摩擦材料密度、硬度和強(qiáng)度等理化性能，很多這些材料共同形成的結(jié)構(gòu)的真正作用還沒有很好的掌握，因此現(xiàn)有陶瓷剎車片性能不夠穩(wěn)定，很多剎車片在高溫或連續(xù)制動(dòng)時(shí)，其摩擦系數(shù)易衰退、容易出現(xiàn)抱死或剎車失效現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn) 有汽車剎車片容易生銹，材料傳熱性高，高溫時(shí)性能不穩(wěn)定，剎車時(shí)產(chǎn)生低頻噪音等技術(shù)問題。本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種用于陶瓷剎車片的摩擦材料組合物，主要由下列組分按重量百分比制成
莫來石陶瓷纖維14-18%、噴膠硅酸鋁纖維10-13%、芳綸漿柏10-12%、紫銅纖維8-9%、鈦酸鉀晶須8-10%、納米氧化鐵3-5%、氫氧化鋁0. 8-1%、重晶石7-12%、鉀長(zhǎng)石8_10%、鉻鐵礦3-5%、氫氧化鎂1-1. 5%、氧化鋅0. 2-0. 5%、石墨顆粒7-11%、膨脹石墨6_9%、丁腈橡膠1_2%、腰果殼油改性酚醛樹脂6-10%。在本發(fā)明中，莫來石陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料，具有重量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低、比熱小及耐機(jī)械震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。噴膠硅酸鋁纖維能很好的吸收摩擦材料因制動(dòng)而發(fā)出的噪音具有良好的耐高溫性能，極低的導(dǎo)熱系數(shù)，它附于摩擦材料表面能有效的降低摸材料中其他低溫材料的熱衰退性和膨脹性，提高了摩擦材料在制造和使用過程中的穩(wěn)定性。
芳綸漿柏具有良好的機(jī)械性能，優(yōu)異的耐熱性能及穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，可取代石棉纖維用作剎車片的主要材料。紫銅纖維具有硬度低，導(dǎo)熱性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)用于摩擦材料時(shí)，它能降低磨損，穩(wěn)定摩擦系數(shù)，改善散熱性能；同時(shí)因制動(dòng)摩擦受熱而軟化的紫銅纖維能代替部分燒蝕了的粘合劑，以鱗片狀滲入表面，提高制動(dòng)性能。鈦酸鉀晶須指一類化學(xué)式為K2O · nTi02或K2Tin02n+1的、微型外觀為針狀晶體的無機(jī)高分子化合物，其莫氏硬度為4，容易與基體材料混合均勻。使用了鈦酸鉀晶須的剎車片，在機(jī)動(dòng)車剎車過程中，能夠使剎車片的摩擦系數(shù)不發(fā)生大的變化，尤其是長(zhǎng)時(shí)間剎車過程中，不會(huì)因?yàn)閯x車時(shí)導(dǎo)致剎車片溫度的升高引起剎車片的失效或“抱死”，從而提高了剎車片使用過程中的安全性能。納米氧化鐵可作為符合陶瓷基片，氫氧化鋁作為摩阻材料，加入摩擦材料中可調(diào)整剎車片的摩擦系數(shù)。其熱膨脹系數(shù)小，化學(xué)穩(wěn)定性高，可以保持摩擦材料的摩擦穩(wěn)定性。重晶石主要成分為硫酸鋇，其化學(xué)惰性及穩(wěn)定性好，硬度適中，可用作填充劑。鉻鐵礦屬于鉻和鐵的氧化物礦，硬度很高，同時(shí)也耐高溫耐火，在剎車片中可用作增摩劑。鉀長(zhǎng)石是鉀的鋁硅酸鹽礦物，是一種很好的磨料。氫氧化鎂、氫氧化鋁可用于耐磨材料，具有耐高溫防燃的特點(diǎn)，可提高剎車片穩(wěn)定性。石墨顆粒具有比重小、耐高溫、強(qiáng)耐磨等特點(diǎn)，可用作剎車片的減摩劑，降低剎車噪音。膨脹石墨是一種極佳的摩擦材料，它具有良好的可塑性和柔韌性，用在摩擦材料中具有耐高溫、絕熱、潤(rùn)滑的作用，可減少摩擦材料的熱衰退，穩(wěn)定摩擦材料的摩擦系數(shù)。丁腈橡膠是一種合成橡膠，具有優(yōu)良的粘結(jié)性能，用于制作耐磨零件。腰果殼油改性酚醛樹脂與普通酚醛樹脂相比具有更好的柔韌性較好的加工性能和耐酸堿性，抗熱衰退和恢復(fù)性能好，是摩擦材料中最常用的粘結(jié)劑產(chǎn)品。

為了獲得綜合性能優(yōu)異、穩(wěn)定的配方體系，發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，對(duì)多種成分進(jìn)行合理的搭配，確保各材料的優(yōu)點(diǎn)在摩擦材料中得到充分的發(fā)揮。如陶瓷纖維、噴膠硅酸鋁纖維、芳綸漿柏等增強(qiáng)纖維的合理選用，構(gòu)成了剎車片的基材；納米氧化鐵、氫氧化招、重晶石、石墨顆粒等摩擦性能調(diào)節(jié)劑不僅調(diào)節(jié)剎車片表面硬度、摩擦系數(shù)，也改善了傳熱性能和加工性能。丁腈橡膠、腰果殼油改性酚醛樹脂作為優(yōu)良的粘結(jié)劑很好的將上述組分結(jié)合在一起。本發(fā)明大大提高了摩擦材料的使用壽命，相對(duì)于現(xiàn)有的陶瓷剎車片，本發(fā)明高溫時(shí)的機(jī)械及制動(dòng)性能更好，剎車時(shí)腳感更為舒適，連續(xù)制動(dòng)安全性能大大提高、噪音更小并且完全附合日益提高的環(huán)保要求。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例1 :按質(zhì)量百分比將莫來石陶瓷纖維14%、噴膠硅酸鋁纖維10%、芳綸漿柏10%、紫銅纖維9%、鈦酸鉀晶須9%、納米氧化鐵3%、氫氧化鋁O. 8%、重晶石7%、鉀長(zhǎng)石8%、鉻鐵礦3%、氫氧化鎂1%、氧化鋅O. 2%、石墨顆粒7%、膨脹石墨6%、丁腈橡膠2%、腰果殼油改性酚醛樹脂10%放入高速分散機(jī)內(nèi)，攪拌成粉末狀后取出放入成形模具內(nèi)壓制成形，然后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫270°C，壓力為ISMPa的條件下，保持15分鐘，然后取出剎車片，除去毛刺即成為成品。
實(shí)施例2 :按質(zhì)量百分比將莫來石陶瓷纖維18%、噴膠硅酸鋁纖維13%、芳綸漿柏10%、紫銅纖維8%、鈦酸鉀晶須8%、納米氧化鐵3%、氫氧化鋁0. 8%、重晶石7%、鉀長(zhǎng)石8%、鉻鐵礦3%、氫氧化鎂1%、氧化鋅0. 2%、石墨顆粒7%、膨脹石墨6%、丁腈橡膠1%、腰果殼油改性酚醛樹脂6%放入高速分散機(jī)內(nèi)，攪拌成粉末狀后取出放入成形模具內(nèi)壓制成形，然后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫270°C，壓力為ISMPa的條件下，保持15分鐘，然后取出剎車片，除去毛刺即成為成品。實(shí)施例3 :按質(zhì)量百分比將莫來石陶瓷纖維16%、噴膠硅酸鋁纖維11. 5%、芳綸漿柏11%、紫銅纖維8. 5%、鈦酸鉀晶須8%、納米氧化鐵3%、氫氧化鋁0. 8%、重晶石9%、鉀長(zhǎng)石8%、鉻鐵礦3%、氫氧化鎂1%、氧化鋅0. 2%、石墨顆粒7%、膨脹石墨6%、丁腈橡膠1%、腰果殼油改性酚醛樹脂6%放入高速分散機(jī)內(nèi)，攪拌成粉末狀后取出放入成形模具內(nèi)壓制成形，然后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫270°C，壓力為ISMPa的條件下，保持15分鐘，然后取出剎車片，除去毛刺即成為成品。實(shí)施例4 :按質(zhì)量百分比將莫來石陶瓷纖維15%、噴膠硅酸鋁纖維11%、芳綸漿柏
10.5%、紫銅纖維8%、鈦酸鉀晶須8. 5%、納米氧化鐵3. 5%、氫氧化鋁0. 8%、重晶石8%、鉀長(zhǎng)石8. 5、鉻鐵礦3. 5%、氫氧化鎂I %、氧化鋅0. 2%、石墨顆粒7%、膨脹石墨6%、丁腈橡膠1. 5%、腰果殼油改性酚醛樹脂7%放入高速分散機(jī)內(nèi)，攪拌成粉末狀后取出放入成形模具內(nèi)壓制成形，然后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫270°C，壓力為ISMPa的條件下，保持15分鐘，然后取出剎車片，除去毛刺即 成為成品。實(shí)施例5 :按質(zhì)量百分比將莫來石陶瓷纖維17%、噴膠硅酸鋁纖維10%、芳綸漿柏10%、紫銅纖維8%、鈦酸鉀晶須9. 5%、納米氧化鐵4. 5%、氫氧化鋁0. 8%、重晶石7%、鉀長(zhǎng)石
8.5%、鉻鐵礦3%、氫氧化鎂1%、氧化鋅0. 2%、石墨顆粒7. 5%、膨脹石墨6%、丁腈橡膠1%、腰果殼油改性酚醛樹脂6%放入高速分散機(jī)內(nèi)，攪拌成粉末狀后取出放入成形模具內(nèi)壓制成形，然后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫270°C，壓力為ISMPa的條件下，保持15分鐘，然后取出剎車片，除去毛刺即成為成品。為了驗(yàn)證本發(fā)明的效果，按中國(guó)GB5763-2008國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，將實(shí)施例3制備的剎車片與英國(guó)FERODO公司生產(chǎn)的陶瓷剎車片分別在定速摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果如下
兩種剎車片的摩擦磨損性能對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1. 一種用于陶瓷剎車片的摩擦材料組合物，主要由下列組分按重量百分比制成 莫來石陶瓷纖維14-18%、噴膠硅酸鋁纖維10-13%、芳綸漿柏10-12%、紫銅纖維8-9%、鈦酸鉀晶須8-10%、納米氧化鐵3-5%、氫氧化鋁O. 8-1%、重晶石7-12%、鉀長(zhǎng)石8_10%、鉻鐵礦3-5%、氫氧化鎂1-1. 5%、氧化鋅O. 2-0. 5%、石墨顆粒7_11%、膨脹石墨6_9%、丁腈橡膠1_2%、腰果殼油改性酚醛樹脂6-10%。
全文摘要
用于陶瓷剎車片的摩擦材料組合物主要由下列組分按重量百分比制成莫來石陶瓷纖維14-18%、噴膠硅酸鋁纖維10-13%、芳綸漿粕10-12%、紫銅纖維8-9%、鈦酸鉀晶須8-10%、納米氧化鐵3-5%、氫氧化鋁0.8-1%、重晶石7-12%、鉀長(zhǎng)石8-10%、鉻鐵礦3-5%、氫氧化鎂1-1.5%、氧化鋅0.2-0.5%、石墨顆粒7-11%、膨脹石墨6-9%、丁腈橡膠1-2%、腰果殼油改性酚醛樹脂6-10%。本發(fā)明對(duì)多種成分進(jìn)行合理的搭配,確保各材料的優(yōu)點(diǎn)在摩擦材料中得到充分的發(fā)揮，大大提高了摩擦材料的使用壽命，相對(duì)于現(xiàn)有的陶瓷剎車片，本發(fā)明高溫時(shí)的機(jī)械及制動(dòng)性能更好。
文檔編號(hào)F16D69/02GK103059806SQ20121042734
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者張澤偉 申請(qǐng)人:瑞陽汽車零部件(仙桃)有限公司