一种用稻麦秸秆制成刹车片摩擦材料的方法
【专利摘要】一种用稻麦秸秆制成刹车片摩擦材料的方法，涉及复合材料【技术领域】，配方如下：增韧纤维15％、改性树脂16％、增摩剂14％、硫磺+锡粉9％、炭黑1.6％、氧化锌2.5％、硫酸钡8.9％、稻麦秸秆炭粉10％、氢氧化铝6％、改性溧珠14％、硬脂酸锌3％。将上述材料混合搅拌均匀，在模具中压制，并按工艺要求进行磨削、倒角等机械加工，即制得刹车片。该方法以稻麦秸秆为原材料制成炭粉取代摩擦材料配方中石墨，降低了每年由于大量焚烧秸秆所带来的大气污染，并降低了刹车片的生产成本，增强了刹车性能和制动效果，摩擦系数稳定，结构简单，刹车噪音小，环保无污染。
【专利说明】一种用稻麦秸秆制成刹车片摩擦材料的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合材料【技术领域】，尤其涉及一种用稻麦秸杆制成刹车片摩擦材料的方法。
【背景技术】
[0002]改革开放以来，国民经济快速增长，科技创新、自主创新已成为国内工业发展的主流，我国工业正逐步向集约型、节能减排、低碳的方向发展。随着人们生活水平的日益提高，对汽车的需求也越来越大。近年来，我国汽车产业的产销数量不断增长，我国已然成为一个汽车产销大国。汽车上最重要的安全系统就是制动系统，所有的制动部件都是安全件，刹车片是整个制动系统中重要的环节之一，直接影响到整个制动系统的可靠性。刹车片与刹车盘(鼓)相互摩擦形成摩擦对偶，产生制动力矩，从而达到车辆减速刹车的目的。机动车辆中的刹车片主要采用石棉、钢纤维、树脂等多种原料制成，所制成的刹车片具有比重大、导热系数低、热稳定性差、噪音高和不耐高温等缺点，存在刹车可靠性差、磨损快、易老化断裂、使用寿命短等缺陷。其次，由于石棉中含有致癌物质而已被国家明令禁止使用。目前，作为石棉刹车片的替代产品，一般采用矿物纤维、炭纤维、钢纤维等材料制成，但都不同程度的存在熔点低、热稳定性低、散热效果差、摩擦系数小、刹车性能差、使用寿命短、制造成本高等缺点，尤其在频繁刹车或紧急刹车状态下，刹车片的摩擦面容易产生金属转移及咬合现象，导致刹车片离合的灵敏度下降。随着技术的发展，磷片石墨以其特有的比重小、耐高温、高导热、自润滑、强耐磨、强稳定性、抗热震、减噪好及良好的可塑性等性能，在刹车片行业中应用。机动车辆刹车片无论是石棉刹车片还是无石棉刹车片，都要用石墨做减摩剂，其一是为了保护对偶，其二是为了降低噪音。但是，由于石墨矿产资源逐年减少，石墨市场价格不断上升，成本增加，企业难以承受。科研单位与企业的技术人员在不断地探索、研究，希望研制出一种性能优越 的磷片石墨摩擦材料替代品，以满足市场需求，虽然取得了一定的进展，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服以上不足，提供一种用稻麦秸杆制成刹车片摩擦材料的方法，该方法以稻麦秸杆为原材料制成炭粉，以减少摩擦材料对磷片石墨的使用量，增强了刹车性能和制动效果，降低了生产成本，摩擦系数稳定，结构简单，刹车噪音小，环保无污染。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:一种用稻麦秸杆制成碳粉摩擦材料，用该摩擦材料加以下材料成份:增韧纤维15%、改性树脂16%、增摩剂14%、硫磺+锡粉9 %、炭黑1.6 %、氧化锌2.5 %、硫酸钡8.9 %、稻麦秸杆炭粉10 %、氢氧化铝6 %、改性溧珠14%、硬脂酸锌3%，将上述材料混合搅拌均匀，在模具中压制，温度控制在150°C~160°C，压机压制压力为18兆帕，排气3次，每次30秒，保温300秒，后热处理温度为150°C~180°C，时间根据工件大小决定，一般4~12小时，然后降温至50°C时，热处理结束，按工艺要求进行磨削、倒角等机械加工，即制得用本发明稻草、麦杆碳粉摩擦材料制成的刹车片。[0005]所述稻麦秸杆炭粉按如下方法制作:
[0006]稻麦秸杆选料清洗一烘干一粉碎一高压成芯棒一炭化一研磨成粉。
[0007]一、稻麦秸杆选料清洗
[0008]选用一年期的稻麦秸杆，发霉、腐烂的不可使用，采用新收割的稻麦秸杆收回后，清洗秸杆上的泥土和杂质。
[0009]二、烘干
[0010]清洗后的稻麦秸杆在太阳下进行暴晒或烘干。如果烘干，将温度控制在45°C _55°C,烘干时间控制在I小时-1.5小时，但不能使稻麦稻杆表面变褐色或发生脆性，必须要保持稻麦秸杆原来的颜色及韧性。用麦稻草水分仪进行检测，含水量控制在9% -12%左右，含水量最大不能超过13%。
[0011]三、粉碎
[0012]将烘干后的稻麦秸杆进行粉碎，粉碎后长度为0.1-0.2厘米左右，粉碎后的稻麦秸杆不得露天存放，用干燥仓库存放，严防再次进入水份。
[0013]四、高压成芯棒
[0014]粉碎后的稻麦秸杆内加入5% 20-40目金蛭石，并用搅拌机搅拌均匀，利用蛭石高温膨胀的特性，增加芯棒受热的均匀度，从而提高炭化质量，再用制棒机压制成长度为10厘米、直径为6厘米左右的芯棒。
[0015]五、炭化
[0016]1、采用轨道炉或工业窑进行炭化，排潮期从点火至炉温上升到130°C，时间为4小时。
[0017]2、初级炭化温度从130°C至250°C，打开鼓风机，对窑内鼓风，初级炭化时间为4小时，鼓风机开30分钟，停30分钟，共4次。
[0018]3、全炭化温度从250°C至500°C，升温时间为1.5小时，温度升至500°C后，保持2小时，2小时后，再升温至650°C，时间为4小时，此期间，鼓风机开I小时，停I小时，共2次，4小时后再升温至850°C，后关闭鼓风机，I小时后，打开通风机，送入空气和水蒸气，注意控制水蒸气量，保持6小时。
[0019]4、降温从全炭化温度达到850°C后7小时进行，先用少量的水缓慢降温，温度降到200°C后停止用水，之后由炉内自然降温，当炉内温度降到100°C后，打开炉门，进行逐步冷却。
[0020]六、研磨
[0021]用粉碎机把全炭化后的炭棒进行粉碎，粉碎成细小颗粒后，加入5%的细小颗粒滑石，均匀搅拌，再用雷蒙磨磨制成100目的粉末。
[0022]七、检验指标
[0023]外观:黑色、深褐色
[0024]目数:小于等于100目
[0025]灰分:小于4%
[0026]密度:1.4-1.5
[0027]碳含量:75%-78%
[0028]水分:小于3%[0029]莫氏硬度:小于2
[0030]吸油量:大于50ml/g
[0031]本发明的有益效果:我国稻麦秸杆资源丰富，回收成本低，以稻麦秸杆炭粉取代石墨，降低了每年由于大量焚烧秸杆所带来的大气污染，并降低了刹车片的生产成本。该方法以稻麦秸杆为原材料制成炭粉取代摩擦材料配方中石墨，增强了刹车性能和制动效果，摩擦系数稳定，结构简单，刹车噪音小，环保无污染。
【具体实施方式】
[0032]下面是结合实施例对本发明作进一步描述:
[0033]按如下步骤制作稻麦秸杆炭粉摩擦材料:
[0034]一、稻麦秸杆选料清洗
[0035]选用一年期的稻麦秸杆I吨，发霉、腐烂的不可使用，采用新收割的稻麦秸杆收回后，清洗秸杆上的泥土和杂质。
[0036]二、烘干
[0037]清洗后的稻麦秸杆在太阳下进行暴晒或烘干。如果烘干，将温度控制在45±1°C，时间自由控制，但不能使稻麦秸杆表面变色，必须要保持稻麦秸杆原来的颜色。用麦稻草水分仪进行检测，含水量控制在10%左右，含水量最大不能超过13%。
[0038]二、粉碎，
`[0039]将烘干后的稻麦秸杆进行粉碎，粉碎后长度为0.1-0.2厘米左右，粉碎后的稻麦秸杆不得露天存放，严禁再次进水。
[0040]四、高压成芯棒
[0041]粉碎后的稻麦秸杆内加入5% 20-40目金蛭石，并用搅拌机搅拌均匀，利用蛭石高温膨胀的特性，增加芯棒受热的均匀度，从而提高炭化质量，再用制棒机压制成长度为10厘米、直径为6厘米左右的芯棒。
[0042]五、炭化
[0043]I)采用轨道炉或工业窑进行炭化，排潮期从点火至炉温上升到130°C，时间为4小时。
[0044]2)初级炭化温度从130°C至250°C，打开鼓风机，对窑内鼓风，初级炭化时间为4小时，鼓风机开30分钟，停30分钟，共4次。
[0045]3)全炭化温度从250°C至500°C，升温时间为1.5小时，温度升至500°C后，保持2小时，2小时后，再升温至650°C，时间为4小时，此期间，鼓风机开I小时，停I小时，共2次，4小时后再升温至850°C，后关闭鼓风机，I小时后，打开通风机，送入空气和水蒸气，注意控制水蒸气量，保持6小时。
[0046]4)降温从全炭化温度达到850°C后7小时进行，先用少量的水缓慢降温，温度降到200°C后停止用水，之后由炉内自然降温，当炉内温度降到100°C后，打开炉门，进行逐步冷却。
[0047]六、研磨
[0048]用粉碎机把全炭化后的炭棒进行粉碎，粉碎成细小颗粒后，加入5%的细小颗粒滑石，均匀搅拌，再用雷蒙磨磨制成100目的粉末。[0049]七、检验指标
[0050]外观:黑色、深褐色
[0051]目数:小于等于100目
[0052]灰分:小于4%
[0053]密度:1.4-1.5
[0054]碳含量:75%-78%
[0055]水分:小于3%
[0056]莫氏硬度:小于2
[0057]吸油量:大于50ml/g。
[0058]用以上方法制得本发明的稻麦秸杆碳粉摩擦材料。
[0059]取上述稻麦秸杆炭粉10g，再加上增韧纤维15g、改性树脂16g、增摩剂Hg、硫磺+锡粉9g、炭黑1.6g、氧化锌2.5g、硫酸钡8.9g、氢氧化铝6.0g、改性溧珠Hg、硬脂酸锌3g，将上述材料混合搅拌均匀，在模具中压制，温度控制在150°C，压机压制压力为18兆帕，排气3次，每次30秒，保温300秒，后热处理为150°C，时间为4小时，然后降温至50°C时，热处理结束，再将上述制得的材料按工艺要求进行磨削、倒角等机械加工，即制得用本发明的稻草、麦杆碳粉摩擦材 料的刹车片。
[0060]用本发明的稻麦秸杆碳粉摩擦材料制得的刹车片，按照GB5763-2008标准在定速试验机上测试，结果如下表:
[0061]
【权利要求】
1.一种用稻麦秸杆制成刹车片摩擦材料的方法，其步骤是: 用该摩擦材料加以下材料成份:增韧纤维15%、改性树脂16%、增摩剂14%、硫磺+锡粉9 %、炭黑1.6 %、氧化锌2.5 %、硫酸钡8.9 %、稻麦秸杆炭粉10 %、氢氧化铝6 %、改性溧珠14%、硬脂酸锌3%，将上述材料混合搅拌均匀，在模具中压制，温度控制在150°C~160°C，压机压制压力为18兆帕，排气3次，每次30秒，保温300秒，后热处理温度为150°C~180°C，时间根据工件大小决定，一般4~12小时，然后降温至50°C时，热处理结束，按工艺要求进行磨削、倒角等机械加工，即制得用本发明稻草、麦杆碳粉摩擦材料制成的刹车片。
2.根据权利要求1所述的一种用稻麦秸杆制成刹车片摩擦材料的方法，其特征在于:所述稻麦秸杆炭粉按如下方法制作: 稻麦秸杆选料清洗一烘干一粉碎一高压成芯棒一炭化一研磨成粉。 一、稻麦稻杆选料清洗 选用一年期的稻麦秸杆，发霉、腐烂的不可使用，采用新收割的稻麦秸杆收回后，清洗秸杆上的泥土和杂质。 二、烘干 清洗后的稻麦秸杆在太阳下进行暴晒或烘干。如果烘干，将温度控制在45°C _55°C，烘干时间控制在I小时-1.5小时，但不能使稻麦秸杆表面变褐色或发生脆性，必须要保持稻麦秸杆原来的颜色及韧性。用麦稻草水分仪进行检测，含水量控制在9% -12%左右，含水量最大不能超过13%。 二、粉碎 将烘干后的稻麦秸杆进行粉碎，粉碎后长度为0.1-0.2厘米左右，粉碎后的稻麦秸杆不得露天存放，用干燥仓库存放，严防再次进入水份。 四、高压成芯棒 粉碎后的稻麦秸杆内加入5% 20-40目金蛭石，并用搅拌机搅拌均匀，利用蛭石高温膨胀的特性，增加芯棒受热的均匀度，从而提高炭化质量，再用制棒机压制成长度为10厘米、直径为6厘米左右的芯棒。 五、炭化 1)采用轨道炉或工业窑进行炭化，排潮期从点火至炉温上升到130°C，时间为4小时。 2)初级炭化温度从130°C至250°C，打开鼓风机，对窑内鼓风，初级炭化时间为4小时，鼓风机开30分钟，停30分钟，共4次。 3)全炭化温度从250°C至500°C，升温时间为1.5小时，温度升至500°C后，保持2小时，2小时后，再升温至650°C，时间为4小时，此期间，鼓风机开I小时，停I小时，共2次，4小时后再升温至850°C，后关闭鼓风机，I小时后，打开通风机，送入空气和水蒸气，注意控制水蒸气量，保持6小时。 4)降温从全炭化温度达到850°C后7小时进行，先用少量的水缓慢降温，温度降到200°C后停止用水，之后由炉内自然降温，当炉内温度降到100°C后，打开炉门，进行逐步冷却。 六、研磨 用粉碎机把全炭化后的炭棒进行粉碎，粉碎成细小颗粒后，加入5%的细小颗粒滑石，均匀搅拌，再用雷蒙磨磨制成100目的粉末。七、检验指标外观:黑色、深褐色目数:小于等于100目灰分:小于4%密度:1.4-1.5碳含量:75% -78%水分:小于3%莫氏硬度:小于2吸油量:大于50ml/g。`
【文档编号】C09K3/14GK103820078SQ201210576364
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年12月27日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】熊鑫, 熊万军, 王兰芳 申请人:盐城市鑫浩机械制造有限公司