一种盘式刹车片摩擦材料及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车刹车片技术领域，具体涉及一种盘式刹车片摩擦材料及其制备工
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【背景技术】
[0002]作为汽车关键性的安全部件，刹车片产品的市场需求增长与汽车工业的发展息息相关。随着人们快节奏的现代生活和频繁的远距离活动，轿车的普及率越来越高，而随着人们生活质量的提高，对汽车的制动效果也更加关注，不仅要求汽车在各种路况下的制动性能，而且对汽车刹车片在高速高温制动条件下的稳定性能也提出更高要求。另外，出于保护环境和人身健康的考虑，国内外已经出现相关立法或禁令对石棉型和重金属型摩擦材料进行贸易限制，因此，如何设计一种即保证制动性能稳定，又符合节能环保需求的无石棉和重金属的摩擦材料和用此摩擦材料制作的刹车片，以及如何设计其制造工艺是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
[0003]刹车片也叫制动片或刹车皮，在汽车的刹车系统中，刹车片是最关键的安全零件，对刹车效果的好坏起决定性作用。刹车片是指固定在与车轮旋转的制动鼓或制动盘上的摩擦材料，一般由钢板、粘接隔热层和摩擦衬片及摩擦衬块构成。其中摩擦衬片及摩擦衬块承受外来挤压力，产生摩擦作用从而达到令车辆减速的目的。可见，摩擦衬片及摩擦衬块决定刹车片在高速高温制动条件下的性能，因此，摩擦材料在刹车片制造和使用过程中起着关键作用。
[0004]摩擦材料可以采用合成材料经普通热压法制得，热压温度一般小于300°C ο摩擦材料由粘结剂、摩擦性能调节剂、增强纤维和填料四大部分组成。
[0005]粘结剂是摩擦材料中的重要组成，主要对材料的热衰退性能、恢复性能、磨损机械性能产生影响，汽车摩擦材料中一般采用的是改性酚醛树脂；
[0006]摩擦性能调节剂可以分为两类，一类是莫氏硬度一般小于2的减摩材料，它的加入可提高材料的耐磨性，减小噪音及降低摩擦系数，主要以石墨、石油焦、二硫化钼、铅和铜等为主；另一类摩擦性能调节剂为莫氏硬度一般大于4的摩阻材料，它的加入可以增加材料的摩擦系数；
[0007]增强纤维在摩擦材料中起增强作用，传统材料用的是石棉等矿物纤维，但是由于其抗热衰退性差，并且具有较强的致癌风险，所以20世纪70年代以后多国开始禁止使用石棉制品。半金属汽车摩擦材料中使用的是钢丝绒纤维，同时加入少量铜纤维及少量矿物纤维，由于高金属含量使摩擦材料的强度增大，改变了摩擦特性，为获得同样的制动效果，需要更高的制动压力，将导致制动盘或制动鼓的表面磨损严重(低温环境中尤为严重)，并产生更大的噪音；NAO型刹车片主要以玻璃纤维、芳香族聚酯纤维或其他纤维(碳纤维、玄武岩纤维等)作为增强材料，其性能主要取决于纤维的类型及其它添加混合物。就性能而言，NAO型刹车片更接近石棉刹车片，而不是半金属刹车片，它不像半金属刹车片那样具有良好的导热性和高温可控性，但新型NAO刹车片与石棉刹车片也具有明显不同，可通过合理调整NAO型摩擦材料的配方生产出更耐磨、使用寿命更长、无噪音、耐高温、摩擦系数更稳定、舒适性更高、无粉尘、更环保的产品。
[0008]填料主要以粉末的形式加入，其作用很多，例如，加入重晶石粉可以提高摩擦力距和稳定摩擦系数，又能减小对对偶件的损伤，提高整个摩擦副的耐磨性能。
[0009]随着科技的进步和人们生活水平的提高，对刹车片的环保要求也逐步提高。可行性研宄报告显示，在国外市场，无石棉、少金属的陶瓷型摩擦材料已经开始向市场推广；欧美一些国家已经就限制摩擦材料中有害重金属组分的含量进行立法。所以，在可以预见的将来，摩擦材料中重金属组分的含量将会成为摩擦材料出口欧美的一项贸易限制。因此，如何设计一种少金属的摩擦材料和用此摩擦材料制作的刹车片，以及如何设计其制造工艺是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于提供了一种盘式刹车片摩擦材料和用此摩擦材料制作的刹车片，以及此盘式刹车片的制备工艺。本发明公开的此种摩擦材料可以避免普通石棉和半金属型盘式刹车片摩擦材料带来的性能缺陷及环境危害，以提高盘式刹车片摩擦材料的整体性能。
[0011]本发明采用如下技术方案:
[0012]本发明的盘式刹车片摩擦材料是由以下重量百分比的原料组成:三聚氰胺改性酚醛树脂8?15%、六亚甲基四胺I?3%、聚异丁烯I?5%、聚丙烯腈3?5%、硬脂酸锌0.1?0.5%、碳纤维5?10%、玄武岩纤维5?10%、钢纤维3?8%、铜锌合金纤维5?10%、三氧化二铝4?6%、石墨6?8%、焦炭10?15%、硅铝酸盐8?10%、四氧化三铁3?5 %、氧化镁4?6 %、二硫化钼I?3 %、钛酸钾2?4 %、碳酸钙3?5 %、铬铁矿粉I ?
[0013]优选:本发明的盘式刹车片摩擦材料是由以下重量百分比的原料组成:三聚氰胺改性酚醛树脂9?13%、六亚甲基四胺2?3%、聚异丁烯2?5%、聚丙烯腈3?4%、硬脂酸锌0.1?0.5%、碳纤维5?10%、玄武岩纤维6?9%、钢纤维4?8%、铜锌合金纤维6?10%、三氧化二铝4?6%、石墨6?7%、焦炭10?14%、硅铝酸盐8?10%、四氧化三铁3?5%、氧化镁4?6%、二硫化钼2?3%、钛酸钾2?4%、碳酸钙3?5%、铬铁矿粉2?3%。
[0014]所述的摩擦材料各原材料的规格分别为:碳纤维直径500-1000微米、铜锌合金纤维直径200-1000微米、石墨粒径200-250目。
[0015]本发明的盘式刹车片包括刹车片背板和压制在所述刹车片背板上的摩擦材料，所述摩擦材料为如上所述的盘式刹车片摩擦材料。
[0016]本发明的盘式刹车片的制备工艺包括如下步骤:
[0017](I)原料混配:
[0018]按配比称取刹车片摩擦材料的粉末材料，机械搅拌8-12分钟，混配均匀；
[0019](2)热压成型:
[0020]将混配好的所述摩擦材料及涂完胶的刹车片背板送入模压工序，加工出盘式刹车片的半成品；
[0021](3)固化处理:
[0022]在烘箱内对所述半成品进行热处理烘烤。
[0023]步骤(I)中，优选机械搅拌10分钟。
[0024]步骤(2)中，热压成型时的工艺参数为:热压温度为140°C?170°C，保温时间为120?300s，系统压力为7?18MPa。
[0025]步骤(3)中，对所述盘式刹车片进行固化处理时的烘烤温度和保温时间分别为:烧结半成品先在100?180°c时保温3.5?5.5h，再在150?230°C时保温3.5?5.5h，最后在200?280°C时保温1.5?3.5h。
[0026]本发明的技术优势如下:
[0027]本发明的盘式刹车片摩擦材料的原料组成中，不含石棉，主要以多种纤维材料为主，用上述配方制造而成的摩擦材料，符合环保型摩擦材料的标准，并且可以突破欧美一些国家就限制摩擦材料中有害重金属组分的立法贸易限制，可见本发明实施例提供的盘式刹车片摩擦材料具有突破性意义。所述减磨材料主要为石墨，由于石墨为层状结构，具有润滑性，可以有效降低并稳定摩擦系数，在摩擦过程中起到良好的减磨作用，同时也会降低刹车片的磨损，保护对偶，提高对偶盘的使用寿命。铜锌合金纤维的加入，可提高摩擦材料的导热性，使汽车在制动过程中的动能转化为摩擦热能，及时将热能散失，提高刹车片摩擦材料的整体性能，使摩擦材料在制动过程中的热分解、热衰退、热龟裂现象减少。而碳纤维和玄武岩纤维均属于耐高温耐磨材料，可以提高刹车片的持续稳定性和安全性，有效防止长时间刹车造成的刹车片因高温碳化而导致的刹车失灵问题。由此生产的刹车片对对偶盘的磨损小，摩擦系数稳定，异常磨损、噪音出现概率小，环保、制动性能均能满足高性能刹车片的要求。同时，本发明的盘式刹车片的高温稳定性好，耐磨性能优良，且制备方法简单，成本较低，具有较高的工业应用价值。
【具体实施方式】
[0028]下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员凡基于本
【发明内容】
所实现的技术均属于本发