一种具有高清洁性能的安全型摩擦材料及摩擦片的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种摩擦材料，尤其涉及一种汽车刹车盘用具有高清洁性能的安全型 摩擦材料及摩擦片的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着时代的进步，人们的生活水平不断提高，追求由最初的满足于温饱提高到了 对物质的追求，进而对各个方面的最低需求都提高了一个档次，交通工具由原来的徒步升 级到马车，现在已经是满大街的汽车。随着汽车保有量的快速增长，汽车污染问题随之出现 在人们的实现范围内，包括为其排放、噪音污染等。其中在汽车应用到的刹车系统中，其中 的摩擦片采用非金属制备。在汽车刹车过程中，摩擦片会产生磨损，其一会对路面造成粉尘 污染；其二是在刹车系统中，摩擦片磨损产生的粉尘等夹杂在其中，导致摩擦片磨损速度更 快，严重时甚至导致摩擦片抱死刹车片而导致汽车事故的发生。保证摩擦片的清洁性是一 个不容忽视的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种拥有高摩擦系数和 安全性能的同时，具有高清洁性能的摩擦材料及应用该材料进行摩擦片制备的方法。
[0004] 本发明所述具有高清洁性能的安全型摩擦材料所采用的技术方案是：本发明中， 按重量百分比计，该材料包括以下组分：树脂4~10%，焦炭粉6~10%，腈粉0. 5~5%，轮 胎粉1~8%，刚玉1~4%，石墨9~20%，铁黑1~3%，活性炭1~3%，摩擦粉2~5%，纤维 20~30%，填料30~55%。
[0005] 由上述方案可见，通过控制膜料以及润滑材料的用料和种类，特别是控制对盘磨 损大的铬铁矿粉的使用，因其加大盘的磨损，盘磨损对清洁性影响大，故在本发明中不再使 用铬铁矿粉，保证摩擦材料的安全性和清洁性，由该材料制备得到的摩擦片摩擦系数高而 稳定、清洁性能优异、内剪切强度高、材料比重小、硬度适中、成本不高，解决了一般摩擦材 料高摩擦系数与清洁性能之间的矛盾，同时实现了材料的无石棉化和生产效率的提高。
[0006] 进一步地，按重量百分比计，该材料包括以下组分：树脂10%，焦炭粉6. 8%，腈 粉0. 5%，轮胎粉1. 0%，刚玉1. 5%，石墨9. 1%，铁黑2. 5%，活性炭2. 0%，摩擦粉2. 3%，纤维 22. 15%，填料 37. 85%。
[0007] 进一步地，按重量百分比计，该材料包括以下组分：树脂8. 0%，焦炭粉6. 8%，腈 粉1. 〇%，轮胎粉1. 2%，刚玉1. 5%，石墨10. 5%，铁黑2. 5%，活性炭1. 5%，摩擦粉2. 3%，纤维 22. 15%，填料 38. 25%。
[0008] 进一步地，按重量百分比计，该材料包括以下组分：树脂4. 7%，焦炭粉6. 8%，腈 粉1. 7%，轮胎粉4. 3%，刚玉1. 7%，石墨12. 8%，铁黑1. 7%，活性炭3. 0%，摩擦粉4. 3%，纤维 22. 15%，填料 32. 55%。
[0009] 进一步地，所述纤维由金属纤维和有机纤维混合而成，按重量百分比计，所述金属 纤维的含量为21. 3%，所述有机纤维的含量为0. 85%。
[0010] 进一步地，按重量百分比计，所述填料包括重晶石28. 0%、冰晶石6. 0%、氧化钙 0. 85%、硫化物 3. 0%。
[0011] 进一步地，按重量百分比计，所述填料包括重晶石28. 4%、冰晶石6.0%、氧化钙 0. 85%、硫化物 3. 0%。
[0012] 进一步地，所述活性炭和所述摩擦粉作为填料其中的一种成分加入，按重量百分 比计，所述填料还包括重晶石22. 98%、冰晶石6. 0%、氧化钙0. 85%、硫化物3. 0%。
[0013] 更进一步地，所述树脂为酚醛树脂或直线型树脂，所述腈粉为丁腈胶粉、丁苯胶 粉。
[0014] 本发明利用上述摩擦材料进行摩擦片制备的方法所采用的技术方案为，该制备方 法采用干法成型工艺，按以下步骤进行： (1) 混料：按重量百分比称取所有原材料，把所有材料放入高速混料机中，搅拌2~10 分钟，制成摩擦材料混拌料； (2) 预压：混拌料放入模具中，常温，压制压力50±2MPa，保压时间5s，无需排气的条件 下进行预成型； (3) 热压：将压坯放入模具中，模具温度控制在150±5°C，压制压力30±2MPa，保温保 压时间在25s/mm的条件下进行热压；热压开始8s排气，以后间隔5s，每次排气3s，排气 3~5次； (4) 热处理：从室温~140°C，等速升温2h，保温Ih ;从140°C~160°C，等速升温lh， 保温Ih ;从160°C~185°C，等速升温lh，保温3h ; (5) 尺寸加工：产品从模具中取出，采用专用的磨削设备，保证摩擦片平面度0.2mm以 内。
[0015] 本发明的有益效果是：本发明从清洁度的角度出发，特别是控制对盘磨损大的铬 铁矿粉的使用，因其增加盘的磨损，盘磨损对清洁性影响大，故在本发明中不再使用铬铁矿 粉。适当的添加一定比例的润滑材料和摩擦粉等有机材料，使摩擦材料在保证一定的机械 强度的同时，拥有较低的硬度；本发明通过控制树脂的用量，控制摩擦材料内部的孔隙情 况；通过控制胶粉、轮胎粉以及摩擦粉的用量，控制摩擦材料的硬度；通过控制磨料以及润 滑材料的用料以及种类，保证摩擦材料的安全性；与现有技术相比，严格控制材料组分中有 机物、磨料以及润滑材料的用量与搭配，材料具体为树脂、焦炭粉、胶粉、轮胎粉、刚玉、石墨 的用量与搭配，来达到满足高摩擦性能的同时，满足降低噪音的需求。经过材料研发、性能 测试及装车试验，所得产品的摩擦系数高而稳定、内剪切强度高、材料比重小、硬度适中、成 本低，解决了一般摩擦材料高摩擦系数与清洁性能之间的矛盾，同时实现了材料的无石棉 化和生广效率的提尚。
【具体实施方式】
[0016] 本发明提供一种拥有高摩擦系数和安全性能的同时，兼顾清洁性能问题的摩擦材 料及利用该材料进行摩擦片制作的制备方法。本发明针对国内现有技术的不足，通过实际 的调查研究，了解清洁问题的产生与摩擦材料的相关关系，严格控制材料组分中有机物和 磨料的用量与搭配，材料具体为树脂、焦炭粉、胶粉、轮胎粉、刚玉、石墨的用量与搭配，来达 到拥有高摩擦系数的同时，拥有优异的清洁性能。经过材料研发、性能测试及实际装车试 验，所得产品的摩擦系数高而稳定、磨损率小、清洁性能优异、内剪切强度高、材料比重小、 硬度适中、成本不高。下面，以具体的实施例来对本发明作进一步的说明。
[0017] 实施例一： 所述摩擦材料按照百分比计，其包括以下组分：树脂10%，焦炭粉6. 8%，腈粉0. 5%，轮胎 粉1. 0%，刚玉1. 5%，石墨9. 1%，铁黑2. 5%，摩擦粉2. 3%，纤维22. 15%，填料39. 85%。所述纤 维由金属纤维和有机纤维混合而成，按重量百分比计，所述金属纤维的含量为21. 3%，所述 有机纤维的含量为0. 85%。所述填料包括重晶石30. 0%、冰晶石6. 0%、氧化钙0. 85%、硫化物 3. 0%，合计含量39. 85%。所述树脂为酚醛树脂或直线型树脂，所述腈粉为丁腈胶粉、丁苯胶 粉。
[0018] 按上述重量比例称取各原材料，采用干法预成型工艺，按以下五个步骤进行： (1) 混料：按重量百分比称取所有原材料，把所有材料放入高速混料机中，搅拌4分钟， 制成摩擦材料混拌料； (2) 预压：混拌料放入模具中，常温，压制压力50±2MPa，保压时间5s，无需排气的条件 下进行预成型； (3) 热压：将压坯放入模具中，模具温度控制在150±5°C，压制压力30±2MPa，保温保 压时间在25s/mm的条件下进行热压；热压开始8s排气，以后间隔5s，每次排气3s，排气 3~5次； (4) 热处理：从室温~140°C，等速升温2h，保温Ih ;从140°C~160°C，等速升温lh， 保温Ih ;从160°C~185°C，等速升温lh，保温3h ; (5) 尺寸加工：产品从模具中取出，