一种低成本低噪音半金属盘式刹车片及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种低成本低噪音半金属盘式刹车片及其制备方法，其材料配方按重量百分比计为：金属纤维10～25，陶瓷粘结剂5～15，非金属混杂纤维5～15，摩擦性能调节剂10～20，弹性增韧剂5～10，填料10～25，工艺性调节剂5～10。具体生产流程：首先依次称取材料放入高速混料机内混匀，然后按照传统树脂基摩擦材料的干法一次成型工艺进行压制、热固化处理，最后机加工、陶瓷化处理、检验包装。按照所述工艺制得的半金属盘式刹车片具有制动力矩较大、紧急制动舒适平稳、热衰退小、低噪音，而且生产工艺简单环保，成本低廉，特别适用于城市汽车盘式制动器，具有广阔的市场应用前景。
【专利说明】一种低成本低噪音半金属盘式刹车片及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于半金属盘式刹车片领域，特别涉及一种低成本低噪音半金属盘式刹车 片及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 空气、水源及环境污染称为三大污染。环境噪音污染中，城市交通噪音已成为重要 的污染源。汽车制动噪音危害驾驶员，乘员健康和舒适性，对道路上行人和周围居民造成不 必要的不安。从医学角度看，85-90分贝的噪音即对人产生危害，包括影响人的听力。当今， 市民对交通噪音反映强烈。据报载，北京市在奥运会召开前的数年中，将投资8亿人命币防 止交通运输噪音。
[0003] 以劣质摩擦材料制造制动衬片是制动尖叫噪音主要形成原因之一，也可能在整段 噪音频率范围内成为生成各种频率噪音的源头，所以防治汽车制动噪音时应把制动衬片的 摩擦材料列为核查点。
[0004] 现阶段，半金属刹车片由于成本低廉、性能适中而被广泛应用于中低档汽车主机 配套市场。而在以半金属材质摩擦材料取代早期石棉树脂摩擦材料进程中，处理不好带来 的副作用之一就是有较明显的多发性制动噪音产生。这种多发性的低频噪音主要是由于半 金属配方中存在大量钢纤维引发的，这大大降低了司乘人员的乘坐舒适性。对于这种低频 噪音，现主流的解决办法就是用有机纤维或高档陶瓷纤维替代钢纤维，噪音发生率可得到 较好的控制。这种配方调整方法能较好的适用于中高档汽车，但对于中低档汽车而言，其刹 车片配方价格显著上升而无法达到主机厂成本控制要求。另外，在出口产品的质量问题中， 制动噪音问题已成为汽车出口产业瓶颈问题之一。
[0005] 综上所述，开发一种低成本低噪音半金属盘式刹车片就显得势在必行。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种适用于汽车盘式制动器要求的噪音低、制动灵敏、舒适 性好的低成本半金属盘式刹车片及其制备方法。
[0007] 为了解决以上问题，本发明采用的技术方案为：一种低成本低噪音半金属盘式刹 车片，其特征是：此装置包括金属纤维、陶瓷粘结剂、非金属混杂纤维、摩擦性能调节剂、弹 性增韧剂、填料、工艺性调节剂，这些材料配方按重量百分比计为：金属纤维10?25,陶瓷 粘结剂5?15,非金属混杂纤维5?15,摩擦性能调节剂10?20,弹性增韧剂5?10,填 料10?25,工艺性调节剂5?10。
[0008] 进一步说，所述金属纤维为钢纤维，非金属混杂纤维为矿物纤维、芳纶浆泊、聚丙 烯腈纤维、紫铜棉；所述陶瓷粘结剂为硫化锑，三聚盐；所述摩擦性能调节剂主要包括黄铜 矿和石墨；所述弹性增韧剂由丁腈橡胶粉、摩擦粉组成；所述工艺性能调节剂主要包括酚 醛树脂和硬脂酸锌；所述填料由沸石、海泡石、硅灰石、萤石组成；以上所述的材料配方按 重量百分比计算为：硫化锑5?10,三聚盐0?5,酚醛树脂0?10,硬脂酸锌0?5,钢纤 维10?25,矿物纤维O?15,聚丙烯腈纤维O?5, 丁腈橡胶O?5,紫铜棉O?5,海泡石 0?5,芳纶浆泊0?5,黄铜矿0?5,石墨3?10,摩擦粉0?6,沸石0?5,硅灰石0? 5,萤石0?5〇
[0009] -种低成本低噪音半金属盘式刹车片的制备方法，包括如下步骤： (1) 、混料：将称量好的各物料投入高速混料机中，次序为：先将非金属混杂纤维、摩擦 性能调节剂进行预混合，保证复合纤维处于均匀分散状态，然后加入金属纤维、陶瓷粘结 齐IJ、弹性增韧剂、填料、工艺性调节剂进行均匀搅拌； (2) 、热压：压制压力200kgf/cm2?300kgf/cm2,热压温度140°C?160°C，排气6?8 次，保压时间根据刹车片的厚度而定，为55s/mm?65s/mm ; (3) 、将成型后的刹车片在5?7小时从室温升温到200°C?250°C，保温4?8小时， 然后随炉冷却至室温； (4) 、将热处理后的刹车片按技术要求进行平磨、倒角或开槽，然后在300°C?450°C的 温度下进行陶瓷化处理，喷涂、印标、检验、包装。
[0010] 本发明的有益效果为：（1)本生产工艺简单，环保，成本低廉，特别适用于制作城 市汽车盘式制动器，具有广阔的市场前景，且采用本发明制得的半金属盘式刹车片具有制 动力矩较大、紧急制动舒适平稳、热衰退小、低噪音的特点。
[0011] (2)在本发明中采用的陶瓷粘结剂包括硫化锑、三聚盐等无机高温粘结剂，可显 著提高材料的耐温性能，提高材料在高温下的摩擦系数，同时增加制动平稳性，减少高温衰 退。
[0012] (3)本发明为继续沿用树脂基汽车刹车片的成型工艺和生产设备，加入少量的树 脂和橡胶，可以有效地降低设备投入和生产成本。
[0013] (4)本发明中采用的聚丙烯腈纤维、矿物纤维具有使用温度高、防潮性能好、磨损 小等优点，并且可以起到微观强化和提高刹车舒适性的作用。
[0014] (5)本发明中采用的石墨用作中、低温润滑剂，在材料表面形成减摩薄膜，可以增 加制动平稳性，降低衰退、磨损，延长使用寿命。
[0015] (6)本发明中采用的沸石、海泡石、硅灰石、萤石等除起到降低成本的作用外，还可 以稳定摩擦系数、使材料形成多孔结构，调节材料的孔隙率、降低摩擦噪音。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0017] 实施例1 : 一种低成本低噪音半金属盘式刹车片，此装置包括金属纤维、陶瓷粘结剂、非金属混 杂纤维、摩擦性能调节剂、弹性增韧剂、填料、工艺性调节剂，这些材料配方按重量百分比计 为：金属纤维25,陶瓷粘结剂13,非金属混杂纤维15,摩擦性能调节剂20,弹性增韧剂10， 填料25,工艺性调节剂10 ; 金属纤维为钢纤维，非金属混杂纤维为矿物纤维、芳纶浆泊、聚丙烯腈纤维、紫铜棉，陶 瓷粘结剂为硫化锑，三聚盐，摩擦性能调节剂主要包括黄铜矿和石墨，弹性增韧剂由丁腈橡 胶粉、摩擦粉组成，工艺性能调节剂主要包括酚醛树脂和硬脂酸锌，填料由沸石、海泡石、硅 灰石、萤石组成，以上所述的材料配方按重量百分比计算为：硫化锑8,三聚盐5,酚醛树脂 8,硬脂酸锌2,钢纤维25,矿物纤维12,聚丙烯腈纤维5, 丁腈橡胶5,紫铜棉5,海泡石5,芳 纶浆泊3，黄铜矿4，石墨10，摩擦粉6，沸石4，硅灰石5，萤石5。
[0018] 低噪音低成本半金属盘式刹车片的制备工艺说明，包括如下步骤： (1) 、混料：将称量好的各物料投入高速混料机中，次序为：先将非金属混杂纤维、摩擦 性能调节剂进行预混合，保证复合纤维处于均匀分散状态，然后加入金属纤维、陶瓷粘结 齐IJ、弹性增韧剂、填料、工艺性调节剂进行均匀搅拌； (2) 、热压：压制压力300kgf/cm2,热压温度150°C，排气5次，保压时间根据刹车片的厚 度而定，为55s/mm ; (3) 、将成型后的刹车片在6小时从室温升温到210°C，保温4小时，然后随炉冷却至室 温； (4) 、将热处理后的刹车片按技术要求进行平磨、倒角或开槽，然后在300°C的温度下 进行陶瓷化处理，喷涂、印标、检验、包装。
[0019] 低噪音低成本半金属盘式刹车片的性能 按GB5763-2008、QC/T479-1999和QC/T239-1997分别对上汽通用五菱N300的半金属 刹车片小样及样件进行试验及评价，实验结果见表1以及表2。
[0020] 表I N300小样定速检验报告
【权利要求】
1. 一种低成本低噪音半金属盘式刹车片，其特征是：此装置包括金属纤维、陶瓷粘结 齐IJ、非金属混杂纤维、摩擦性能调节剂、弹性增韧剂、填料、工艺性调节剂，这些材料配方按 重量百分比计为：金属纤维10?25,陶瓷粘结剂5?15,非金属混杂纤维5?15,摩擦性 能调节剂10?20,弹性增韧剂5?10,填料10?25,工艺性调节剂5?10。
2. 根据权利要求1中所述一种低成本低噪音半金属盘式刹车片，其特征是：所述金属 纤维为钢纤维，非金属混杂纤维为矿物纤维、芳纶浆泊、聚丙烯腈纤维、紫铜棉；所述陶瓷粘 结剂为硫化锑，三聚盐；所述摩擦性能调节剂主要包括黄铜矿和石墨；所述弹性增韧剂由 丁腈橡胶粉、摩擦粉组成；所述工艺性能调节剂主要包括酚醛树脂和硬脂酸锌；所述填料 由沸石、海泡石、硅灰石、萤石组成；以上所述的材料配方按重量百分比计算为：硫化锑5? 10,三聚盐0?5,酚醛树脂0?10,硬脂酸锌0?5,钢纤维10?25,矿物纤维0?15,聚 丙烯腈纤维〇?5, 丁腈橡胶0?5,紫铜棉0?5,海泡石0?5,芳纶浆泊0?5,黄铜矿 0?5,石墨3?10,摩擦粉0?6,沸石0?5,娃灰石0?5,萤石0?5。
3. 如权利要求1或2所述任意一种低成本低噪音半金属盘式刹车片的制备方法，其特 征是，包括如下步骤： (1) 、混料：将称量好的各物料投入高速混料机中，次序为：先将非金属混杂纤维、摩擦 性能调节剂进行预混合，保证复合纤维处于均匀分散状态，然后加入金属纤维、陶瓷粘结 齐IJ、弹性增韧剂、填料、工艺性调节剂进行均匀搅拌； (2) 、热压：压制压力200kgf/cm2?300kgf/cm2,热压温度140°C?160°C，排气6?8 次，保压时间根据刹车片的厚度而定，为55s/mm?65s/mm ; (3) 、将成型后的刹车片在5?7小时从室温升温到200°C?250°C，保温4?8小时， 然后随炉冷却至室温； (4) 、将热处理后的刹车片按技术要求进行平磨、倒角或开槽，然后在300°C?450°C的 温度下进行陶瓷化处理，喷涂、印标、检验、包装。
【文档编号】F16D69/02GK104315045SQ201410470697
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】杨阳, 刘伯威, 张逸帆, 唐兵, 涂元满 申请人:湖南博云汽车制动材料有限公司