专利名称：摩擦材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种其中在高温下的抗衰退性得以改进的摩擦材料，并且更加具体地涉及一种被用于车辆、铁道车辆、工业机器等的制动垫、制动衬片、离合器衬片等的摩擦材料。
背景技术：
被用于诸如盘式制动器和鼓式制动器的制动器、离合器等的摩擦材料包括用于增强作用的纤维材料、提供摩擦效果并且改进其摩擦性能的摩擦改进剂和将各成分一体化的粘合剂。在当前使用的摩擦材料之中，主要使用的是使用诸如芳纶和陶瓷纤维的纤维材料并且具有稳定的摩擦系数和适当的尖叫与抖动特性的无石棉有机物(Non-Asbestos-Organic)基摩擦材料(在下文中，被称作“ΝΑ0材料”)。近年来，对于摩擦材料的性能的需要日益地增加，并且需要在高温下具有抗衰退性的摩擦材料。专利文献I公开了一种这样一种摩擦材料，其通过混合具有1400到1750°C的熔点的金属材料而获得并且即使在高于300°C的高温下也具有适当的摩擦系数。专利文献2公开了这样一种摩擦材料，其通过在无机摩擦改进剂的一部分中混合α -氧化铝和Y-氧化铝并且在粘合剂的一部分中使用含硅苯酚树脂而形成，在高负载、高速和高温下呈现较轻的效果劣化并且具有优良的μ-稳定性、抗衰退性和μ-累积性(buildup)。而且，专利文献3公开了:通过添加焦磷酸钙而解决解决了当在高温下衰退之后维持加压停止状态时所引起的、摩擦材料附着到相对部件(当添加作为针对由衰退现象而弓丨起的摩擦系数降低的措施的冰晶石时，这是成问题的)的问题。引用列表
[专利文献][专利文献I] JP-A-2007-314598[专利文献2] JP-A-2004-346179[专利文献3]JP-A-2009_13281
发明内容
技术问题然而，关于在700°C的区域中的高温(在下文中，被称作“非常高的温度”)下的高速度和高减速度的重复制动测试，该测试要求比在传统上要求的、在高温下的抗衰退性更加严格的抗衰退性，并没有任何摩擦材料呈现足够的结果。传统的摩擦材料不能在非常高的温度下经受衰退测试并且制动距离增加，从而传统的摩擦材料不能实现目标值。相应地，本发明已经被实现用于解决以上问题。本发明的一个目的在于提供一种即使在700°C区域中的非常高的温度下也具有适当的抗衰退性和高摩擦强度的摩擦材料。解决问题的方案本发明人从所有的角度研究了摩擦材料并且发现包含以下四种成分的摩擦材料实现了以上目的。即，本发明如下。(I) 一种摩擦材料，包括:纤维材料；摩擦改进剂；和粘合剂,其中该摩擦材料包含钛酸钾粉末、钢纤维、焦磷酸钙和氧化铁。(2)在以上(I)中描述的摩擦材料中，钛酸钾粉末的数量为10到30质量％。(3)在以上(I)或者(2)中描述的摩擦材料中，钢纤维的数量为I到7质量％。(4)在以上(I)到(3)之一中描述的摩擦材料中，焦磷酸钙的数量为5到20质量％。(5)在于以上(I)到(4)之一中描述的摩擦材料中，氧化铁的数量为I到5质量％。本发明的有利效果包含了以上四种成分，从而即使在700°C的非常高的温度下，适当的抗衰退性也得以确保并且摩擦材料自身的强度也得以改进。结果，获得了具有改进的耐磨特性的摩擦材料。根据本发明，能够提供一种即使在700°C区域中的非常高的温度下也具有适当的抗衰退性和高摩擦强度的摩擦材料。
具体实施例方式本发明的摩擦材料是至少包括纤维材料、摩擦改进剂和粘合剂的摩擦材料。该摩擦材料通常包括:用于增强摩擦材料的纤维材料；用于使摩擦材料中包含的材料一体化的粘合剂；和在某些场合下被称作摩擦改进剂、固体润滑剂、过滤剂等的、用于向摩擦材料提供摩擦效果并且改进摩擦材料的摩擦性能的各种固体粉末材料。在本发明中，它们不被特别地加以区分，并且将除了纤维材料和粘合剂之外的、用于向摩擦材料提供摩擦效果并且改进摩擦材料的摩擦性能的固体粉末状材料统称为“摩擦改进剂”。在本发明中使用的钛酸钾被以粉末的形式添加，并且其初级颗粒的中值直径优选地为6到20 μ mo包含粒状的钛酸钾，从而摩擦材料被更加紧密地填充，并且骨架形成作用力增加。由此，能够提高在非常高的温度下的制动次数。在整个摩擦材料中的钛酸钾的混合数量优选地为10到30质量％,更加优选地为15到25质量％。当混合数量为10质量％或者更多时，获得了充分的骨架形成作用力并且适当的抗衰退性由此得以确保。而且，当混合数量为30质量％或者更低时，耐磨性变得更加有利。在本发明中使用的钢纤维不被特别地限制，只要它是通常在本发明的技术领域中使用的即可。在整个摩擦材料中钢纤维的混合数量优选地为I到7质量％，更加优选地为2到5质量％。在本发明中，钢纤维进一步改进由钛酸钾粉末等提供的骨架形成作用力。当混合数量为I质量％或者更多时，充分地获得了改进骨架形成作用力的效果，从而适当的抗衰退性得以确保。当混合数量为7质量％或者更低时，难以发生与相对摩擦材料的同种摩擦效果，耐磨性不发生劣化并且获得了适当的效果。钢纤维的混合数量越多，衰退的μ保持力变得越高。然而，转子的磨损量也趋向于增加。钢纤维的平均纤维直径和平均纤维长度不受特别地限制。然而，平均纤维直径优选地为10到600 μ m并且平均纤维长度为0.5到20mmo在本发明中使用的焦磷酸钙以粉末的形式添加，并且其平均直径优选地为6到25 μ m。添加焦磷酸钙，从而在非常高的温度下的抗衰退性得以改进。这是因为垫片的骨架形成作用力得以改进。焦磷酸钙的混合数量优选地为5到20质量％，更加优选地为5到15质量％。在这个范围中，耐磨性不发生劣化并且有效地获得了骨架形成作用力，从而确保了适当的抗衰退性。在本发明中使用的氧化铁可以是Fe2O3或者Fe304。包含氧化铁，从而摩擦材料增密，并且在非常高的温度下的垫片的磨损量由此降低。氧化铁的颗粒直径优选地为0.2到LOum0在其中氧化铁的颗粒直径太大的情形中，垫片磨损和转子磨损这两者均趋向于增力口。而且，氧化铁在整个摩擦材料中的混合数量优选地为I到5质量％，更加优选地为I到3质量％。在其中混合数量为I质量％或者更多的情形中，足够地展示了增密摩擦材料的效果，从而确保了有利的耐磨性。在其中混合数量为5质量％或者更低的情形中，有利地展示了氧化铁的研磨效果并且耐磨性也没有不利地受到影响。在本发明中使用的纤维材料不受特别地限制。即，使用通常在本发明技术领域中使用的纤维材料。例如，可以使用芳族聚酰胺纤维、诸如耐火丙烯酸纤维的有机纤维、诸如铜纤维和黄铜纤维的金属纤维、钛酸钾纤维、Al2O3-SiO2基陶瓷纤维、生物可溶性陶瓷纤维、玻璃纤维和诸如碳纤维的无机纤维。可以使用其中一种或者是可以使用其中两种或者更多种的组合。纤维材料的长度优选地为100到2500 μ m并且其直径优选地为3到600 μ m。在整个摩擦材料中纤维材料(排除钢纤维)的混合数量优选地为I到30质量％，更加优选地为5到15质量％。作为在本发明中使用的粘合剂，可以使用通常地在摩擦材料中使用的众所周知的粘合剂。例如，可以使用苯酚树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、诸如改性环氧苯酚树脂、改性油苯酚树脂、改性烷基苯酚树脂和腰果油(cashew)改性苯酚树脂的各种改性苯酚树脂、诸如NBR的热固性树脂。可以使用其中一种或者可以使用其中两种或者更多种的组合。粘合剂的混合数量·不受特别地限制。然而，其在整个摩擦材料中的混合数量优选地为5到20质量％，更加优选地为5到10质量％。在本发明中，作为用于提供摩擦效果并且改进其摩擦性能的摩擦改进剂，除了以上混合成分，根据各种意图，能够在通常的摩擦材料中使用各种摩擦改进剂。能够使用被称作研磨材料、填料、固体润滑剂等的各种固体粉末材料。例如，可以使用诸如碳酸钙、硫酸钡、氢氧化钙、硫酸铁、硫酸铜、氧化硅、金属粉末(铜、铝、青铜、锌等)、蛭石、云母等的无机填料，诸如氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化铬、亚铬酸盐等的研磨材料，各种橡胶粉末(橡胶粉尘、轮胎粉末等)、诸如腰果油粉尘、三聚氰胺粉尘等的有机填料、诸如石墨、二硫化钥等的固体润滑剂。根据对于产品要求的摩擦特性，例如摩擦系数、耐磨性、振动特性、尖叫特性等，可以使用其中之一或者使用其中两种或者更多种的组合。在包括以上混合成分的整个摩擦材料中，摩擦改进剂的混合数量优选地为50到90质量％，更加优选地为70到90质量％。为了制造本发明的摩擦材料，纤维材料、摩擦改进剂和粘合剂以预定数量混合，并且根据通常的制造方法，使其混合物预先形成、热成型、固化和研磨。能够通过以下过程制造具有摩擦材料的制动垫。使通过压板机形成为具有预定形状的压力板受到脱脂和底漆处理，并且向其涂布粘合剂。使压力板和摩擦材料的预成形体(performer)在140到17(TC的成形温度和30到80Mpa的成形压力下经历热压成形过程达2到10分钟，从而被一体地固定到彼此。在150到300°C的温度下对所获得的成型产品执行后固化(after-curing)达I到4个小时,并且最后执行精整处理。实施例在下面，描述了实施例和对照实例以具体地解释本发明。然而，应该指出，本发明不限于以下实施例。而且，利用激光衍射颗粒尺寸分布方法测量钛酸钾粉末、焦磷酸钙和氧化铁的平均颗粒直径，并且累积分布曲线的50%的颗粒尺寸的数值被用作中值直径。而且，利用光学计量器测量钢纤维的平均纤维直径和平均纤维长度。实施例1到23和对照实例I到4通过利用高速混合器混合具有在表格I到3中描述的混合比率的原材料达五分钟，在40MPa的成形压力和5分钟的成形时间的条件下将其成形并且在250°C的温度下执行后固化达2个小时而制造所述摩擦材料。[表格I]
权利要求
1.一种摩擦材料，包括:纤维材料；摩擦改进剂；和粘合剂，其中，所述摩擦材料包含钛酸钾粉末、钢纤维、焦磷酸钙和氧化铁。
2.根据权利要求1所述的摩擦材料,其中所述钛酸钾粉末的数量为10到30质量％。
3.根据权利 要求1或者2所述的摩擦材料，其中所述钢纤维的数量为I到7质量％。
4.根据权利要求1到3之一所述的摩擦材料，其中所述焦磷酸 丐的数量为5到20质量％。
5.根据权利要求1到4之一所述的摩擦材料，其中所述氧化铁的数量为I到5质量％。
全文摘要
提供了一种即使在700℃的区域中的非常高的温度下也具有适当的抗衰退性和高磨损强度的摩擦材料。本发明的摩擦材料包括纤维基材、摩擦改进剂和粘合剂。该摩擦材料包含钛酸钾粉末、钢纤维、焦磷酸钙和氧化铁。
文档编号C09K3/14GK103080266SQ201180042629
公开日2013年5月1日 申请日期2011年9月1日 优先权日2010年9月3日
发明者端野直辉, 绪方义夫, 福井孝之, 望田昌弘, 高桥靖则 申请人:日产自动车株式会社, 曙制动器工业株式会社