一种多金属摩擦材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种多金属摩擦材料，其包括有树脂、碳、纤维材料、无机矿物、以及至少两种金属材料，其中，所述无机矿物包括有硅灰石、长石与氧化铝中的一种或多种的组合；所述金属材料包含有还原铁粉与铬铁；采用上述配方进行配置的摩擦材料，其具有良好的制动性与耐磨性，从而可在汽车制动过程中实现平稳制动，并减少制动过程中摩擦材料摩擦而产生的灰尘，硬度适中，热衰退小、高温恢复性能好，减小了噪音污染，提高了汽车制动系统的性能。
【专利说明】一种多金属摩擦材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于摩擦工作的工程部件的生产配方，尤其是一种机械设备与机动车辆中的制动系统与传动装置中，制动器或离合器内摩擦材料的制造配方。
【背景技术】
[0002]摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料。它主要应用在用于制动的制动器衬片，以及用于传动的离合器面片。任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置，而摩擦材料是这种制动或传动装置上的关键性部件。摩擦材料最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力，它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。因此，摩擦材料是一种应用广泛又甚关键的材料。而现有的摩擦材料中，其普遍采用石棉摩擦材料，其制动性差，且制动不稳定；在制动过程中，摩擦材料的硬度偏高且耐磨性弱，导致摩擦材料的工作噪音过大，而工作过程中产生的灰尘过多；此外，石棉摩擦材料的热衰退大，且高温恢复性能差。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种汽车制动器内摩擦材料的配置方法，其可实现良好的制动平稳性，并减少制动过程中的噪音与灰尘。
[0004]为解决上述技术问题，本发明涉及一种多金属摩擦材料；所述多金属摩擦材料包括有树脂、碳、纤维材料、无机矿物、以及至少两种金属材料，其中，所述无机矿物包括有硅灰石、长石与氧化铝中的一种或多种的组合；所述金属材料包含有还原铁粉与硫酸钡。
[0005]作为本发明的一种改进，所述树脂材料采用酚醛树脂；所述多金属摩擦材料中添加有硬脂酸锌；所述酚醛树脂的重量百分比为7% —14%，所述硬脂酸锌的重量百分比为1% — 4%。树脂于摩擦材料中可起到粘合作用，确保多种材料的连接稳定性；其中，酚醛树脂相较于其它树脂材料具有良好的耐热性能，其在高温下仍可保持结构的整体性和稳定性，从而在起到粘合作用的同时，避免摩擦材料在工作过程中，因摩擦导致的高温使得摩擦材料的结构出现变化；同时，硬脂酸锌可作为酚醛树脂的热稳定剂，从而使得酚醛树脂的在摩擦材料工作环境下，对于摩擦材料的热稳定效果得以进一步改善。
[0006]作为本发明的一种改进，所述碳包括有焦炭、磷片石墨与碳黑；所述焦炭、磷片石墨与碳黑的重量百分比为焦炭I %—7%、憐片石墨1%—10%、碳黑I %—5%。米用上述配t匕，其可利用碳的特性，使得摩擦材料的单位面积吸收功率高，并显著提高其导热性能，从而使得摩擦材料在工作过程中可迅速吸收摩擦力，并可避免局部过热引起的性能不稳定；同时，碳的内部构造较为疏松，其亦可降低磨擦材料工作过程中噪音。
[0007]作为本发明的一种改进，所述纤维材料采用，金属纤维与非金属纤维构成的复合纤维材料，其中，金属纤维与非金属纤维的重量配比为0.7:1至1:1。采用上述设计，其可通过金属纤维对摩擦材料实现良好的增强效果的同时，通过非金属纤维对摩擦材料的硬度与韧度进行改善，从而避免摩擦材料在制动过程中出现过大的噪音。
[0008]作为本发明的一种改进，所述金属纤维采用钢纤维，所述非金属纤维采用芳纶、木纤维、龙R纤维与玻璃纤维中的一种或多种构成的非金属复合纤维材料。采用上述设计，钢纤维可以为摩擦材料提高良好的耐热性与单位面积吸收功率；非金属材料中，芳纶可以有效减少摩擦片的磨损量，使其工作过程中的扬尘状况，以及自身的使用寿命均可得以改善，而木纤维、龙R纤维与玻璃纤维等高密度纤维则可与芳纶配合，避免因芳纶造成摩擦材料摩擦系数的下降；上述多种纤维材料的配合使用，其在使得摩擦材料具有良好的摩擦性能的同时，亦能减少其工作过程中产生的灰尘与噪音。
[0009]作为本发明的一种改进，所述纤维材料由钢纤维、芳纶、木纤维、龙R纤维与玻璃纤维组成，其中，上述纤维材料的重量百分比为:钢纤维15% — 20%、芳纶2% — 8%、木纤维3%—9%、龙冈纤维5% —15%、玻璃纤维1%—4%。
[0010]作为本发明的一种改进，所述无机矿物由硅灰石、长石、氧化铝与陶土混合制成；所述硅灰石采用由硅灰石在短径粒度状态下集结形成的硅灰棉，所述长石采用长石粉；所述硅灰棉、长石粉、氧化铝与陶土的重量百分比为，硅灰棉3% —10%、长石粉2%—7%、氧化铝0.5%—5%、陶土 0.5%—5%。采用上述设计，其可通过多种无机矿物使得摩擦材料的刚性得到确保的同时，使得摩擦材料的灰尘与工作噪音均得到控制。
[0011]作为本发明的一种改进，所述金属材料由还原铁粉、铬铁、以及纤维材料中的钢纤维构成；所述多金属摩擦材料中添加有硫酸钡，；所述还原铁粉、铬铁与硫酸钡的重量百分比为，还原铁粉I % —15 %、铬铁I % —10 %、硫酸钡1%—6%。采用上述设计，硫酸钡可使得金属材料的温度稳定性得到改善，并可有效减缓摩擦材料工作过程中的磨损。
[0012]作为本发明的一种改进，所述多金属摩擦材料中添加有丁晴胶粉，其重量百分比为6% —12%。丁晴胶粉作为橡胶添加至摩擦材料中，可有效改善摩擦材料的韧度，进一步改善摩擦材料工作过程中产生的噪音情况；同时，丁晴胶粉良好的耐磨性能可进一步改善摩擦材料工作过程中产生的粉末。
[0013]作为本发明的一种改进，所述多金属摩擦材料中添加有摩擦粉，其重量百分比为2%—6%。所述摩擦粉采用亚麻油高聚物的颗粒状摩擦粉，其可显著改善摩擦材料的摩擦性能。
[0014]采用上述配方进行配置的摩擦材料，其具有良好的制动性，从而可在汽车制动过程中实现平稳制动，同时，其通过改善摩擦材料的硬度、韧度以及耐磨型，使得摩擦材料工作过程中的工作噪音与工作灰尘均得以减少；此外，上述摩擦材料通过改善了配方中组分的耐热性能，使得摩擦片的热衰退得以改善，且增强其高温恢复性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为现有技术中半金属摩擦材料的性能试验数据；
图2为本发明中多金属摩擦材料的性能试验数据；
图3为现有技术中半金属摩擦材料的摩擦曲线与温度性能曲线示意图；
图4为本发明中多金属摩擦材料的摩擦曲线与温度性能曲线示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合【具体实施方式】，进一步阐明本发明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0017]实施例1
本发明公开了一种多金属摩擦材料；所述多金属摩擦材料包括有树脂、碳、纤维材料、无机矿物、以及至少两种金属材料；其中，树脂采用酚醛树脂；所述碳由焦炭与磷片石墨混合而成；所述纤维材料由钢纤维、芳纶、木纤维、龙R纤维与玻璃纤维构成；所述无机矿物由硅灰棉、长石粉与氧化铝混合制成；所述金属材料由还原铁粉，以及纤维材料中的钢纤维构成。
[0018]除上述摩擦材料的组成原料外，上述多金属摩擦材料中添加有硬脂酸锌、丁晴胶粉、硫酸钡与摩擦粉。
[0019]上述多金属摩擦材料的原料重量百分比为:酚醛树脂10%、焦炭5%、磷片石墨6 %、钢纤维20 %、芳纶5 %、木纤维6 %、龙R纤维10 %、玻璃纤维3 %、硅灰棉7 %、长石粉
5%、氧化铝2 %、还原铁粉5.5 %、硫酸钡2 %、硬脂酸锌0.5%、丁晴胶粉9 %与摩擦粉4 %。
[0020]采用上述配方进行配置的多金属摩擦材料，其在与传统的半金属摩擦材料的性能对比过程中，将两种摩擦材料制成的制动器内部摩擦片在相同温度环境下对其进行摩擦测试，摩擦片的厚度变化如表I与表2所示。
[0021]由上述试验中，半金属摩擦材料与多金属摩擦材料的磨损厚度与磨损率对比可获知，本发明中所采用的多金属摩擦材料，其在更大的摩擦力作用下仍可保持较低的磨损厚度与磨损率，故而其性能显著优于现有半金属摩擦材料。
[0022]同时，在固定温度环境下，对现有的半金属摩擦材料与本发明中的多金属摩擦材料分别进行多次摩擦试验，其摩擦系数与表面温度的变化曲线如图3与图4所示。
[0023]由上述试验可知，相同温度下，本发明的多金属摩擦材料其摩擦系数显著高于半金属摩擦材料，同时，随着摩擦圈数的增多，多金属摩擦材料的表面温度，以及摩擦系数均保持在相对恒定的数值；故而其在实际摩擦工作中可保持良好的制动稳定性与温度稳定性。
[0024]采用上述配方进行配置的摩擦材料，其具有良好的制动性，从而可在汽车制动过程中实现平稳制动，同时，其通过改善摩擦材料的硬度、韧度以及耐磨型，使得摩擦材料工作过程中的工作噪音与工作灰尘均得以减少；此外，上述摩擦材料通过改善了配方中组分的耐热性能，使得摩擦片的热衰退得以改善，且增强其高温恢复性能。
[0025]实施例2
本发明公开了一种多金属摩擦材料；所述多金属摩擦材料包括有树脂、碳、纤维材料、无机矿物、以及至少两种金属材料；其中，树脂采用酚醛树脂；所述碳由焦炭与磷片石墨混合而成；所述纤维材料由钢纤维、芳纶、木纤维、龙R纤维与玻璃纤维构成；所述无机矿物由硅灰棉、长石粉与氧化铝混合制成；所述金属材料由还原铁粉，以及纤维材料中的钢纤维构成。
[0026]除上述摩擦材料的组成原料外，上述多金属摩擦材料中添加有硬脂酸锌、丁晴胶粉、硫酸钡与摩擦粉。
[0027]上述多金属摩擦材料的原料重量百分比为:酚醛树脂10%、焦炭8%、磷片石墨8%、钢纤维16%、芳纶7%、木纤维7%、龙网纤维10%、玻璃纤维4%、硅灰棉8%、长石粉
6%、氧化铝4 %、还原铁粉2 %、硫酸钡1.5 %、硬脂酸锌0.5%、丁晴胶粉6 %与摩擦粉2 %。
[0028]采用上述设计，其在多金属摩擦材料中增加碳，以及非金属纤维的重量百分比，故而使得多金属摩擦材料在工作过程中的噪音可得到进一步的控制。
[0029]实施例3
本发明公开了一种多金属摩擦材料；所述多金属摩擦材料包括有树脂、碳、纤维材料、无机矿物、以及至少两种金属材料；其中，树脂采用酚醛树脂；所述碳由碳黑与磷片石墨混合而成；所述纤维材料由钢纤维、芳纶、木纤维、龙R纤维与玻璃纤维构成；所述无机矿物由硅灰棉、长石粉、氧化铝与陶土混合制成；所述金属材料由还原铁粉，以及纤维材料中的钢纤维构成。
[0030]除上述摩擦材料的组成原料外，上述多金属摩擦材料中添加有硬脂酸锌、丁晴胶粉、硫酸钡与摩擦粉。
[0031]上述多金属摩擦材料的原料重量百分比为:酚醛树脂10%、碳黑6%、磷片石墨
6%、钢纤维20 %、芳纶5 %、木纤维6 %、龙R纤维10 %、玻璃纤维3 %、硅灰棉7 %、长石粉5 %、氧化铝2 %、陶土 4 %、还原铁粉5.5 %、硫酸钡2 %、硬脂酸锌0.5%、丁晴胶粉6 %与摩擦粉2%。
[0032]采用上述设计，其可通过在多金属摩擦材料中添加碳黑与陶土，使得其内部密度得以减少，进而使得金属摩擦材料在摩擦过程中产生的灰尘得到进一步控制。
[0033]实施例4
本发明公开了一种多金属摩擦材料；所述多金属摩擦材料包括有树脂、碳、纤维材料、无机矿物、以及至少两种金属材料；其中，树脂采用酚醛树脂；所述碳由焦炭、碳黑与磷片石墨混合而成；所述纤维材料由钢纤维、芳纶、木纤维、龙R纤维与玻璃纤维构成；所述无机矿物由硅灰棉、长石粉与氧化铝混合制成；所述金属材料由还原铁粉、铬铁、以及纤维材料中的钢纤维构成。
[0034]除上述摩擦材料的组成原料外，上述多金属摩擦材料中添加有硬脂酸锌、丁晴胶粉、硫酸钡，以及摩擦粉与轮胎粉的混合物。所述轮胎粉为天然硫化胶与丁苯硫化胶的混合物，其由废旧轮胎的胎面加工而成；其可用低廉的成本有限降低摩擦材料的硬度，从而使其在磨擦过程中减少噪音的产生。
[0035]上述多金属摩擦材料的原料重量百分比为:酚醛树脂9%、焦炭5%、磷片石墨5 %、碳黑I %、钢纤维18 %、芳纶5 %、木纤维6 %、龙冈纤维9 %、玻璃纤维3 %、硅灰棉7 %、长石粉5 %、氧化铝2 %、还原铁粉4 %、铬铁4 %、硫酸钡1.5 %、硬脂酸锌0.5 %、丁晴胶粉6%、摩擦粉4%、轮胎粉5%。
[0036]采用上述设计，其在多金属摩擦材料中同时加入铬铁与轮胎粉，进而使得多金属摩擦材料在提高其摩擦性能的同时，亦可使得低噪音工作。
【权利要求】
1.一种多金属摩擦材料，其特征在于，所述多金属摩擦材料包括有树脂、碳、纤维材料、无机矿物、以及至少两种金属材料，其中，所述无机矿物包括有硅灰石、长石与氧化铝中的一种或多种的组合；所述金属材料包含有还原铁粉与铬铁。
2.按照权利要求1所述的多金属摩擦材料，其特征在于，所述树脂材料采用酚醛树脂；所述多金属摩擦材料中添加有硬脂酸锌；所述酚醛树脂的重量百分比为7% —14%，所述硬脂酸锌的重量百分比为1%—4%。
3.按照权利要求1所述的多金属摩擦材料，其特征在于，所述碳包括有焦炭、磷片石墨与碳黑；所述焦炭、磷片石墨与碳黑的重量百分比为焦炭1% — 7%、磷片石墨1% —10%、碳黑1%—5%。
4.按照权利要求1所述的多金属摩擦材料，其特征在于，所述纤维材料采用，金属纤维与非金属纤维构成的复合纤维材料，其中，金属纤维与非金属纤维的重量配比为0.7:1至1:1。
5.按照权利要求4所述的多金属摩擦材料，其特征在于，所述金属纤维采用钢纤维，所述非金属纤维采用芳纶、木纤维、龙R纤维与玻璃纤维中的一种或多种构成的非金属复合纤维材料。
6.按照权利要求5所述的所述的多金属摩擦材料，其特征在于，所述纤维材料由钢纤维、芳纶、木纤维、龙R纤维与玻璃纤维组成，其中，上述纤维材料的重量百分比为:钢纤维10%—30%、芳纶2%—8%、木纤维3%—9%、龙冈纤维5% —15%、玻璃纤维1%—4%。
7.按照权利要求1所述的多金属摩擦材料，其特征在于，所述无机矿物由硅灰石、长石、氧化铝与陶土混合制成；所述硅灰石采用由硅灰石在短径粒度状态下集结形成的硅灰棉，所述长石采用长石粉；所述硅灰棉、长石粉、氧化铝与陶土的重量百分比为，硅灰棉3% —10%、长石粉 2%—7%、氧化铝 0.5%—5%、陶土 0.5%—5%。
8.按照权利要求6所述的多金属摩擦材料，其特征在于，所述金属材料由还原铁粉、铬铁、以及纤维材料中的钢纤维构成；所述多金属摩擦材料中添加有硫酸钡，；所述还原铁粉、铬铁与硫酸钡的重量百分比为，还原铁粉1%—15%、铬铁I10%、硫酸钡1%—6%。
9.按照权利要求1所述的多金属摩擦材料，其特征在于，所述多金属摩擦材料中添加有丁晴胶粉，其重量百分比为6% —12%。
10.按照权利要求1所述的多金属摩擦材料，其特征在于，所述多金属摩擦材料中添加有摩擦粉，其重量百分比为2%—6%。
【文档编号】C09K3/14GK104371647SQ201410497217
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】张种如, 张种斌, 朱学宁, 颜小雅 申请人:盐城市天驰汽配有限公司