本发明涉及刹车片技术领域，尤其是一种重型车用盘式刹车片摩擦材料及刹车片制备工艺。
背景技术：
随着世界经济的迅猛发展，对物流的需求也越来越大。公路运输作为一种方便快捷且价格适中的运输方式，也越来越受到大家的青睐。作为公路运输的主要载具，重型载重车的保有数量也日渐增多。由于重型载重车载重量大，对制动系统的要求比较高，尤其是在山区复杂路况的情况下，对刹车片的要求比一般路况要更加严格。首先，在山区路况下，要求刹车片要有优异的耐温性能，如果连续下坡的情况下，制动盘的温度有时会达到800度甚至更高。目前市场上销售的刹车片很难达到这一耐温程度，司机为了保证连续下坡过程中能够刹住车，往往采用喷水等冷却措施，或者走一段停下来进行刹车系统的冷却。即便这样每年因为刹车失灵造成的事故也数不胜数。其次，现有的刹车片在山区路况下的寿命比正常路况下的寿命要短很多，甚至有的只能跑几千公里，即便是一些原厂的产品使用寿命也差强人意，这又给车主的用车成本造成了很大的上涨。
虽然目前市场上各种各样琳琅满目的刹车片，但还没有专门为重型载重汽车在山区路况下使用而研制的刹车片。因此，如何提供一种重型车用盘式刹车片摩擦材料及刹车片制备工艺，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种重型车用盘式刹车片摩擦材料及刹车片制备工艺，克服前述现有技术的不足，使盘式刹车片制动平稳、灵敏、摩擦系数和磨损率优异，使用寿命长。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种重型车用盘式刹车片摩擦材料，主要由如下重量份数的原料组成：硼改性酚醛树脂5-10份、碳纤维1-5份、芳纶浆粕1-5份、钢棉18-25份、玄武岩长纤维3-8份、复合硫化物5-8份、氧化铝2-6份、氧化锌2-6份、石墨8-12份、碳酸钙晶须5-10份、水合硅酸钙3-8份、epdm橡胶粒子1-2份、黑色摩擦粉3-6份和蛭石4-6份。
优选的，主要由如下重量份数的原料组成：硼改性酚醛树脂8份、碳纤维3份、芳纶浆粕2份、钢棉20份、玄武岩长纤维5份、复合硫化物7份、氧化铝4份、氧化锌4份、石墨10份、碳酸钙晶须8份、水合硅酸钙5份、epdm橡胶粒子2份、黑色摩擦粉5份和蛭石5份。
优选的，所述玄武岩长纤维的长度为3-6mm。
优选的，所述复合硫化物有效成分主要为硫化铁、硫化铜、硫化锡和硫化锰。
一种采用重型车用盘式刹车片摩擦材料制备盘式刹车片的工艺，其特征在于：包括如下步骤：
（1）原料混配：按规定重量份数称取各原料组分，放入混料机中混配至均匀，得到混合物a；
（2）称料：依据压制刹车片所需要的混合物a的重量，在电子台秤上称取步骤（1）得到的混合物a；
（3）热压成型：将步骤（2）中称好的混合物a及刹车片背板一起送入模压机热压成型，此过程中，温度为150-180℃，系统压力为20-40mpa，保温时间为10-20min，制得成型的刹车片；
（4）固化处理：在烤箱内对步骤（3）制得的成型的的刹车片进行热处理烘烤，即得重型车用盘式刹车片。
优选的，所述步骤（4）固化处理的烘烤温度和保温时间分别为：140℃保温1h，160℃保温1h，180℃保温1h，200℃保温2h，220℃保温4h。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种重型车用盘式刹车片摩擦材料及刹车片制备工艺，采用硼改性酚醛树脂做为粘接剂，明显提高摩擦材料的耐热性与韧性；采用耐热性与强度极好的碳纤维、芳纶浆粕做为主要的增强材料，同时辅以钢棉、玄武岩长纤维（4-6mm）、碳酸钙晶须等长短不一的各种纤维，协同作用，使本发明的刹车片具有非常高的使用强度与寿命；以复合硫化物（硫化铁、铜、锡、锰）做为二次粘接剂来增强刹车片在各温度段的摩擦性能，采用氧化铝、氧化锌、石墨调节摩擦系数，降低磨损率；采用水合硅酸钙、epdm橡胶粒子、黑色摩擦粉和蛭石增强刹车片热稳定性，提高刹车片安全性和制动效果，各组分原料协同作用，进一步增强了刹车片的刹车灵敏度和平稳度；采用本发明摩擦材料及其制备工艺制得的刹车片，在100-800℃的温度区间都有良好的摩擦系数0.38-0.45，磨损率在350℃时为0.12×10-7cm3(n.m)-1。经过云南、四川、贵州、西藏等多个山区实地使用，证实本刹车片制动平稳，在下坡时制动灵敏，无冒烟现象，使用寿命在7-10万公里。
具体实施方式
实施例1
一种重型车用盘式刹车片摩擦材料，其特征在于：主要由如下重量份数的原料组成：硼改性酚醛树脂8份、碳纤维3份、芳纶浆粕2份、钢棉20份、玄武岩长纤维5份、复合硫化物7份、氧化铝4份、氧化锌4份、石墨10份、碳酸钙晶须8份、水合硅酸钙5份、epdm橡胶粒子2份、黑色摩擦粉5份和蛭石5份。
所述玄武岩长纤维的长度为3-6mm。
所述复合硫化物有效成分主要为硫化铁、硫化铜、硫化锡和硫化锰。
一种采用重型车用盘式刹车片摩擦材料制备盘式刹车片的工艺，包括如下步骤：
（1）原料混配：按规定重量份数称取各原料组分，放入混料机中混配至均匀，得到混合物a；
（2）称料：依据压制刹车片所需要的混合物a的重量，在电子台秤上称取步骤（1）得到的混合物a；
（3）热压成型：将步骤（2）中称好的混合物a及刹车片背板一起送入模压机热压成型，此过程中，温度为160℃，系统压力为30mpa，保温时间为15min，制得成型的刹车片；
（4）固化处理：在烤箱内对步骤（3）制得的成型的的刹车片进行热处理烘烤，固化处理的烘烤温度和保温时间分别为：140℃保温1h，160℃保温1h，180℃保温1h，200℃保温2h，220℃保温4h，即得重型车用盘式刹车片。
本实施例制得的刹车片，通过在台架试验机上检测，本刹车片在100-800℃的温度区间都有良好的摩擦系数0.41-0.45，磨损率在350℃时为0.12×10-7cm3(n.m)-1。经过云南、四川、贵州、西藏等多个山区实地使用，证实本刹车片制动平稳，在下坡时制动灵敏，无冒烟现象，使用寿命在8-10万公里。
实施例2
一种重型车用盘式刹车片摩擦材料，主要由如下重量份数的原料组成：硼改性酚醛树脂5份、碳纤维1份、芳纶浆粕1份、钢棉18份、玄武岩长纤维3份、复合硫化物5份、氧化铝2份、氧化锌2份、石墨8份、碳酸钙晶须5份、水合硅酸钙3份、epdm橡胶粒子1份、黑色摩擦粉3份和蛭石4份。
所述玄武岩长纤维的长度为3-6mm。
所述复合硫化物有效成分主要为硫化铁、硫化铜、硫化锡和硫化锰。
一种采用重型车用盘式刹车片摩擦材料制备盘式刹车片的工艺，包括如下步骤：
（1）原料混配：按规定重量份数称取各原料组分，放入混料机中混配至均匀，得到混合物a；
（2）称料：依据压制刹车片所需要的混合物a的重量，在电子台秤上称取步骤（1）得到的混合物a；
（3）热压成型：将步骤（2）中称好的混合物a及刹车片背板一起送入模压机热压成型，此过程中，温度为150℃，系统压力为20mpa，保温时间为10min，制得成型的刹车片；
（4）固化处理：在烤箱内对步骤（3）制得的成型的的刹车片进行热处理烘烤，即得重型车用盘式刹车片；固化处理的烘烤温度和保温时间分别为：140℃保温1h，160℃保温1h，180℃保温1h，200℃保温2h，220℃保温4h。
本实施例制得的刹车片，通过在台架试验机上检测，本刹车片在100-800℃的温度区间都有良好的摩擦系数0.40-0.44，磨损率在350℃时为0.119×10-7cm3(n.m)-1。经过云南、四川、贵州、西藏等多个山区实地使用，证实本刹车片制动平稳，在下坡时制动灵敏，无冒烟现象，使用寿命在7-10万公里。
实施例3
一种重型车用盘式刹车片摩擦材料，主要由如下重量份数的原料组成：硼改性酚醛树脂10份、碳纤维5份、芳纶浆粕5份、钢棉25份、玄武岩长纤维8份、复合硫化物8份、氧化铝6份、氧化锌6份、石墨12份、碳酸钙晶须10份、水合硅酸钙8份、epdm橡胶粒子2份、黑色摩擦粉6份和蛭石6份。
所述玄武岩长纤维的长度为3-6mm。
所述复合硫化物有效成分主要为硫化铁、硫化铜、硫化锡和硫化锰。
一种采用重型车用盘式刹车片摩擦材料制备盘式刹车片的工艺，包括如下步骤：
（1）原料混配：按规定重量份数称取各原料组分，放入混料机中混配至均匀，得到混合物a；
（2）称料：依据压制刹车片所需要的混合物a的重量，在电子台秤上称取步骤（1）得到的混合物a；
（3）热压成型：将步骤（2）中称好的混合物a及刹车片背板一起送入模压机热压成型，此过程中，温度为180℃，系统压力为40mpa，保温时间为20min，制得成型的刹车片；
（4）固化处理：在烤箱内对步骤（3）制得的成型的的刹车片进行热处理烘烤，即得重型车用盘式刹车片，固化处理的烘烤温度和保温时间分别为：140℃保温1h，160℃保温1h，180℃保温1h，200℃保温2h，220℃保温4h。
本实施例制得的刹车片，通过在台架试验机上检测，本刹车片在100-800℃的温度区间都有良好的摩擦系数0.38-0.45，磨损率在350℃时为0.12×10-7cm3(n.m)-1。经过云南、四川、贵州、西藏等多个山区实地使用，证实本刹车片制动平稳，在下坡时制动灵敏，无冒烟现象，使用寿命在7-10万公里。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。