低铜有机陶瓷刹车片的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种低铜有机陶瓷刹车片，包括粘接剂、增强材料、摩擦性能调节剂和填料，本发明是利用聚丙烯腈纤维具有的熔点高，高模量、压缩性能稳定和钛酸钾片晶具有极好的耐化学品稳定性、功能稳定性好、柔韧性好等优点用于摩擦材料配方设计，又添加钛酸钾片晶，能保证高温摩擦性能，使产品在高温磨损更小，不损伤摩擦对偶，减少制动噪音，克服高温裂纹、减小环境污染等。
【专利说明】低铜有机陶瓷刹车片
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车工业领域中的刹车片，具体涉及一种低铜有机陶瓷刹车片。
【背景技术】
[0002]作为汽车关键零部件的刹车片目前正在由单一材料向复合材料发展，其质量的好坏直接影响机器的可靠性和操作人员的生命安全，随着科学技术的发展，人们对交通运输工具和动力机械的速度、负荷和安全性要求越来越高，高速列车、重载货车、轿车、赛车、摩托车等重载、高速行驶、制动频繁的民用运载工具等都对响应快、摩擦因数高而稳定、抗热衰退性能良好、密度小、使用寿命长环境适应性强且对环境无污染的高性能摩擦材料提出了迫切的要求，有机陶瓷基摩擦材料应运而生，但其技术在我国还不够成熟，在使用过程中存在耐冲击强度差、摩擦系数高温衰退大、产品易出现裂纹等缺点。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种能改善摩擦材料的耐热性、抗衰退性和耐冲击性，高温磨损小，不损伤摩擦对偶，能减少制动噪音，克服高温裂纹、减小环境污染，能延长使用寿命的低铜有机陶瓷刹车片。
[0004]其技术方案是:低铜有机陶瓷刹车片，包括粘接剂、增强材料、摩擦性能调节剂和填料，具体为由以下重量百分比的原料制成:
酚醛树脂 6-14% 矿物纤维 13-17% 研磨剂1-18%
润滑剂 8-20% 硫酸钡 16-20% 碳酸钙8-12%
芳纶浆柏 1-4% 钛酸钾片晶13-17% 轮胎粉1-5%
紫铜纤维 3-7% 聚丙烯腈纤维2-6%。
[0005]其中最佳重量百分比是:
酚醛树脂 8% 矿物纤维 15% 研磨剂8%
润滑剂 12% 硫酸钡 18% 碳酸钙10%
芳纶浆柏 2% 钛酸钾片晶15% 轮胎粉3%
紫铜纤维 5% 聚丙烯腈纤维4%。
[0006]所述酚醛树脂为改性酚醛树脂。
[0007]所述研磨剂包括三氧化二铝、氧化铁和硅酸锆的一种或一种以上的混合；所述润滑剂包括石墨、二硫化钥和云母的一种或一种以上的混合。
[0008]本发明与现有技术相比较，具有以下优点:采用聚丙烯腈纤维和钛酸钾片晶摩擦材料增强剂和摩擦性能调节剂，能改善摩擦材料的耐热性、抗衰退性和耐冲击性，能延长使用寿命，保证在高温摩擦性能，使产品在高温磨损更小，不损伤摩擦对偶，减少制动噪音，克服高温裂纹、减小环境污染。
【具体实施方式】
[0009]低铜有机陶瓷刹车片，包括粘接剂、增强材料、摩擦性能调节剂和填料，具体为由以下重量份的原料制成:
酚醛树脂 6-14 矿物纤维 13-17 研磨剂1-18 润滑剂 8-20 硫酸钡 16-20 碳酸钙8-12 芳纶浆柏 1-4 钛酸钾片晶13-17 轮胎粉1-5 紫铜纤维 3-7 聚丙烯腈纤维2-6。
[0010]其中最佳重量份是:
酚醛树脂 8 矿物纤维 15 研磨剂8 润滑剂 12 硫酸钡 18 碳酸钙10 芳纶浆柏 2 钛酸钾片晶15 轮胎粉3 紫铜纤维 5 聚丙烯腈纤维4。
[0011 ] 所述酚醛树脂为改性酚醛树脂。
[0012]所述研磨剂包括三氧化二铝、氧化铁和硅酸锆的一种或一种以上的混合；所述润滑剂包括石墨、二硫化钥和云母的一种或一种以上的混合。
[0013]其中，改性酚醛树脂:酚醛树脂改性后，酚醛树脂的冲击韧性、粘接性、机械强度、耐热性、阻燃性、尺寸稳定性、固化速度以及成型工艺性等分别得到提高。
[0014]增强材料矿物纤维:生产的制动衬片具有制动平稳可靠、高温性能好、磨耗小、低(无)噪音、寿命长等显著特点。
[0015]研磨剂采用氧化铁加入摩擦材料中，能调整刹车材料的摩擦系数；润滑剂采用石墨等能减小摩擦材料的热衰退，稳定摩擦材料的摩擦系数，既能起到良好的减磨作用和自润滑作用，又能有效保护对偶盘。
[0016]填料使用硫酸钡，化学性质稳定，无磁性毒性，具有良好的耐燃性；碳酸钙，在使用过程中能减振，防滑，降噪，吸波；综合性能好，摩擦系数高，耐磨性能和耐热性能高；摩擦性能稳定，热衰退与热恢复性能较好，高温摩擦磨损性能优越，产品寿命能提高30% ;能减少芳沦纤维，紫铜，钛酸钾等高价值材料的用量，使摩擦材料成本大大降低。
[0017]轮胎粉又称橡胶粉屑，系称废旧轮胎的胎胶面，除去帘子午线，粉碎加工而成。成份天然硫化胶和丁苯硫化胶。作为弹性填料用于摩擦材料中，起增磨减噪的效果。
[0018]钦酸钟片晶，具有十分优良的物理机械性能:闻强度、闻|旲量、闻的耐热、隔热、电气绝缘性能和优异的红外反射性能，由于它化学性能十分稳定，与塑料复合相容性好，表现出优良的耐摩耗性和润滑性及出色的尺寸稳定性。同玻纤和碳纤相比，有显微填充好，模塑制品尺寸精度和稳定性好、表面光滑，对设备和模具磨损小等许多显著的优点。它堆积密度较大，能减小粉尘飞扬引起的环境污染。加上它能完全解决发生于制动装置的“刹车噪音”，同时稳定高温时摩擦系数、提高制动舒适性和增加制动片的使用寿命。
[0019]芳纶浆柏是对芳纶纤维进行表面原纤化处理之后得到的，其独特的表面结构极大地提高了混合物的抓附力，因此非常适合作为一种增强纤维应用于摩擦及密封产品中。浅黄色絮花状，呈毛绒状，其毛羽丰富，强度高、尺寸稳定性好，无脆性、耐高温、耐腐蚀、有韧性、收缩率小、耐磨性好、表面积大，能很好的与其它物质结合，是一种补强材料，回潮率为8%，平均长度为2-2.5_，表面积为8m2/g。而被用作垫片增强材料，具有较好的回弹性能和密封性能，对人体健康及环境无危害，通常只需添加少于5%的浆柏，得到产品的强度相当于50-60%石棉纤维增强的产品。用于增强摩擦、密封材料等制成品，可作为石棉的替代品用于摩擦密封材料，高性能耐热绝缘纸以及增强复合材料。是一种非常好的增强摩擦片的强度主体材料。
[0020]聚丙烯腈纤维具有高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、传热、密度小和热膨胀系数小。在摩擦材料中一般用于性能较高的高档产品，具有高温摩擦性能稳定，磨损低等优点。
[0021]紫铜纤维具有吸热、散热快，耐闻温的特点，与其他材料混合时，能提闻粘结力和均匀程度。
[0022]本发明是利用聚丙烯腈纤维具有的熔点高，高模量、压缩性能稳定和钛酸钾片晶具有极好的耐化学品稳定性、功能稳定性好、柔韧性好等优点用于摩擦材料配方设计，又添加钛酸钾片晶，能保证高温摩擦性能，使产品在高温磨损更小，不损伤摩擦对偶，减少制动噪音，克服高温裂纹、减小环境污染等。
[0023]依据
【发明内容】
，设计了两组配方(A配方和B配方)进行试验，实验方案及实验结果如下:
实施方案:
配方A:
酚醛树脂 8% 矿物纤维 19% 氧化铁8%
石墨12% 硫酸钡 18% 碳酸钙10%
芳纶2% 钛酸钾 11% 轮胎粉3%
紫铜纤维 9%。
[0024]配方B:
酚醛树脂 8% 矿物纤维 15% 氧化铁8%
石墨12% 硫酸钡 18% 碳酸钙10%
芳纶浆柏 2% 钛酸钾片晶15% 轮胎粉3%
紫铜纤维 5% 聚丙烯腈纤维4%。
[0025]根据以上配方设计，按照以下生产工艺加工样品，加工本田雅阁车型前片D465，使用林科试验机依据北美ASE J2522标准进行台架测试:
混料一成型热压一热处理一平磨一喷漆一烘干一安装附件一印标封装试验结果:
从实验数据分析，未采用聚丙烯腈纤维和钛酸钾片晶(配方A)的摩擦材料产品硬度大，韧性差，在执行衰退程序时，衰退率高达25%以上，高速性能较差，摩擦系数为0.20，在实验过程中有噪音产生；而采用聚丙烯腈纤维和钛酸钾片晶的摩擦材料(配方B)衰退率有明显改善，低于15%，高速摩擦系数高于0.30，在实验时无噪音。
[0026]使用本配方生产的刹车片，高温时没有发生热衰退现象，摩擦系数稳定，产品磨耗小，冲击强度提高32%左右，使用过程中制动舒适，无噪音产生，使用寿命达7万公里以上。
【权利要求】
1.低铜有机陶瓷刹车片，其特征在于:包括粘接剂、增强材料、摩擦性能调节剂和填料，具体为由以下重量百分比的原料制成: 酚醛树脂 6-14% 矿物纤维 13-17% 研磨剂1-18% 润滑剂 8-20% 硫酸钡 16-20% 碳酸钙8-12% 芳纶浆柏 1-4% 钛酸钾片晶13-17% 轮胎粉1-5% 紫铜纤维 3-7% 聚丙烯腈纤维2-6%。
2.根据权利要求1所述的低铜有机陶瓷刹车片，其特征在于:其中最佳重量百分比是: 酚醛树脂 8% 矿物纤维 15% 研磨剂8% 润滑剂 12% 硫酸钡 18% 碳酸钙10% 芳纶浆柏 2% 钛酸钾片晶15% 轮胎粉3% 紫铜纤维 5% 聚丙烯腈纤维4%。
3.根据权利要求1或2所述的低铜有机陶瓷刹车片，其特征在于:所述酚醛树脂为改性酚醛树脂。
4.根据权利要求1所述的低铜有机陶瓷刹车片，其特征在于:所述研磨剂包括三氧化二铝、氧化铁和硅酸锆的一种或一种以上的混合；所述润滑剂包括石墨、二硫化钥和云母的一种或一种以上的混合。
【文档编号】F16D69/02GK104154152SQ201410367084
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】田式国, 郭恒, 金鑫, 张雪春 申请人:东营宝丰汽车配件有限公司