一种低噪音的安全型摩擦材料及摩擦片的制备方法
【专利摘要】本发明旨在提供一种拥有高摩擦系数和安全性能的同时，兼顾噪音性能问题的摩擦材料及摩擦片的制备方法。本发明材料按照重量百分比计，其包括以下组分：树脂4～10%，焦炭粉6～10%，腈粉0.5～5%，轮胎粉1～8%，刚玉1～4%，石墨9～20%，铁黑1～3%，铬铁矿粉4～5%，活性炭1～3%，摩擦粉2～5%，纤维20～30%，填料30～55%；利用上述材料制备摩擦片的方法按以下步骤进行：（1）混料：制作摩擦材料混拌料；（2）预压：混拌料进行预成型；（3）热压：将压坯放入模具中进行热压，并作间隔排气处理；（4）热处理：从室温～185℃，分阶段进行等速升温和保温；（5）尺寸加工。本发明应用于摩擦材料领域。
【专利说明】一种低噪音的安全型摩擦材料及摩擦片的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种摩擦材料，尤其涉及一种汽车刹车盘用低噪音的安全型摩擦材料 及摩擦片的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着时代的进步，人们的生活水平不断提高，追求由最初的满足于温饱提高到了 对物质的追求，进而对各个方面的最低需求都提高了一个档次，交通工具由原来的徒步升 级到马车，现在已经是满大街的汽车。人们在不满汽车造成"堵城"的同时，也对其所带来 的污染越来越关注，其中噪音污染就是名列前茅的环境问题。部分的噪音污染是由汽车的 制动过程造成的，作为摩擦材料生产厂家，有义务对降低这类污染履行社会责任。
[0003] 要实现制动的低噪音性，降低环境的污染，改善人们的生活水平，通过制动器内的 摩擦材料是实现该目标的重要方向之一，因此开发出低噪音性摩擦材料是生产厂家履行义 务的关键。从摩擦机理与摩擦材料的组成来看，有机物、磨料和润滑材料之间的配比是影响 噪音性能的主要因素，严格控制有机物、磨料和润滑材料的用量和搭配是改善噪音性能的 重要研宄方向。
[0004] 另外，通过大量的数据分析，噪音不仅仅与摩擦材料摩擦性能有关，同时也与摩擦 材料的硬度、产品的平面度等相关。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种拥有高摩擦系数和 安全性能的同时，兼顾噪音性能问题的摩擦材料及应用该材料进行摩擦片制备的方法。
[0006] 本发明所述低噪音的安全型摩擦材料所采用的技术方案是：本发明中，按重量百 分比计，该材料包括以下组分：树脂4?10%，焦炭粉6?10%，腈粉0. 5?5%，轮胎粉1? 8%，刚玉1?4%，石墨9?20%，铁黑1?3%，铬铁矿粉4?5%，活性炭1?3%，摩擦粉2? 5%，纤维20?30%，填料30?55%。
[0007] 进一步地，按重量百分比计，该材料包括以下组分：树脂10%，焦炭粉6. 8%，腈粉 〇. 5%，轮胎粉1. 0%，刚玉1. 5%，石墨9. 1%，铁黑2. 5%，铬铁矿粉4. 3%，活性炭2. 0%，摩擦粉 2. 3%，纤维 22. 15%，填料 37. 85%。
[0008] 进一步地，按重量百分比计，该材料包括以下组分：树脂8. 0%，焦炭粉6. 8%，腈粉 1. 〇%，轮胎粉1. 2%，刚玉1. 5%，石墨10. 5%，铁黑2. 5%，铬铁矿粉4. 3%，活性炭1. 5%，摩擦粉 2. 3%，纤维 22. 15%，填料 38. 25%。
[0009] 进一步地，按重量百分比计，该材料包括以下组分：树脂4. 7%，焦炭粉6. 8%，腈粉 1. 7%，轮胎粉4. 3%，刚玉1. 7%，石墨12. 8%，铁黑1. 7%，铬铁矿粉4. 3%，活性炭3. 0%，摩擦粉 4. 3%，纤维 22. 15%，填料 32. 55%。
[0010] 进一步地，所述纤维由金属纤维和有机纤维混合而成，按重量百分比计，所述金属 纤维的含量为21. 3%，所述有机纤维的含量为0. 85%。
[0011] 进一步地，按重量百分比计，所述填料包括重晶石28.0%、冰晶石6.0%、氧化钙 0. 85%、硫化物 3. 0%。
[0012] 进一步地，按重量百分比计，所述填料包括重晶石28. 4%、冰晶石6. 0%、氧化钙 0. 85%、硫化物 3. 0%。
[0013] 进一步地，所述活性炭和所述摩擦粉作为填料其中的一种成分加入，按重量百分 比计，所述填料还包括重晶石22. 98%、冰晶石6. 0%、氧化钙0. 85%、硫化物3. 0%。
[0014] 更进一步地，所述树脂为酚醛树脂或直线型树脂，所述腈粉为丁腈胶粉、丁苯胶 粉。
[0015] 本发明利用上述摩擦材料进行摩擦片制备的方法所采用的技术方案为，该制备方 法采用干法成型工艺，按以下步骤进行： (1) 混料：按重量百分比称取所有原材料，把所有材料放入高速混料机中，搅拌2?10 分钟，制成摩擦材料混拌料； (2) 预压：混拌料放入模具中，常温，压制压力50±2MPa，保压时间5s，无需排气的条件 下进行预成型； (3) 热压：将压坯放入模具中，模具温度控制在150±5°C，压制压力30±2MPa，保温保 压时间在25s/mm的条件下进行热压；热压开始8s排气，以后间隔5s,每次排气3s,排气 3?5次； (4) 热处理：从室温?140°C，等速升温2h,保温Ih ;从140°C?160°C，等速升温Ih, 保温Ih ;从160°C?185°C，等速升温lh，保温3h ; (5) 尺寸加工：产品从模具中取出，采用专用的磨削设备，保证摩擦片平面度0. 2mm以 内。
[0016] 本发明的有益效果是：本发明从噪音的角度出发，适当的添加一定比例的胶粉、轮 胎粉、摩擦粉等有机材料，使摩擦材料在保证一定的机械强度的同时，拥有较低的硬度，从 而改善摩擦材料与对偶之间的接触情况，进而改善噪音性能；本发明通过控制树脂、活性炭 的用量，控制摩擦材料内部的孔隙情况；通过控制胶粉、轮胎粉以及摩擦粉的用量，控制摩 擦材料的硬度；通过控制磨料以及润滑材料的用料以及种类，保证摩擦材料的安全性；与 现有技术相比，严格控制材料组分中有机物、磨料以及润滑材料的用量与搭配，材料具体为 树脂、焦炭粉、胶粉、轮胎粉、刚玉、石墨的用量与搭配，来达到满足高摩擦性能的同时，满足 降低噪音的需求。经过材料研发、性能测试及装车试验，所得产品的摩擦系数高而稳定、噪 音性能优异、内剪切强度高、材料比重小、硬度适中、成本低，解决了一般摩擦材料高摩擦系 数与噪音性能之间的矛盾，同时实现了材料的无石棉化和生产效率的提高。
【具体实施方式】
[0017] 本发明提供一种拥有高摩擦系数和安全性能的同时，兼顾噪音性能问题的摩擦材 料及利用该材料进行摩擦片制作的制备方法。本发明针对国内现有技术的不足，通过实际 的调查研宄，了解噪音问题的产生与摩擦材料的相关关系，严格控制材料组分中有机物和 磨料的用量与搭配，材料具体为树脂、焦炭粉、胶粉、轮胎粉、刚玉、石墨的用量与搭配，来达 到拥有高摩擦系数的同时，拥有优异的噪音性能。经过材料研发、性能测试及实际装车试 验，所得产品的摩擦系数高而稳定、磨损率小、噪音性能优异、内剪切强度高、材料比重小、 硬度适中、成本不高。下面，以具体的实施例来对本发明作进一步的说明。
[0018] 实施例一： 所述摩擦材料按照百分比计，其包括以下组分：树脂10%，焦炭粉6. 8%，腈粉0. 5%，轮胎 粉1. 0%，刚玉1. 5%，石墨9. 1%，铁黑2. 5%，铬铁矿粉4. 3%，摩擦粉2. 3%，纤维22. 15%，填料 39. 85%。所述纤维由金属纤维和有机纤维混合而成，按重量百分比计，所述金属纤维的含量 为21. 3%，所述有机纤维的含量为0. 85%。所述填料包括重晶石30. 0%、冰晶石6. 0%、氧化钙 0. 85%、硫化物3. 0%，合计含量39. 85%。所述树脂为酚醛树脂或直线型树脂，所述腈粉为丁 腈胶粉、丁苯胶粉。
[0019] 按上述重量比例称取各原材料，采用干法预成型工艺，按以下五个步骤进行： (1) 混料：按重量百分比称取所有原材料，把所有材料放入高速混料机中，搅拌4分钟， 制成摩擦材料混拌料； (2) 预压：混拌料放入模具中，常温，压制压力50±2MPa，保压时间5s，无需排气的条件 下进行预成型； (3) 热压：将压坯放入模具中，模具温度控制在150±5°C，压制压力30±2MPa，保温保 压时间在25s/mm的条件下进行热压；热压开始8s排气，以后间隔5s,每次排气3s,排气 3?5次； (4) 热处理：从室温?140°C，等速升温2h,保温Ih ;从140°C?160°C，等速升温Ih, 保温Ih ;从160°C?185°C，等速升温lh，保温3h ; (5) 尺寸加工：产品从模具中取出，采用专用的磨削设备，保证摩擦片平面度0. 2mm以 内。
[0020] 实施例二： 所述摩擦材料按照百分比计，其包括以下组分：树脂8. 0%，焦炭粉6. 8%，腈粉1. 0%，轮 胎粉1. 2%，刚玉1. 5%，石墨10. 5%，铁黑2. 5%，铬铁矿粉4. 3%，活性炭1. 5%，摩擦粉2. 3%，纤 维22. 15%，填料38. 25%。所述纤维由金属纤维和有机纤维混合而成，按重量百分比计，所述 金属纤维的含量为21. 3%，所述有机纤维的含量为0. 85%。所述填料包括重晶石28. 4%、冰晶 石6. 0%、氧化钙0. 85%、硫化物3. 0%。
[0021] 按上述重量比例称取各种原材料，同实施实例一所述工艺步骤制备。
[0022] 实施例三： 所述摩擦材料按照百分比计，其包括以下组分：树脂4. 7%，焦炭粉6. 8%，腈粉1. 7%，轮 胎粉4. 3%，刚玉1. 7%，石墨12. 8%，铁黑1. 7%，铬铁矿粉4. 3%，活性炭3. 0%，摩擦粉4. 3%，纤 维22. 15%，填料32. 55%。所述纤维由金属纤维和有机纤维混合而成，按重量百分比计，所述 金属纤维的含量为21. 3%，所述有机纤维的含量为0. 85%。在本实施例中，所述活性炭和所 述摩擦粉作为填料其中的一种成分加入，按重量百分比计，所述填料还包括重晶石22. 98%、 冰晶石6. 0%、氧化钙0. 85%、硫化物3. 0%。
[0023] 按上述重量比例称取各种原材料，同实施实例一所述工艺步骤制备。
[0024] 对本发明所述的摩擦材料参照GB5763-2008中的试验方法，进行硬度以及空隙率 的测试，测试结果见表1。
[0025] 表1硬度&孔隙率测试结果
【权利要求】
1. 一种低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，按重量百分比计，该材料包括以下组 分：树脂4?10%，焦炭粉6?10%，腈粉0. 5?5%，轮胎粉1?8%，刚玉1?4%，石墨9? 20%，铁黑1?3%，铬铁矿粉4?5%，活性炭1?3%，摩擦粉2?5%，纤维20?30%，填料 30 ?55%。
2. 根据权利要求1所述的一种低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，按重量百分比 计，该材料包括以下组分：树脂10%，焦炭粉6. 8%，腈粉0. 5%，轮胎粉1. 0%，刚玉1. 5%，石墨 9. 1%，铁黑2. 5%，铬铁矿粉4. 3%，活性炭2. 0%，摩擦粉2. 3%，纤维22. 15%，填料37. 85%。
3. 根据权利要求1所述的一种低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，按重量百分比 计，该材料包括以下组分：树脂8. 0%，焦炭粉6. 8%，腈粉1. 0%，轮胎粉1. 2%，刚玉1. 5%，石墨 10. 5%，铁黑2. 5%，铬铁矿粉4. 3%，活性炭1. 5%，摩擦粉2. 3%，纤维22. 15%，填料38. 25%。
4. 根据权利要求1所述的一种低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，按重量百分比 计，该材料包括以下组分：树脂4. 7%，焦炭粉6. 8%，腈粉1. 7%，轮胎粉4. 3%，刚玉1. 7%，石墨 12. 8%，铁黑1. 7%，铬铁矿粉4. 3%，活性炭3. 0%，摩擦粉4. 3%，纤维22. 15%，填料32. 55%。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的一种低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于：所 述纤维由金属纤维和有机纤维混合而成，按重量百分比计，所述金属纤维的含量为21. 3%， 所述有机纤维的含量为〇. 85%。
6. 根据权利要求2所述的一种低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，按重量百分比 计，所述填料包括重晶石28. 0%、冰晶石6. 0%、氧化钙0. 85%、硫化物3. 0%。
7. 根据权利要求3所述的一种低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，按重量百分比 计，所述填料包括重晶石28. 4%、冰晶石6. 0%、氧化钙0. 85%、硫化物3. 0%。
8. 根据权利要求4所述的一种低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，所述活性炭 和所述摩擦粉作为填料其中的一种成分加入，按重量百分比计，所述填料还包括重晶石 22. 98%、冰晶石6. 0%、氧化钙0. 85%、硫化物3. 0%。
9. 根据权利要求1至4任一项所述的一种低噪音的安全型摩擦材料，其特征在于，所述 树脂为酚醛树脂或直线型树脂，所述腈粉为丁腈胶粉、丁苯胶粉。
10. -种利用如权利要求1所述的低噪音的安全型摩擦材料制备摩擦片的制备方法， 其特征在于，该制备方法采用干法成型工艺，按以下步骤进行： (1) 混料：按重量百分比称取所有原材料，把所有材料放入高速混料机中，搅拌2?10 分钟，制成摩擦材料混拌料； (2) 预压：混拌料放入模具中，常温，压制压力50±2MPa，保压时间5s，无需排气的条件 下进行预成型； (3) 热压：将压坯放入模具中，模具温度控制在150±5°C，压制压力30±2MPa，保温保 压时间在25s/mm的条件下进行热压；热压开始8s排气，以后间隔5s,每次排气3s,排气 3?5次； (4) 热处理：从室温?140°C，等速升温2h,保温lh ;从140°C?160°C，等速升温lh, 保温lh ;从160°C?185°C，等速升温lh，保温3h ; (5) 尺寸加工：产品从模具中取出，采用专用的磨削设备，保证摩擦片平面度0. 2mm以 内。
【文档编号】F16D69/02GK104497974SQ201410847958
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月31日 优先权日:2014年12月31日
【发明者】蔡海鹏, 李康, 曾文天, 易汉辉 申请人:珠海格莱利摩擦材料有限公司