本发明涉及一种用于制作汽车制动摩擦片的摩擦材料，尤其涉及一种能降低蠕动噪音的摩擦材料及其制备方法。
背景技术：
基于现有技术可知，采用自动变速器的车辆启动后，其动力处于持续输出状态，行驶过程中，需频繁操作制动踏板来控制车辆停止或前进；当控制车辆由停止状态转为运动状态时，需要逐渐释放制动踏板，降低制动器衬片对制动盘的压力，从而降低制动力，当制动力小于发动机的输出力矩时，车辆即向前行驶；此过程中，车辆运动之前，制动力虽然一直在降低，但由于制动力大于或等于发动机输出力矩，制动盘和摩擦片始终处于静摩擦状态，当制动力逐渐减小并小于发动机的输出力矩时，制动盘和摩擦片的摩擦状态会跳变为动摩擦状态，车辆也随之运动；由于静摩擦系数和动摩擦系数不同，摩擦系数跳变后，会导致制动器出现蠕动并产生相应的蠕动噪音，蠕动噪音较轻时，如同橡胶在光滑的玻璃上滑动产生的持续的咕咕声，严重时，如同两块光滑的铁板打滑发出持续的嘎嘎的静态异响；由于蠕动噪音的频率相对较低，发生蠕动噪音时，会诱发方向盘及车身抖动，此时驾驶室内声音及抖动都非常明显，严重影响驾驶员的驾驶感受，特别是在堵车的情况下，车辆需要不断的停车、起步，在每次起步的过程中均会发出该种异响，如此反复，车内环境存在严重的噪音污染。
技术实现要素：
针对背景技术中的问题，本发明提出了一种能降低蠕动噪音的摩擦材料，其创新在于：所述摩擦材料由芳纶纤维、有机硅改性酚醛树脂粉末、硅酸钙粉末、氢氧化钙粉末、硫酸钡粉末、紫铜纤维、石墨、橡胶粉、硅酸锆粉末和球状钛酸钾粉末组成；所述芳纶纤维的平均长度为1～3mm；所述紫铜纤维的平均长度为2～4mm、纤维直径为0.5mm；前述各种物质的质量份数分别为：芳纶纤维4～10份、有机硅改性酚醛树脂粉末5～10份、硅酸钙粉末5～10份、氢氧化钙粉末2～5份、硫酸钡粉末15～30份、紫铜纤维3～10份、石墨3～10份、橡胶粉3～10份、硅酸锆粉末1～6份、球状钛酸钾粉末15～30份。
造成蠕动噪音的主要原因是摩擦系数变化，实际情况中，汽车起步时，摩擦系数的变化有两个阶段，其一，是汽车由静止状态转变为运动状态时，摩擦系数由静摩擦系数转变为动摩擦系数，其二，是汽车开始运动后，制动盘和摩擦片相互摩擦导致温度升高，引起动摩擦系数进一步变化；前述配方中，除有机硅改性酚醛树脂粉末和球状钛酸钾粉末外，其余物质均是摩擦材料中的常见组分，本发明引入有机硅改性酚醛树脂粉末和球状钛酸钾粉末的原因是：球状钛酸钾粉末的微观结构为立体球状结构，其表面无尖角，可以使摩擦材料表面更为柔和，当摩擦系数由静摩擦系数转变为动摩擦系数时，摩擦系数的变化较小，可有效降低蠕动噪音；有机硅改性酚醛树脂粉末具有耐高温的特性，它可以降低温度变化对摩擦材料的动摩擦系数的影响；将有机硅改性酚醛树脂粉末和球状钛酸钾粉末与本发明配方中的其他物质制作为摩擦材料后，可以在汽车起步阶段有效降低蠕动噪音。
基于前述方案，本发明还提出了一种摩擦材料的制备方法，其创新在于：所述摩擦材料由芳纶纤维、有机硅改性酚醛树脂粉末、硅酸钙粉末、氢氧化钙粉末、硫酸钡粉末、紫铜纤维、石墨、橡胶粉、硅酸锆粉末和球状钛酸钾粉末组成；所述芳纶纤维的平均长度为1～3mm；所述紫铜纤维的平均长度为2～4mm、纤维直径为0.5mm；前述各种物质的质量份数分别为：芳纶纤维4～10份、有机硅改性酚醛树脂粉末5～10份、硅酸钙粉末5～10份、氢氧化钙粉末2～5份、硫酸钡粉末15～30份、紫铜纤维3～10份、石墨3～10份、橡胶粉3～10份、硅酸锆粉末1～6份、球状钛酸钾粉末15～30份；所述制备方法包括：
1)按前述的质量份数称取各种物质，然后将各种物质混合均匀，得到混合物；
2)用热压成型机对混合物进行热压处理，得到坯料；热压时的温度为155℃±5℃、压力为350Kg/cm2、硬化时间为300秒±5秒；
3)采用烘箱对坯料进行热处理，热处理完成后即得摩擦材料；热处理过程中，先将烘箱内温度由室温提升至210℃，升温时间3小时，然后在210℃条件下保温5小时，然后让烘箱自然冷却至常温。
本发明的有益技术效果是：提出了一种能降低蠕动噪音的摩擦材料及其制备方法，将该方案制得的摩擦材料用于制作汽车制动衬片，能有效降低汽车起动时的蠕动噪音，改善乘车舒适性。
具体实施方式
一种能降低蠕动噪音的摩擦材料，其创新在于：所述摩擦材料由芳纶纤维、有机硅改性酚醛树脂粉末、硅酸钙粉末、氢氧化钙粉末、硫酸钡粉末、紫铜纤维、石墨、橡胶粉、硅酸锆粉末和球状钛酸钾粉末组成；所述芳纶纤维的平均长度为1～3mm；所述紫铜纤维的平均长度为2～4mm、纤维直径为0.5mm；前述各种物质的质量份数分别为：芳纶纤维4～10份、有机硅改性酚醛树脂粉末5～10份、硅酸钙粉末5～10份、氢氧化钙粉末2～5份、硫酸钡粉末15～30份、紫铜纤维3～10份、石墨3～10份、橡胶粉3～10份、硅酸锆粉末1～6份、球状钛酸钾粉末15～30份。
一种摩擦材料的制备方法，其创新在于：所述摩擦材料由芳纶纤维、有机硅改性酚醛树脂粉末、硅酸钙粉末、氢氧化钙粉末、硫酸钡粉末、紫铜纤维、石墨、橡胶粉、硅酸锆粉末和球状钛酸钾粉末组成；所述芳纶纤维的平均长度为1～3mm；所述紫铜纤维的平均长度为2～4mm、纤维直径为0.5mm；前述各种物质的质量份数分别为：芳纶纤维4～10份、有机硅改性酚醛树脂粉末5～10份、硅酸钙粉末5～10份、氢氧化钙粉末2～5份、硫酸钡粉末15～30份、紫铜纤维3～10份、石墨3～10份、橡胶粉3～10份、硅酸锆粉末1～6份、球状钛酸钾粉末15～30份；所述制备方法包括：
1)按前述的质量份数称取各种物质，然后将各种物质混合均匀，得到混合物；
2)用热压成型机对混合物进行热压处理，得到坯料；热压时的温度为155℃±5℃、压力为350Kg/cm2、硬化时间为300秒±5秒；
3)采用烘箱对坯料进行热处理，热处理完成后即得摩擦材料；热处理过程中，先将烘箱内温度由室温提升至210℃，升温时间3小时，然后在210℃条件下保温5小时，然后让烘箱自然冷却至常温。
将本发明的摩擦材料制作为摩擦衬片后，按国标GB 5763-2008对其进行摩擦系数和磨损率进行测试，结果如表1所示，由表1可见，相应摩擦衬片的摩擦系数和磨损率均在国标规定的范围内，符合国标GB5763-2008中关于四类摩擦片的技术要求。
表1
采用美国工程师学会噪音试验规范SAE J2521 2013NewDisc and Drum Brake Dynamometer Squeal Noise Matrix指定的测试方法对由本发明方案制得摩擦衬片进行噪音测试，噪音发生率为1.51％，采用同样测试方法对多种现有摩擦衬片进行测试，现有的摩擦衬片噪音发生率普遍在20％左右，可见，采用本发明方法制备的摩擦材料来制作摩擦衬片，其噪音发生率较常规摩擦衬片的噪音发生率得到了大幅降低。