一种碳化硅刹车片的制作方法

本发明属于制动器领域，具体地涉及碳化硅材料制造的刹车片。

背景技术：

制动，俗称“刹车”。使运行中的车辆及其他运输工具或机械等停止或减低速度的动作。制动的一般原理是在机器的高速轴上固定一个轮或盘，在机座上安装与之相适应的闸瓦、带或盘，在外力作用下使之产生制动力矩。电动自行车是以蓄电池作为辅助能源,具有两个车轮,能实现人力骑车.电动或电助动功能的特种自行车.它虽然具有普通自行车的外表特征。但主要的是他是在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把、闸把等操作部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具；碳化硅是用石英砂、石油焦、木屑等原料通过制备而成，碳化硅材料作为应用领域最为广泛的一种新型材料，越来越多被应用于碳化硅陶瓷生产方面其具有耐磨、耐腐蚀、抗氧化、导热快、高温不易发生形变等优点。

申请号为cn201420112280.0的申请公开了一种能缩短电动自行车刹车距离的装置,其可以通过电路的作用在刹车时使电动车的电机产生反转进而实现紧急刹车时的短距离制动，但该新型的制动器在频繁使用时经常需要使用作动力源的电机反转会产生不稳定电流对电机造成伤害，造成电动车电机容易损坏。

申请号为cn201220694787.2的申请文件公开了一种双面碟刹,通过双面夹紧刹车解决了以往单向夹紧式的机械碟刹的单边受力不稳定、易变形的缺点，且制动力更强能够实现紧急的短距离制动，具有直接式双面夹紧方式，安装方便的同时双面同时做动夹紧碟刹，较为轻薄；但由于电动车的刹车非常频繁该新型的摩擦片与碟盘之间仅仅采用传统的直接摩擦制动，其与碟盘之间的长时间摩擦会导致摩擦片破损，情况严重时还会导致刹车失灵。

目前的市面上的制动器形式较为固定，制动器的结构以及材料都不能满足日常生活中频繁刹车制动以及紧急制动时短距离急停的需求，因此急需在以上各方面进行改进。

技术实现要素：

本发明克服以上缺陷提供一种碳化硅刹车片及其制备方法，制成的碳化硅刹车片具有高温耐摩擦，高强度不易损坏，日常抗腐蚀，短距离制动性能优异等优点，并且制作成本低易于量产化。

一种碳化硅刹车片，包括刹车片单体、带有连接臂的连接板以及液压缸；其特征在于所述刹车片单体为四层结构，其依次设置有摩擦层、隔热底垫、缓冲连接装置层以及底板；所述摩擦层的上表面具与制动碟上的凸起相配合的凹凸结构；所述刹车片单体焊接在所述连接板上，所述连接板可以连接所述制动碟同一侧的刹车片单体组成刹车片单体组，所述制动碟两侧的刹车片单体组为对称设置。所述制动碟两侧的所述连接板由同一液压缸的油路系统控制，每个所述连接板连接三至四个刹车片单体。

所述连接板由60si2mn制成。

所述刹车片单体为大致圆柱体形状，所述刹车片单体摩擦层上表面上的凹凸结构为沿着圆周方向均匀设置的凹槽。

所述刹车片单体摩擦层上表面上的凹凸结构为倾斜设置的凹槽。

所述缓冲连接装置层包括上下两层石棉包裹层以及夹在包裹层之间的硬质弹簧串组。所述硬质弹簧串组的硬质弹簧为并列设置于所述上下两层石棉包裹层之间。

所述刹车片单体由碳化硅作为主体材料制成，其碳含量为刹车片单体重量的10％-35％，具体包括以下重量份的原料：碳化硅30-35份，氧化锰15-23份，硫酸钡12-18份，二氧化硅9-17份，氧化铝10-13份，氧化镁5-10份，氧化锆5-8份；其中刹车片上的碳化硅为粗陶瓷颗粒状，颗粒直径为0.2-3mm。

所述刹车片单体的摩擦层、隔热底垫层、缓冲连接装置层以及底板层之间采用粘结剂连接，粘结剂具体为聚酰胺树脂，聚酰胺树脂均匀涂抹在每层之间。

本发明的有益效果为：

（1）传统的刹车片为单片设置其驱动力在刹车片整体上的某一点，制动碟一侧的刹车片长时间与制动碟摩擦制动后往往会产生倾斜磨损，刹车片表面某一侧被磨损严重后刹车片表面的倾斜会导致刹车片与制动碟配合不稳定，摩擦面积减小，本发明通过多个刹车片单体的并联设置，在刹车制动时联动受压，不会由于制动时某一点受力过大而导致摩擦不均，提高了紧急刹车制动后刹车片整体上与制动碟之间的配合面积；

（2）本发明的碳化硅刹车片由碳化硅作为主体材料制成，且采用了含碳量为10％-35％的组分组合，充分利用了碳化硅材料的高温抗磨擦能力以及其他金属材料混合高温冶炼加工后一定程度上提升了的缓冲能力提供了一种最优的碳化硅刹车片制作方法。

（3）本发明采用多层的碳化硅刹车片单体，每层之间使用粘结剂连接，粘结剂为聚酰胺树脂均匀涂抹在每层之间可以起到充分缓冲的作用，碳化硅刹车片单体的每层都能产生不同的作用。

附图说明

图1本发明碳化硅刹车片的整体结构示意图；

图2本发明碳化硅刹车片单体的结构示意图；

图3本发明一实施例碳化硅刹车片单体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-3对本发明的碳化硅刹车片进行具体的说明。

实施例1

一种碳化硅刹车片，包括刹车片单体1、带有连接臂201的连接板2以及液压缸3；其特征在于所述刹车片单体1为四层结构，其依次设置有摩擦层101、隔热底垫102、缓冲连接装置层103以及底板104；所述摩擦层101的上表面具与制动碟4上的凸起相配合的凹凸结构1011；所述刹车片单体1焊接在所述连接板2上，所述连接板2可以连接所述制动碟4同一侧的刹车片单体1组成刹车片单体组，所述制动碟4两侧的刹车片单体组为对称设置。

所述制动碟4两侧的所述连接板2由同一液压缸3的油路系统控制，每个所述连接板2连接三至四个刹车片单体1。

所述连接板2由60si2mn制成。

所述刹车片单体1为大致圆柱体形状，所述刹车片单体1摩擦层101上表面上的凹凸结构1011为沿着圆周方向均匀设置的凹槽。凹槽优选设置为六个，每个凹槽可以具有2-5mm的深度以便于与制动碟4上的凸起配合增强制动力；所述凹槽上还可以还设有若干散热孔，由于散热孔处于凹槽内，在制动时不会直接受到与制动碟4之间的摩擦力，因此凹槽内的散热孔处的缺陷不会导致刹车片单体1上的应力集中。

所述刹车片单体1摩擦层101上表面上的凹凸结构1011为倾斜设置的凹槽。

所述缓冲连接装置层103包括上下两层石棉包裹层以及夹在包裹层之间的硬质弹簧串组。所述硬质弹簧串组的硬质弹簧为并列设置于所述上下两层石棉包裹层之间。

所述刹车片单体1由碳化硅作为主体材料制成，其碳含量为刹车片单体1重量的10％-35％，具体包括以下重量份的原料：碳化硅30-35份，氧化锰15-23份，硫酸钡12-18份，二氧化硅9-17份，氧化铝10-13份，氧化镁5-10份，氧化锆5-8份，共同经过电阻炉高温冶炼形成；其中刹车片上的碳化硅为粗陶瓷颗粒状，颗粒直径为0.2-3mm，通过上述方法制成的碳化硅刹车片高温摩擦耐久性相对于普通钢制刹车片有较大的进步。

所述刹车片单体1的摩擦层101、隔热底垫层102、缓冲连接装置层103以及底板层104之间采用粘结剂连接，粘结剂具体为聚酰胺树脂，聚酰胺树脂均匀涂抹在每层之间。

本发明通过多个刹车片单体的并联设置，在刹车制动时联动受压，不会由于制动时某一点受力过大而导致摩擦不均，提高了紧急刹车制动后刹车片整体上与制动碟之间的配合面积；本发明的碳化硅刹车片由碳化硅作为主体材料制成，且含碳量质量分数为10％-35％，充分利用了碳化硅材料的高温抗磨擦能力以及其他金属材料混合高温冶炼加工后一定程度上提升了的缓冲能力提供了一种最优的碳化硅刹车片制作方法。

本发明采用多层的碳化硅刹车片单体，具体由摩擦层101、隔热底垫102、缓冲连接装置层103以及底板组成，摩擦层101由电阻炉高温冶炼而成的高温耐磨材料碳化硅经过磨削加工形成，碳含量为刹车片单体1重量的10％-35％；隔热底垫由隔热材料制成，隔热底垫上还可以设置若干散热孔，通过散热孔通道对刹车片摩擦层进行降温，防止频繁使用造成摩擦层温度过高制动能力下降；缓冲连接装置层由两层石棉包裹层以及夹在包裹层之间的硬质弹簧串组组成，石棉包裹层之间可以采用机械方法缝制或者直接粘合，互相固定连接的石棉包裹层一方面将硬质弹簧串包裹在层间防止其在运动过程中错位，另一方面还可以起到缓冲的作用；底板由镁铝金属合金组成，在保证作为基板的硬度的同时可以实现更好的散热性能。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。