本发明涉及刹车片及其制造方法，具体的说涉及一种含钕铁硼粉的离合器刹车片及其制造方法。
背景技术：
斗式提升机可以将颗粒状物料从低处垂直或者一定倾角方向提升至高处，料斗在低处装满物料，随着输送带提升到顶部，具有输送能力大（达到800m3/h），占地面积小、使输送系统布置紧凑，提升高度大（最高可达100m），能耗低、运行经济性好，密封性好，不易产生粉尘等优点，广泛用于港口码头煤炭、矿石等散货的装卸、输送。斗式提升机在作业过程中，遇到停电或故障，牵引输送带的物料提升侧会由于畚斗内装载的物料重力作用，导致头轮及牵引输送带反向转动，物料被倒回到正在进料的机座，发生堵料情况或者输送带、畚斗的损坏，造成重大经济损失，甚至人身安全事故。
摩擦离合制动器是斗式提升机的核心功能部件，担负着传递离合扭矩和停车制动的功能。当突然停电时，通过蝶形弹簧作用力推动刹车片压紧制动盘，靠摩擦力矩实现制动。随着提升机额定起重量逐渐增强、提升速度不断提升，现有的摩擦刹车片还不能完全适应高速、重载等复杂工况，制动时经常出现热衰退严重、摩擦系数小、磨损率大等摩擦失效现象。
技术实现要素：
本发明的目的在于现有技术的离合器刹车片制动时经常出现热衰退严重、摩擦系数小、磨损率大等不足，提供一种含钕铁硼粉的离合器刹车片。该离合器刹车片摩擦系数大、导散热快、磨损率低。
本发明的目的之二在于提供一种含钕铁硼粉的离合器刹车片的制造方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：
一种含钕铁硼粉的离合器刹车片，由下列重量份的原料加工而成：
腈纶浆粕12-16份，六钛酸钾晶须5-8份，海泡石纤维10-14份，酚醛树脂8-10份，超细硅灰石4-6份，钾长石粉6-10份，钛酸铁钠片晶8-14份，弹性耐磨粒子8-12份，水热改性鳞片石墨3-6份，硅藻土4-6份，微米级汝铁硼粉4-6份，纳米四氧化三铁0.5-1.2份，硬脂酸0.5-1.5份，防老化剂0.8-1.2份，固化剂1.5-2.5份。
本发明中，鳞片石墨经过水热改性处理，具体处理方法如下：
（1）将一定量的na2moo4·2h2o和l-半胱氨酸加入到去离子水中，搅拌得到均匀的混合溶液，混合溶液中na2moo4与去离子水的物质的量之比为1:6，l-半胱氨酸的物质的量为na2moo4的物质的量之和的3倍；
（2）将鳞片石墨粉超声分散于去离子水中获得悬浮液，将鳞片石墨粉悬浮液滴加到上述混合溶液中，并继续搅拌1-1.5h，以碳的物质的量计算，鳞片石墨粉的物质的量等于na2moo4的物质的量的1.5-1.8倍；
（3）将步骤（2）得到的反应混合物转移到带有聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，密封后在240-260°c下反应12-18h，然后自然冷却至室温，将水热反应得到的沉淀产物离心分离，并用去离子水充分洗涤，最后在60-70℃下真空干燥8-10h后得到水热改性处理后的鳞片石墨（mos2/鳞片石墨复合材料）。
鳞片石墨其形似鱼磷状，属六方晶系，呈层状结构，具有良好的耐高温、导电、导热、润滑、可塑及耐酸碱等性能。本申请的发明人实践中发现，经过水热改性处理后，一方面其分散性大大提高，另外，与其他组分的相容度也大大提高，分散性和相容度的改善可有效提高刹车片的导热性能，避免刹车过程中局部温度高导致刹车片损坏，大大延长刹车片的使用寿命。
优选的，由下列重量份的原料加工而成：腈纶浆粕14份，六钛酸钾晶须6份，海泡石纤维12份，酚醛树脂18份，超细硅灰石5份，钾长石粉8份，钛酸铁钠片晶12份，弹性耐磨粒子10份，水热改性鳞片石墨4份，硅藻土5份，微米级汝铁硼粉5份，纳米四氧化三铁1份，硬脂酸1份，防老化剂1份，固化剂2份。
优选的，纳米四氧化三铁采用偶联剂kh570进行表面修饰处理。
一种含钕铁硼粉的离合器刹车片的制备方法：
步骤s1：先将配方量的纳米四氧化三铁、水性改性鳞片石墨与酚醛树脂倒入犁耙式混料机中，混料时间为10-15min，分散均匀；
步骤s2：再将步骤s1纳米四氧化三铁和鳞片石墨改性后的酚醛树脂与增强纤维、六钛酸钾晶须、海泡石纤维、超细硅灰石、钾长石粉、钛酸铁钠片晶、硅藻土、微米级汝铁硼粉、硬脂酸、防老化剂和固化剂以及弹性耐磨粒子按照配方比例投入到犁耙式混料机中；
步骤s3：热压成型机模具加热至120-130℃，刷脱模剂，称量一定重量混料放入到模具中，盖上经过喷丸和涂胶处理的钢背，将热压机的温度调为145℃~155℃，压力8-10mpa，保压时间20-30min，过程中，为让水分和其他挥发性介质逸散出来，每隔15s释放压力一次，连续释放至少2次；
步骤s4：将热压成型的产品，放入恒温干燥箱，200-210℃恒温箱热处理2h-3h，充分固化，最后在充磁机中充磁即可。
优选的，步骤s2中，为保证混合均匀度，混料分两次进行，每次混料时间为25min，第一次混合后的物料取出后再次投入进行第二次混合，混料时间总共为50min。
本发明以腈纶浆粕、六钛酸钾晶须、海泡石纤维混杂为增强体，纳米四氧化三铁改性和弹性摩擦粒子共混改性酚醛树脂作为粘结剂，并添加磁性能优异的微米级钕铁硼粉末作为摩擦调节剂，制备斗式提升机离合制动器刹车片摩擦材料层，具有制动力矩大，摩擦性能稳定，高温耐磨损性能好，以及冲击强度和剪切强度好等优点，能满足港口提升机高速、重载的使用工况要求，提高了提升机作业的安全性。
其中：
1、腈纶浆粕、六钛酸钾晶须和海泡石纤维三种纤维间产生缠绕和搭接，形成若干级无规交叉网络结构。这种结构使得纤维优势互补，能显著提升摩擦材料的机械性能，同时交叉网络结构对裂纹的扩展产生了束缚作用，而且阻止了基体的形变位错和分子链的运动，增强摩擦材料的韧性和抗冲击性能。
2、本申请配方中添加磁性能优异的微米级钕铁硼粉末作为摩擦调节剂，纳米四氧化三铁纳米改性酚醛树脂，且汝铁硼和纳米四氧化三铁添加比例14:3最为合理。
3、钕铁硼颗粒与纳米四氧化三铁的共同作用产生的磁场会促进摩擦薄膜的形成，摩擦过程产生的摩擦介质（钕铁硼颗粒、对偶盘金属颗粒）被磁感应强度作用下吸附在摩擦材料表面，在高温摩擦过程中相对增大了摩擦系数，保持了摩擦系数的稳定性，此外自身的磁感应强度在一定程度上增大了薄膜的粘接力，减缓了薄膜的破坏过程，从而大大减小了磨损率。
本发明中纳米四氧化三铁采用偶联剂kh570进行表面修饰处理，以提高与酚醛树脂的相容性。
本发明中酚醛树脂改性：一是采用经表面修饰处理的纳米四氧化三铁对酚醛树脂纳米改性，能显著提升酚醛树脂的抗热衰退性和抗磨损性：二是采用自主的高压缩回弹摩擦粒子对酚醛树脂共混增韧改性。该摩擦粒子已获得发明专利（zl201310343625.3），能进一步提升酚醛树脂耐热性和冲击强度，从而提高摩擦材料的摩擦系数稳定性和耐磨损性能；
本发明中鳞片石墨其形似鱼磷状，属六方晶系，呈层状结构，具有良好的耐高温、导电、导热、润滑、可塑及耐酸碱等性能。本申请的发明人实践中发现，经过水热改性处理后，一方面其分散性大大提高，另外，与其他组分的相容度也大大提高，分散性和相容度的改善可有效提高刹车片的导热性能，避免刹车过程中局部温度高导致刹车片损坏，大大延长刹车片的使用寿命。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步的阐述和说明。
实施例1
一种含钕铁硼粉的离合器刹车片，由下列重量份的原料加工而成：
腈纶浆粕12份，六钛酸钾晶须5份，海泡石纤维10份，酚醛树脂8份，超细硅灰石4份，钾长石粉6份，钛酸铁钠片晶8份，弹性耐磨粒子8份，水热改性鳞片石墨3份，硅藻土4份，微米级汝铁硼粉4份，纳米四氧化三铁0.5份，硬脂酸0.5份，防老化剂0.8份，固化剂1.5份。
本发明中，鳞片石墨经过水热改性处理方法如下：
（1）将一定量的na2moo4·2h2o和l-半胱氨酸加入到去离子水中，搅拌得到均匀的混合溶液，混合溶液中na2moo4与去离子水的物质的量之比为1:6，l-半胱氨酸的物质的量为na2moo4的物质的量之和的3倍；
（2）将鳞片石墨粉超声分散于去离子水中获得悬浮液，将鳞片石墨粉悬浮液滴加到上述混合溶液中，并继续搅拌1h，以碳的物质的量计算，鳞片石墨粉的物质的量等于na2moo4的物质的量的1.5倍；
（3）将步骤（2）得到的反应混合物转移到带有聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，密封后在240°c下反应18h，然后自然冷却至室温，将水热反应得到的沉淀产物离心分离，并用去离子水充分洗涤，最后在60℃下真空干燥10h后得到水热改性处理后的鳞片石墨（mos2/鳞片石墨复合材料）。
具体的说，纳米四氧化三铁采用偶联剂kh570进行表面修饰处理。含钕铁硼粉的离合器刹车片的制备方法：
步骤s1：先将配方量的纳米四氧化三铁、水性改性鳞片石墨与酚醛树脂倒入犁耙式混料机中，混料时间为10min，分散均匀；
步骤s2：再将步骤s1纳米四氧化三铁和鳞片石墨改性后的酚醛树脂与增强纤维、六钛酸钾晶须、海泡石纤维、超细硅灰石、钾长石粉、钛酸铁钠片晶、硅藻土、微米级汝铁硼粉、硬脂酸、防老化剂和固化剂以及弹性耐磨粒子按照配方比例投入到犁耙式混料机中；
步骤s3：热压成型机模具加热至120℃，刷脱模剂，称量一定重量混料放入到模具中，盖上经过喷丸和涂胶处理的钢背，将热压机的温度调为145℃℃，压力10mpa，保压时间20min，过程中，为让水分和其他挥发性介质逸散出来，每隔15s释放压力一次，连续释放至少2次；
步骤s4：将热压成型的产品，放入恒温干燥箱，200℃恒温箱热处理3h，充分固化，最后在充磁机中充磁即可。
实施例2
一种含钕铁硼粉的离合器刹车片，由下列重量份的原料加工而成：
腈纶浆粕16份，六钛酸钾晶须8份，海泡石纤维14份，酚醛树脂10份，超细硅灰石6份，钾长石粉10份，钛酸铁钠片晶14份，弹性耐磨粒子12份，水热改性鳞片石墨6份，硅藻土6份，微米级汝铁硼粉6份，纳米四氧化三铁1.2份，硬脂酸1.5份，防老化剂1.2份，固化剂2.5份。
本发明中，鳞片石墨经过水热改性处理，具体处理方法如下：
（1）将一定量的na2moo4·2h2o和l-半胱氨酸加入到去离子水中，搅拌得到均匀的混合溶液，混合溶液中na2moo4与去离子水的物质的量之比为1:6，l-半胱氨酸的物质的量为na2moo4的物质的量之和的3倍；
（2）将鳞片石墨粉超声分散于去离子水中获得悬浮液，将鳞片石墨粉悬浮液滴加到上述混合溶液中，并继续搅拌1.5h，以碳的物质的量计算，鳞片石墨粉的物质的量等于na2moo4的物质的量的1.8倍；
（3）将步骤（2）得到的反应混合物转移到带有聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，密封后在260°c下反应12h，然后自然冷却至室温，将水热反应得到的沉淀产物离心分离，并用去离子水充分洗涤，最后在70℃下真空干燥8h后得到水热改性处理后的鳞片石墨（mos2/鳞片石墨复合材料）。
纳米四氧化三铁采用偶联剂kh570进行表面修饰处理。
一种含钕铁硼粉的离合器刹车片的制备方法：
步骤s1：先将配方量的纳米四氧化三铁、水性改性鳞片石墨与酚醛树脂倒入犁耙式混料机中，混料时间为15min，分散均匀；
步骤s2：再将步骤s1纳米四氧化三铁和鳞片石墨改性后的酚醛树脂与增强纤维、六钛酸钾晶须、海泡石纤维、超细硅灰石、钾长石粉、钛酸铁钠片晶、硅藻土、微米级汝铁硼粉、硬脂酸、防老化剂和固化剂以及弹性耐磨粒子按照配方比例投入到犁耙式混料机中；
步骤s3：热压成型机模具加热至130℃，刷脱模剂，称量一定重量混料放入到模具中，盖上经过喷丸和涂胶处理的钢背，将热压机的温度调为155℃，压力8mpa，保压时间30min，过程中，为让水分和其他挥发性介质逸散出来，每隔15s释放压力一次，连续释放至少2次；
步骤s4：将热压成型的产品，放入恒温干燥箱，210℃恒温箱热处理2h，充分固化，最后在充磁机中充磁即可。
实施例3
一种含钕铁硼粉的离合器刹车片，由下列重量份的原料加工而成：腈纶浆粕14份，六钛酸钾晶须6份，海泡石纤维12份，酚醛树脂18份，超细硅灰石5份，钾长石粉8份，钛酸铁钠片晶12份，弹性耐磨粒子10份，水热改性鳞片石墨4份，硅藻土5份，微米级汝铁硼粉5份，纳米四氧化三铁1份，硬脂酸1份，防老化剂1份，固化剂2份。
本发明中，鳞片石墨经过水热改性处理，具体处理方法如下：
（1）将一定量的na2moo4·2h2o和l-半胱氨酸加入到去离子水中，搅拌得到均匀的混合溶液，混合溶液中na2moo4与去离子水的物质的量之比为1:6，l-半胱氨酸的物质的量为na2moo4的物质的量之和的3倍；
（2）将鳞片石墨粉超声分散于去离子水中获得悬浮液，将鳞片石墨粉悬浮液滴加到上述混合溶液中，并继续搅拌1h，以碳的物质的量计算，鳞片石墨粉的物质的量等于na2moo4的物质的量的1.6倍；
（3）将步骤（2）得到的反应混合物转移到带有聚四氟乙烯内胆的水热反应釜中，密封后在250°c下反应15h，然后自然冷却至室温，将水热反应得到的沉淀产物离心分离，并用去离子水充分洗涤，最后在65℃下真空干燥9h后得到水热改性处理后的鳞片石墨（mos2/鳞片石墨复合材料）。
纳米四氧化三铁采用偶联剂kh570进行表面修饰处理。
一种含钕铁硼粉的离合器刹车片的制备方法：
步骤s1：先将配方量的纳米四氧化三铁、水性改性鳞片石墨与酚醛树脂倒入犁耙式混料机中，混料时间为12min，分散均匀；
步骤s2：再将步骤s1纳米四氧化三铁和鳞片石墨改性后的酚醛树脂与增强纤维、六钛酸钾晶须、海泡石纤维、超细硅灰石、钾长石粉、钛酸铁钠片晶、硅藻土、微米级汝铁硼粉、硬脂酸、防老化剂和固化剂以及弹性耐磨粒子按照配方比例投入到犁耙式混料机中；为保证混合均匀度，混料分两次进行，每次混料时间为25min，第一次混合后的物料取出后再次投入进行第二次混合，混料时间总共为50min；
步骤s3：热压成型机模具加热至125℃，刷脱模剂，称量一定重量混料放入到模具中，盖上经过喷丸和涂胶处理的钢背，将热压机的温度调为150℃，压力9mpa，保压时间25min，过程中，为让水分和其他挥发性介质逸散出来，每隔15s释放压力一次，连续释放至少2次；
步骤s4：将热压成型的产品，放入恒温干燥箱，200-210℃恒温箱热处理2h-3h，充分固化，最后在充磁机中充磁即可。
实施例1-3的刹车片，其性能测试按国标gb5763-1998，其测试结果如下：
由测试结果表明，各实施例制得的刹车片100-400℃的摩擦系数均在0.36-0.39之间，温度达到400℃时，摩擦系数仍维持较高的值。
实施例1-3制得的刹车片的磨损率也低于现有市售产品，平均低5%，刹车片的使用寿命延长，可靠性增加。
实施例1-3制得的刹车片的散热性能较现有技术的刹车片提高15%左右，增强了抗局部磨损的能力，能显著提高刹车带的使用寿命。