專(zhuān)利名稱(chēng)::高效陶瓷剎車(chē)片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及一種汽車(chē)剎車(chē)片,尤其是涉及一種轎車(chē)用高效陶瓷剎車(chē)片。
背景技術(shù):
:較早的汽車(chē)剎車(chē)片是石棉型剎車(chē)片,但是人們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)石棉已被醫(yī)學(xué)界證實(shí)是致癌物質(zhì)。每一次剎車(chē),剎車(chē)片就會(huì)將數(shù)百萬(wàn)之多的石棉纖維散發(fā)到空氣中,其針狀的纖維很容易進(jìn)入肺部并停留,造成剌激,最終可導(dǎo)致肺癌的發(fā)生,但是除了危害健康方面的因素外,石棉型剎車(chē)片還存在著另一個(gè)重要問(wèn)題。由于石棉是絕熱的,其導(dǎo)熱能力特別差,反復(fù)使用后制動(dòng)器會(huì)使熱量在剎車(chē)片中堆積起來(lái),剎車(chē)片變熱后,它的制動(dòng)性能就要發(fā)生改變,要產(chǎn)生同樣的摩擦和制動(dòng)力會(huì)需要更多的踩剎車(chē)次數(shù),如果剎車(chē)片達(dá)到一定的熱度,將導(dǎo)致制動(dòng)失靈。隨著現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展和社會(huì)環(huán)保意識(shí)的提高,目前汽車(chē)摩擦材料在材質(zhì)、制造工藝等方面都取得了重大的進(jìn)展,出現(xiàn)了許多新型的無(wú)石棉摩擦材料制作的剎車(chē)片,如陶瓷剎車(chē)片,它具有使用壽命長(zhǎng)、無(wú)銹蝕、摩擦系數(shù)高、噪音低等優(yōu)點(diǎn)。但目前國(guó)外公司將陶瓷剎車(chē)片的配方視為商業(yè)機(jī)密,而國(guó)內(nèi)已公開(kāi)的陶瓷剎車(chē)片的配方設(shè)計(jì)還不夠完善,主要表現(xiàn)為成本高,性能不夠穩(wěn)定,很多剎車(chē)片在高溫時(shí),其摩擦系數(shù)易衰退、甚至出現(xiàn)摩擦材料膨脹,摩擦表面有裂紋等嚴(yán)重技術(shù)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有陶瓷型剎車(chē)片配方設(shè)計(jì)不合理,高溫時(shí)的摩擦性能不夠理想,成本較高等問(wèn)題。本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的剎車(chē)片主要由下列組分按重量份制成硅酸鹽纖維7—11份、噴膠硅酸鋁纖維(棉)7—11份、竹碳纖維5—9份、海泡石纖維4一7份、陶瓷纖維8—12份、紫銅纖維2—4份、超細(xì)氧化鐵粉5-8份、磁鐵礦3-6份、丁腈橡膠2—4份、酚醛樹(shù)脂5—7份、苯并噁嗪樹(shù)脂7—11份,重晶石9—15份、石墨顆粒5—8份、鱗片石墨4—7份、鋯英石2—3份、氮化硼3—5份、氧化鋅0.3—0.5份。在本發(fā)明中,硅酸鹽纖維是一種高純凈、高強(qiáng)度,渣球含量非常低的纖維。其恨低的熱傳導(dǎo)率可防止急剎車(chē)時(shí)出現(xiàn)的超高溫對(duì)制動(dòng)管和剎車(chē)油的影響。目前硅酸鹽纖維的種類(lèi)很多,為了獲得具有良好性能、質(zhì)量穩(wěn)定的剎車(chē)片,發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn),將硅酸鹽纖維所含關(guān)鍵成分及其配比鎖定在以下范圍Si0247—55%、Al20329—36%、Ti02.0.6—1.2%,其他成分及比例優(yōu)選為Ca03—70/。、K201.1—3%、MgO0.6—1.5%、Fe203l—2%,余量為微量氧化物。當(dāng)采用上述硅酸鹽纖維時(shí),硅酸鹽纖維可耐IOO(TC的高溫,并且具有良好的熱穩(wěn)定性,可減少摩擦片的熱衰退現(xiàn)象。陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料,具有重量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低、比熱小及耐機(jī)械震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。噴膠硅酸鋁纖維能很好的吸收摩擦材料因制動(dòng)而發(fā)出的噪音,并且具有良好的耐高溫性能,它附于摩擦材料表面能有效的降低材料中其他低溫材料的熱衰退性和膨脹性,提高了摩擦材料在制造和使用過(guò)程中的穩(wěn)定性。海泡石纖維能減少材料的收縮和膨脹,并且易產(chǎn)生較高的起空率,因此可有效地降低了汽車(chē)制動(dòng)噪音。紫銅纖維具有吸熱快,散發(fā)熱量快,耐高溫等優(yōu)點(diǎn)。而且它的表面形成多種形狀的鋸齒,使得銅纖維與其他材料混合的均勻程度及粘接力要比銅棉,銅絲,銅粉更強(qiáng)。超細(xì)氧化鐵粉為鐵黑色粉末,具有硬度低、高氣孔率、耐高溫、耐氧化、容易吸附,粘結(jié)力強(qiáng),耐磨等特點(diǎn),一定量的超細(xì)氧化鐵粉能有效地降低制動(dòng)噪音和抖動(dòng)。竹炭纖維構(gòu)造細(xì)密多孔,有較強(qiáng)的吸附性,可吸附各種粉狀材料,使摩擦材料鞏固性增強(qiáng)。并且其特有的多孔構(gòu)造可以使其它纖維狀物料充分開(kāi)疏,粉狀材料混合均勻。如在剎車(chē)片加工過(guò)程中,紫銅等纖維有可能會(huì)出現(xiàn)聚團(tuán)現(xiàn)象,這樣摩擦表面硬度相差懸殊,造成制動(dòng)力矩不足形成噪音,而竹炭纖維正好可以避免紫銅纖維可能出現(xiàn)的成團(tuán)現(xiàn)象。鱗片石墨結(jié)晶完整,片薄且韌性好;物理化學(xué)性能優(yōu)異,具有良好的耐溫性,自潤(rùn)滑性,傳導(dǎo)性,抗熱震性,耐腐蝕性等性能。石墨顆粒、丁腈橡膠用于摩擦材料能減小摩擦材料的熱衰退,穩(wěn)定摩擦材料的摩擦系數(shù)。而活性氧化鋅能使橡膠具有良好的耐磨性,耐撕裂性和彈性。重晶石可以穩(wěn)定摩擦材料的摩擦強(qiáng)度及耐久性。磁鐵礦可調(diào)整剎車(chē)片的摩擦系數(shù)。氮化硼具有潤(rùn)滑性好、熱膨脹系數(shù)小,化學(xué)穩(wěn)定性高等特點(diǎn),尤其是它的熱導(dǎo)率與不銹鋼相當(dāng),因此可以降低紫銅纖維的用量。加入氮化硼后,剎車(chē)片性能穩(wěn)定、磨損小,對(duì)偶損傷小。鋯英石在高溫工況下不易刮傷對(duì)偶,應(yīng)用效果較傳統(tǒng)摩擦材料棕鋼玉略勝一籌。苯并惡嗪樹(shù)脂是一種低成本、高性能樹(shù)脂,其固化過(guò)程為開(kāi)環(huán)聚合、無(wú)小分子物釋放,因此提高了摩擦材料在制造過(guò)程中的穩(wěn)定性,使得摩擦材料在使用過(guò)程中的恢復(fù)性能和機(jī)械性能得以提高。采用本發(fā)明配方的陶瓷剎車(chē)片具有較低的密度和突出的耐磨損性能,完全符合日益提高的環(huán)保要求。發(fā)明人在配方的研究過(guò)程中,為了獲得綜合性能優(yōu)異、穩(wěn)定的配方體系,經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn),對(duì)主要材料的理化性能提出詳細(xì)的技術(shù)參數(shù),使各種材料之間具有良好的親合性能并能形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。同時(shí)多種材料的優(yōu)化組合,可以確保材料的優(yōu)點(diǎn)在摩擦材料中得到充分的發(fā)揮。與以往的半金屬和少金屬剎車(chē)片相比,本發(fā)明不傷對(duì)偶盤(pán),無(wú)落灰現(xiàn)象;使用壽命可以提高2倍以上。而相對(duì)于采用現(xiàn)有陶瓷配方的剎車(chē)片來(lái)說(shuō),本發(fā)明制造成本相對(duì)較低,高溫制動(dòng)性能更好,并且剎車(chē)時(shí),噪音很小,腳感舒適。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。實(shí)施例1:按重量比將9份(每份100克,下同)硅酸鹽纖維、11份噴膠硅酸鋁纖維(長(zhǎng)度為5-6mm)、9份竹碳纖維、4份海泡石纖維、12份陶瓷纖維、2份紫銅纖維(長(zhǎng)度為2—4mm)、5份超細(xì)氧化鐵粉(180—325目)、3份磁鐵礦粉、2份丁腈橡膠粉(100—150目)、5份酚醛樹(shù)脂、7份苯并噁嗪樹(shù)脂、11份重晶石粉(500—600目)、8份石墨顆粒、7份鱗片石墨(80目)、3份鋯英石粉(280—320目)、3.7份氮化硼粉、0.3份氧化鋅投入混料罐內(nèi),攪拌成粉末狀后取出,放入成形模具內(nèi)壓制成形,然后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫270'C,壓力為18MPa的條件下,保持15分鐘,然后取出剎車(chē)片,除去毛刺即成為成品。本實(shí)施例選用的硅酸鹽纖維所含主要成分及其配比為Si0252%、Al20329%、Ti020.60/o,Ca07%、K203%、MgOl.5%、Fe203l%,余量為微量氧化物。實(shí)施例2:按重量比將8份(每份100克,下同)硅酸鹽纖維、8份噴膠硅酸鋁纖維(長(zhǎng)度為5-6mm)、5份竹碳纖維、7份海泡石纖維、8份陶瓷纖維、4份紫銅纖維(長(zhǎng)度為2—4mm)、7份超細(xì)氧化鐵粉、6份磁鐵礦粉、4份丁腈橡膠粉(100—150目)、7份酚醛樹(shù)脂、IO份苯并噁嗪樹(shù)脂、9份重晶石粉(500—600目)、5.6份石墨顆粒、4份鱗片石墨(60—80目)、2份鋯英石粉(280—320目)、5份氮化硼粉、0.4份氧化鋅放入高速分散機(jī)內(nèi),攪拌成粉末狀后取出,放入成形模具內(nèi)壓制成形,然后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫270°C,壓力為18MPa的條件下,保持15分鐘,然后取出剎車(chē)片,除去毛剌即成為成品。本實(shí)施例選用的硅酸鹽纖維所含主要成分及其配比為Si0252%、Al20334%、Ti020.9%,Ca06.5%、K201.8%、MgOO.7%、Fe2032%,余量為微量氧化物。實(shí)施例3:按重量比將7份(每份100克,下同)硅酸鹽纖維、9份噴膠硅酸鋁纖維(長(zhǎng)度為5-6mm)、7份竹碳纖維、6份海泡石纖維、IO份陶瓷纖維、2份紫銅纖維(長(zhǎng)度為2—4mm)、6份超細(xì)氧化鐵粉、5份磁鐵礦粉、3份丁腈橡膠粉(100—150目)、5份酚醛樹(shù)脂、8份苯并噁嗪樹(shù)脂、15份重晶石粉(500—600目)、6份石墨顆粒、5份鱗片石墨(80目)、2.2份鋯英石粉(280—320目)、3.3份氮化硼粉、0.5份氧化鋅放入高速分散機(jī)內(nèi),攪拌成粉末狀后取出,放入成形模具內(nèi)壓制成形,然后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫27(TC,壓力為18MPa的條件下,保持15分鐘,然后取出剎車(chē)片,除去毛刺即成為成品。本實(shí)施例選用的硅酸鹽纖維所含主要成分及其配比為Si0252%、Al20334%、Ti020.9%,Ca06.5%、K201.8%、MgOO.7%、Fe2032%,余量為微量氧化物。實(shí)施例4:按重量比將11份(每份100克,下同)硅酸鹽纖維、9份噴膠硅酸鋁纖維(長(zhǎng)度為5-6mm)、6份竹碳纖維、5份海泡石纖維、9份陶瓷纖維、2份紫銅纖維(長(zhǎng)度為2—4mm)、5份超細(xì)氧化鐵粉、4份磁鐵礦粉、2份丁腈橡膠粉(100—150目)、6份酚醛樹(shù)脂、ll份苯并噁嗪樹(shù)脂、12份重晶石粉(500—600目)、5份石墨顆粒、6份鱗片石墨(80目)、2.7份鋯英石粉(280—320目)、4份氮化硼粉、0.3份氧化鋅放入高速分散機(jī)內(nèi),攪拌成粉末狀后取出,放入成形模具內(nèi)壓制成形,然后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫27(TC,壓力為18MPa的條件下,保持15分鐘,然后取出剎車(chē)片,除去毛刺即成為成品。本實(shí)施例所采用的硅酸鹽纖維所含成分及其配比為Si0252%、Al20336%、Ti02l.l%,Ca03.8%、K202.5%、MgOl.2%、Fe203l.8%,余量為其它微量氧化物。實(shí)施例5:按重量比將10份(每份100克,下同)硅酸鹽纖維、7份噴膠硅酸鋁纖維(長(zhǎng)度為5-6mm)、8份竹碳纖維、7份海泡石纖維、11份陶瓷纖維、3份紫銅纖維(長(zhǎng)度為2—4腿)、8份超細(xì)氧化鐵粉、3份磁鐵礦粉、2份丁腈橡膠粉(100—150目)、5份酚醛樹(shù)脂、9份苯并噁嗪樹(shù)脂、10份重晶石粉(500—600目)、7份石墨顆粒、4份鱗片石墨(80目)、2.5份鋯英石粉(280—320目)、3份氮化硼粉、0.5份氧化鋅放入高速分散機(jī)內(nèi),攪拌成粉末狀后取出,放入成形模具內(nèi)壓制成形,然后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫27(TC,壓力為18MPa的條件下,保持15分鐘,然后取出剎車(chē)片,除去毛刺即成為成品。本實(shí)施例所采用的硅酸鹽纖維所含成分及其配比為Si0247%、Al20336%、Ti021.2%,Ca03%、K201.1%、MgOO.6%、Fe2032%,余量為其它微量氧化物。為了驗(yàn)證本發(fā)明的效果,按中國(guó)GB5763-1998國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),將實(shí)施例3制備的剎車(chē)片與日本某公司生產(chǎn)的陶瓷剎車(chē)片分別在定速摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn),其結(jié)果如下兩種剎車(chē)片的摩擦磨損性能對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>驗(yàn)證結(jié)果表明相比國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品,采用本發(fā)明配方制備的陶瓷剎車(chē)片,具有更好的摩擦磨損性能和抗高溫?zé)崴ネ诵阅?。將本發(fā)明陶瓷剎車(chē)片裝車(chē)運(yùn)行后表明其摩擦平穩(wěn),制動(dòng)效果好,噪音小,.腳感舒適。權(quán)利要求1.一種高效陶瓷剎車(chē)片,其特征是該剎車(chē)片由下列組分按重量份制成硅酸鹽纖維7-11份、噴膠硅酸鋁纖維(棉)7-11份、竹碳纖維5-9份、海泡石纖維4-7份、陶瓷纖維8-12份、紫銅纖維2-4份、超細(xì)氧化鐵粉5-8份、磁鐵礦3-6份、丁腈橡膠2-4份、酚醛樹(shù)脂5-7份、苯并噁嗪樹(shù)脂7-11份,重晶石9-15份、石墨顆粒5-8份、鱗片石墨4-7份、鋯英石2-3份、氮化硼3-5份、氧化鋅0.3-0.5份。全文摘要一種高效陶瓷剎車(chē)片。由下列組分按重量百分比制成硅酸鹽纖維7-11份、噴膠硅酸鋁纖維(棉)7-11份、竹炭纖維5-9份、海泡石纖維4-7份、陶瓷纖維8-12份、紫銅纖維2-4份、超細(xì)氧化鐵粉5-8份、磁鐵礦3-6份、丁腈橡膠2-4份、酚醛樹(shù)脂5-7份、苯并噁嗪樹(shù)脂7-11份,重晶石9-15份、石墨顆粒5-8份、鱗片石墨4-7份、鋯英石2-3份、氮化硼3-5份、氧化鋅0.3-0.5份。本發(fā)明配方的陶瓷剎車(chē)片具有較低的密度和突出的耐磨損性能,完全符合日益提高的環(huán)保要求。相對(duì)于采用現(xiàn)有陶瓷配方的剎車(chē)片來(lái)說(shuō),本發(fā)明制造成本相對(duì)較低,高溫制動(dòng)性能更好,并且剎車(chē)時(shí),噪音很小,腳感舒適。文檔編號(hào)C04B35/80GK101555919SQ20091006067公開(kāi)日2009年10月14日申請(qǐng)日期2009年1月25日優(yōu)先權(quán)日2009年1月25日發(fā)明者傅光明,張澤偉,張澤元,張自立申請(qǐng)人:瑞陽(yáng)汽車(chē)零部件(仙桃)有限公司