一種碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及摩擦材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合方法，通過對(duì)原料進(jìn)行稱取并分類、再在原料混合步驟中，根據(jù)分類完成的原料進(jìn)行逐一加入30L立式高速攪拌混料機(jī)中進(jìn)行攪拌，并對(duì)攪拌速度進(jìn)行不斷的調(diào)整，同時(shí)對(duì)混料步驟中的溫度參數(shù)以及混料時(shí)間進(jìn)行控制，使得原料在混料過程中，能夠準(zhǔn)確的發(fā)生微觀的化學(xué)變化，進(jìn)而使得混合料中形成致密性的材料，并從原料的簡(jiǎn)單混合中提高原料的性能，改善原料的質(zhì)量，進(jìn)而增強(qiáng)原料的耐磨、耐高溫性能，進(jìn)而使得碳基陶瓷制動(dòng)片的質(zhì)量得到了保證。
【專利說明】一種碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及摩擦材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 制動(dòng)片，又稱為剎車片，是用于滾動(dòng)、傳動(dòng)機(jī)件中進(jìn)行速度控制的摩擦片，特別是 在汽車制動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用較多、也較為嚴(yán)格。
[0003] 陶瓷制動(dòng)片的研究技術(shù)早在2000年左右就已經(jīng)出現(xiàn)了，并且在近15年的發(fā)展中 有了較大突破，但其在某些外觀、色澤以及其他耐磨、耐高溫性能上，均還不理想，為此近幾 年開始出現(xiàn)大量的采用非金屬材料替換金屬材料，并結(jié)合陶瓷制作耐高溫、耐打磨的制動(dòng) 片，并未制動(dòng)【技術(shù)領(lǐng)域】帶來了較為理想的效果。但是，在采用非金屬的碳基材料來替換金屬 材料，并與陶瓷相結(jié)合制作碳基陶瓷制動(dòng)片時(shí)，需要對(duì)原料進(jìn)行攪拌混合，在此過程中，由 于向其中添加原料的順序不一樣，個(gè)原料之間發(fā)生的微觀變化也不一致，進(jìn)而對(duì)制得的碳 基陶瓷制動(dòng)片的質(zhì)量也是不相同的；并且在添加原料混合時(shí)，對(duì)混合料的處理溫度，攪拌速 度，混合時(shí)間的控制不一樣，其原料之間發(fā)生微觀反應(yīng)程度也是不一致的，進(jìn)而也會(huì)影響碳 基陶瓷制動(dòng)片的質(zhì)量；同時(shí)，對(duì)于碳基陶瓷原料混合工藝中，對(duì)于原料混合處理不恰當(dāng)，也 會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)片在進(jìn)行熱處理工藝中的程序較長(zhǎng)，耗能較高，質(zhì)量難以控制，劣質(zhì)產(chǎn)品較多， 進(jìn)而導(dǎo)致碳基陶瓷制動(dòng)片的制作成本較高。
[0004] 為此，本研究人員通過長(zhǎng)期的探究與探討，并通過對(duì)不同混料工藝進(jìn)行調(diào)整與實(shí) 驗(yàn)，再對(duì)制作出來的產(chǎn)品的性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)比，進(jìn)而為碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合領(lǐng) 域提供了一種新思路。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種碳基陶瓷制動(dòng)片原料 混合方法，其具有能夠準(zhǔn)確控制原料混合過程中發(fā)生的微觀變化，并對(duì)原料混合過程中的 工藝參數(shù)以及質(zhì)量調(diào)控情況進(jìn)行控制，進(jìn)而能夠準(zhǔn)確把握碳基陶瓷制動(dòng)片的質(zhì)量，改善碳 基陶瓷制動(dòng)片的性能，降低調(diào)質(zhì)工藝中的成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
[0006] 具體是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合方法，包括以下步驟：
[0008] (1)原料稱取并分類：稱取碳纖維12kg，陶瓷晶須纖維13kg，芳綸纖維1kg，酚醛樹 脂6kg，礦物纖維6kg，硫酸鋇粉Ilkg,改性碳化娃lkg，石墨粉3kg ;并將稱取的原料進(jìn)行分 類，將碳纖維、陶瓷晶須纖維、芳綸纖維、礦物纖維歸為一類，即纖維類，并將這幾種物質(zhì)進(jìn) 行單獨(dú)存放；將酚醛樹脂歸為樹脂類，存放待用；改性碳化硅與石墨粉歸為輕質(zhì)材料類，存 放待用；硫酸鋇粉作為重質(zhì)材料待用；
[0009] (2)原料混合：采用30L立式的高速攪拌混料機(jī)進(jìn)行原料混合，其中高速攪拌混 料機(jī)由主機(jī)和鉸刀組成，鉸刀的數(shù)量為2個(gè)，分別為A和B，其中A在主機(jī)上的安裝角度 為60°，B在主機(jī)上的安裝角度為40°，安裝的角度均為鉸刀A和鉸刀B與主機(jī)中心軸 的夾角；在進(jìn)行混料時(shí)，先向高速攪拌混料機(jī)中依次投入纖維類原料，并將攪拌速度控制 為2240r/min，并在攪拌時(shí)，將溫度從常溫環(huán)境下的常溫值在27-37min內(nèi)升溫至370°C， 并在此階段中，每隔7min，保溫處理3min，直到溫度達(dá)到370°C后，向其中加入總纖維重量 0. 2-0. 9%的鈣溶液，2-4min加完，再在10-20s將溫度從370°C上升至530°C，并在此溫度下 保溫處理ll_13min，并將攪拌速度調(diào)整為1680r/min，待保溫時(shí)間結(jié)束后，再向其中加入樹 脂類原料，并將溫度在l〇-2〇s調(diào)整為130°C，保溫處理5min，再在40-50s升溫至2KTC，保 溫處理2min ;再調(diào)整攪拌速度為1860r/min，向其中加入輕質(zhì)材料，并將溫度在5-8s調(diào)整為 240°C，保溫3min，調(diào)整攪拌速度為2000r/min，再向其中加入重質(zhì)材料，在10-20s調(diào)整溫度 為110-140°C，攪拌處理15-25min后，即可完成碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合。
[0010] 所述的原料混合后，得到的混合原料，其特性為深灰色蓬松狀混合物，顏色均勻， 無雜質(zhì)和纖維團(tuán)，水分含量在100°c時(shí)小于0. 3%。
[0011] 所述的鈣溶液為氯化鈣溶液、澄清石灰水、碳酸氫鈣溶液中的一種。
[0012] 所述的鈣溶液，其中鈣離子的濃度為0. 7-2. lmol/1。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在：
[0014] ①通過對(duì)原料進(jìn)行稱取并分類、再在原料混合步驟中，根據(jù)分類完成的原料進(jìn)行 逐一加入30L立式高速攪拌混料機(jī)中進(jìn)行攪拌，并對(duì)攪拌速度進(jìn)行不斷的調(diào)整，同時(shí)對(duì)混 料步驟中的溫度參數(shù)以及混料時(shí)間進(jìn)行控制，使得原料在混料過程中，能夠準(zhǔn)確的發(fā)生微 觀的化學(xué)變化，進(jìn)而使得混合料中形成致密性的材料，并從原料的簡(jiǎn)單混合中提高原料的 性能，改善原料的質(zhì)量，進(jìn)而增強(qiáng)原料的耐磨、耐高溫性能，進(jìn)而使得碳基陶瓷制動(dòng)片的質(zhì) 量得到了保證。
[0015] ②通過在原料混合中對(duì)碳基陶瓷制作質(zhì)量進(jìn)行較高程度的保證，縮短了碳基陶瓷 的制作工藝，降低了碳基陶瓷制作的能耗，進(jìn)一步的降低了碳基陶瓷的制作成本，具有顯著 的經(jīng)濟(jì)效益。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合具體的實(shí)施方式來對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的限定，但要求保護(hù)的 范圍不僅局限于所作的描述。
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 一種碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合方法，包括以下步驟：
[0019] (1)原料稱取并分類：稱取碳纖維12kg，陶瓷晶須纖維13kg，芳綸纖維lkg，酚醛樹 脂6kg，礦物纖維6kg，硫酸鋇粉Ilkg,改性碳化娃lkg，石墨粉3kg ;并將稱取的原料進(jìn)行分 類，將碳纖維、陶瓷晶須纖維、芳綸纖維、礦物纖維歸為一類，即纖維類，并將這幾種物質(zhì)進(jìn) 行單獨(dú)存放；將酚醛樹脂歸為樹脂類，存放待用；改性碳化硅與石墨粉歸為輕質(zhì)材料類，存 放待用；硫酸鋇粉作為重質(zhì)材料待用；
[0020] (2)原料混合：采用30L立式的高速攪拌混料機(jī)進(jìn)行原料混合，其中高速攪拌混 料機(jī)由主機(jī)和鉸刀組成，鉸刀的數(shù)量為2個(gè)，分別為A和B，其中A在主機(jī)上的安裝角度 為60°，B在主機(jī)上的安裝角度為40°，安裝的角度均為鉸刀A和鉸刀B與主機(jī)中心軸的 夾角；在進(jìn)行混料時(shí)，先向高速攪拌混料機(jī)中依次投入纖維類原料，并將攪拌速度控制為 2240r/min，并在攪拌時(shí)，將溫度從常溫環(huán)境下的常溫值在27min內(nèi)升溫至370°C，并在此階 段中，每隔7min，保溫處理3min，直到溫度達(dá)到370°C后，向其中加入總纖維重量0. 2%的鈣 溶液，2min加完，再在IOs將溫度從370°C上升至530°C，并在此溫度下保溫處理llmin，并 將攪拌速度調(diào)整為1680r/min，待保溫時(shí)間結(jié)束后，再向其中加入樹脂類原料，并將溫度在 IOs調(diào)整為130°C，保溫處理5min，再在40s升溫至210°C，保溫處理2min ;再調(diào)整攪拌速度 為1860r/min，向其中加入輕質(zhì)材料，并將溫度在5s調(diào)整為240°C，保溫3min，調(diào)整攪拌速度 為2000r/min，再向其中加入重質(zhì)材料，在IOs調(diào)整溫度為110°C，攪拌處理15min后，即可 完成碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合。
[0021] 原料混合后，得到的混合原料，其特性為深灰色蓬松狀混合物，顏色均勻，無雜質(zhì) 和纖維團(tuán)，水分含量在KKTC時(shí)為0. 29%。
[0022] 鈣溶液為氯化鈣溶液，其中鈣離子的濃度為0. 7mol/l。
[0023] 對(duì)混合料的外觀進(jìn)行觀察：深灰色蓬松狀混合物，顏色均勻，無雜質(zhì)和纖維團(tuán)。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 一種碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合方法，包括以下步驟：
[0026] (1)原料稱取并分類：稱取碳纖維12kg，陶瓷晶須纖維13kg，芳綸纖維1kg，酚醛樹 脂6kg，礦物纖維6kg，硫酸鋇粉Ilkg,改性碳化娃lkg，石墨粉3kg ;并將稱取的原料進(jìn)行分 類，將碳纖維、陶瓷晶須纖維、芳綸纖維、礦物纖維歸為一類，即纖維類，并將這幾種物質(zhì)進(jìn) 行單獨(dú)存放；將酚醛樹脂歸為樹脂類，存放待用；改性碳化硅與石墨粉歸為輕質(zhì)材料類，存 放待用；硫酸鋇粉作為重質(zhì)材料待用；
[0027] (2)原料混合：采用30L立式的高速攪拌混料機(jī)進(jìn)行原料混合，其中高速攪拌混 料機(jī)由主機(jī)和鉸刀組成，鉸刀的數(shù)量為2個(gè)，分別為A和B，其中A在主機(jī)上的安裝角度 為60°，B在主機(jī)上的安裝角度為40°，安裝的角度均為鉸刀A和鉸刀B與主機(jī)中心軸的 夾角；在進(jìn)行混料時(shí)，先向高速攪拌混料機(jī)中依次投入纖維類原料，并將攪拌速度控制為 2240r/min，并在攪拌時(shí)，將溫度從常溫環(huán)境下的常溫值在37min內(nèi)升溫至370°C，并在此階 段中，每隔7min，保溫處理3min，直到溫度達(dá)到370°C后，向其中加入總纖維重量0. 9%的鈣 溶液，4min加完，再在20s將溫度從370°C上升至530°C，并在此溫度下保溫處理13min，并 將攪拌速度調(diào)整為1680r/min，待保溫時(shí)間結(jié)束后，再向其中加入樹脂類原料，并將溫度在 20s調(diào)整為130°C，保溫處理5min，再在50s升溫至210°C，保溫處理2min ;再調(diào)整攪拌速度 為1860r/min，向其中加入輕質(zhì)材料，并將溫度在8s調(diào)整為240°C，保溫3min，調(diào)整攪拌速度 為2000r/min，再向其中加入重質(zhì)材料，在20s調(diào)整溫度為、140°C，攪拌處理、25min后，即可 完成碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合。
[0028] 、原料混合后，得到的混合原料，其特性為深灰色蓬松狀混合物，顏色均勻，無雜質(zhì) 和纖維團(tuán)，水分含量在KKTC時(shí)為0. 2%。
[0029] 鈣溶液為澄清石灰水，其中鈣離子的濃度為2. lmol/1。
[0030] 對(duì)混合料的外觀進(jìn)行觀察：深灰色蓬松狀混合物，顏色均勻，無雜質(zhì)和纖維團(tuán)。
[0031] 實(shí)施例3
[0032] 一種碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合方法，包括以下步驟：
[0033] (1)原料稱取并分類：稱取碳纖維12kg，陶瓷晶須纖維13kg，芳綸纖維1kg，酚醛樹 脂6kg，礦物纖維6kg，硫酸鋇粉Ilkg,改性碳化娃lkg，石墨粉3kg ;并將稱取的原料進(jìn)行分 類，將碳纖維、陶瓷晶須纖維、芳綸纖維、礦物纖維歸為一類，即纖維類，并將這幾種物質(zhì)進(jìn) 行單獨(dú)存放；將酚醛樹脂歸為樹脂類，存放待用；改性碳化硅與石墨粉歸為輕質(zhì)材料類，存 放待用；硫酸鋇粉作為重質(zhì)材料待用；
[0034] (2)原料混合：采用30L立式的高速攪拌混料機(jī)進(jìn)行原料混合，其中高速攪拌混 料機(jī)由主機(jī)和鉸刀組成，鉸刀的數(shù)量為2個(gè)，分別為A和B，其中A在主機(jī)上的安裝角度 為60°，B在主機(jī)上的安裝角度為40°，安裝的角度均為鉸刀A和鉸刀B與主機(jī)中心軸的 夾角；在進(jìn)行混料時(shí)，先向高速攪拌混料機(jī)中依次投入纖維類原料，并將攪拌速度控制為 2240r/min，并在攪拌時(shí)，將溫度從常溫環(huán)境下的常溫值在30min內(nèi)升溫至370°C，并在此階 段中，每隔7min，保溫處理3min，直到溫度達(dá)到370°C后，向其中加入總纖維重量0. 5%的鈣 溶液，3min加完，再在15s將溫度從370°C上升至530°C，并在此溫度下保溫處理12min，并 將攪拌速度調(diào)整為1680r/min，待保溫時(shí)間結(jié)束后，再向其中加入樹脂類原料，并將溫度在 15s調(diào)整為130°C，保溫處理5min，再在45s升溫至210°C，保溫處理2min ;再調(diào)整攪拌速度 為1860r/min，向其中加入輕質(zhì)材料，并將溫度在7s調(diào)整為240°C，保溫3min，調(diào)整攪拌速度 為2000r/min，再向其中加入重質(zhì)材料，在15s調(diào)整溫度為130°C，攪拌處理20min后，即可 完成碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合。
[0035] 原料混合后，得到的混合原料，其特性為深灰色蓬松狀混合物，顏色均勻，無雜質(zhì) 和纖維團(tuán)，水分含量在KKTC時(shí)為0. 1%。
[0036] 鈣溶液為碳酸氫鈣溶液，其中鈣離子的濃度為I. 5mol/l。
[0037] 對(duì)混合料的外觀進(jìn)行觀察：深灰色蓬松狀混合物，顏色均勻，無雜質(zhì)和纖維團(tuán)。
[0038] 以上實(shí)施例僅限于對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所能達(dá)到的技術(shù)效果做進(jìn)一步的闡述和 說明，并不是對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案的進(jìn)一步的限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上做出的非 突出的實(shí)質(zhì)性特征和非顯著的進(jìn)步，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇。
【權(quán)利要求】
1. 一種碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 原料稱取并分類：稱取碳纖維12kg，陶瓷晶須纖維13kg，芳綸纖維lkg，酚醛樹脂 6kg，礦物纖維6kg，硫酸鋇粉Ilkg,改性碳化娃lkg，石墨粉3kg ;并將稱取的原料進(jìn)行分類， 將碳纖維、陶瓷晶須纖維、芳綸纖維、礦物纖維歸為一類，即纖維類，并將這幾種物質(zhì)進(jìn)行單 獨(dú)存放；將酚醛樹脂歸為樹脂類，存放待用；改性碳化硅與石墨粉歸為輕質(zhì)材料類，存放待 用；硫酸鋇粉作為重質(zhì)材料待用； (2) 原料混合：采用30L立式的高速攪拌混料機(jī)進(jìn)行原料混合，其中高速攪拌混料機(jī)由 主機(jī)和鉸刀組成，鉸刀的數(shù)量為2個(gè)，分別為A和B，其中A在主機(jī)上的安裝角度為60°，B在 主機(jī)上的安裝角度為40°，安裝的角度均為鉸刀A和鉸刀B與主機(jī)中心軸的夾角；在進(jìn)行 混料時(shí)，先向高速攪拌混料機(jī)中依次投入纖維類原料，并將攪拌速度控制為2240r/min，并 在攪拌時(shí)，將溫度從常溫環(huán)境下的常溫值在27-37min內(nèi)升溫至370°C，并在此階段中，每隔 7min，保溫處理3min，直到溫度達(dá)到370°C后，向其中加入總纖維重量0. 2-0. 9%的鈣溶液， 2-4min加完，再在10-20s將溫度從370°C上升至530°C，并在此溫度下保溫處理ll_13min， 并將攪拌速度調(diào)整為1680r/min，待保溫時(shí)間結(jié)束后，再向其中加入樹脂類原料，并將溫度 在10-20s調(diào)整為130°C，保溫處理5min，再在40-50s升溫至2KTC，保溫處理2min ;再調(diào)整 攪拌速度為1860r/min，向其中加入輕質(zhì)材料，并將溫度在5-8s調(diào)整為240°C，保溫3min，調(diào) 整攪拌速度為2000r/min，再向其中加入重質(zhì)材料，在10-20s調(diào)整溫度為110-140°C，攪拌 處理15-25min后，即可完成碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合。
2. 如權(quán)利要求1所述的碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合方法，其特征在于，所述的原料混合 后，得到的混合原料，其特性為深灰色蓬松狀混合物，顏色均勻，無雜質(zhì)和纖維團(tuán)，水分含量 在KKTC時(shí)小于0. 3%。
3. 如權(quán)利要求1所述的碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合方法，其特征在于，所述的鈣溶液為 氯化鈣溶液、澄清石灰水、碳酸氫鈣溶液中的一種。
4. 如權(quán)利要求1所述的碳基陶瓷制動(dòng)片原料混合方法，其特征在于，所述的鈣溶液，其 中鈣離子的濃度為〇· 7-2. lmol/1。
【文檔編號(hào)】C04B35/80GK104211421SQ201410430755
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】周貴宏, 單全慶 申請(qǐng)人:萬山特區(qū)宏安摩擦材料有限公司