本發(fā)明涉及剎車片加工設(shè)備，尤其涉及一種剎車片打磨材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著高鐵、高速公路等基建設(shè)施的逐步完善，車輛運(yùn)行速度越來(lái)越高，這對(duì)剎車片的性能要求提出了新的挑戰(zhàn)：一方面要求剎車片強(qiáng)度更高，在短時(shí)間內(nèi)能夠承受巨大壓力，不變形、不開(kāi)裂；另一方面要求剎車片耐高溫性能更佳。近年來(lái)，更高強(qiáng)度、耐溫性更好的剎車片逐漸成為研發(fā)和應(yīng)用的主流，對(duì)剎車片磨床的要求也隨之提高，需要磨床用打磨片具備更高硬度，同時(shí)在高溫條件下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提出了一種硬度高、耐高溫的剎車片打磨材料及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一方面，本發(fā)明提供了一種剎車片打磨材料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分，

TiC 50-80份

表面鍍鎳的SiC晶須 30-42份

SiO₂ 40-70份

B₂O₃ 8-12份

Al₂O₃ 3-8份

Na₂CO₃ 4-8份

CeO₂ 3-8份

Ga₂O₃ 3-8份

K₂O 4-8份

Li₂CO₃ 8-12份

Sb₂O₃ 3-7份

ZrO₂ 3-7份

碳纖維 10-18份。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分，

TiC 65-70份

表面鍍鎳的SiC晶須 35-38份

SiO₂ 52-58份

B₂O₃ 9-10份

Al₂O₃ 4-7份

Na₂CO₃ 4-8份

CeO₂ 3-8份

Ga₂O₃ 3-8份

K₂O 4-8份

Li₂CO₃ 8-12份

Sb₂O₃ 3-7份

ZrO₂ 3-7份

碳纖維 15-16份。

在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述表面鍍鎳的SiC晶須制備過(guò)程包括，通過(guò)氨水調(diào)節(jié)鍍鎳液pH值為4.5-6，控制鍍鎳液溫度為30℃-50℃，加入SiC晶須，通30-50V直流電，反應(yīng)時(shí)間10-30min，得到表面鍍鎳的SiC晶須。

第二方面，本發(fā)明提供了第一方面所述剎車片打磨材料的制備方法，包括以下步驟，

S1，將TiC、SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、Na₂CO₃、CeO₂、Ga₂O₃、K₂O、Li₂CO₃、Sb₂O₃、ZrO₂混合后加入乙醇、丙酮或異丙醇進(jìn)行研磨或球磨，再加入表面鍍鎳的SiC晶須和碳纖維，再次球磨均勻；

S2，加入3wt％-8wt％的聚甲基纖維素鈉，在50-100℃空氣氣氛下干燥采用模壓成型，模壓壓力500-1000Mpa；

S3，采用真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，真空度不低于1×10^-1Pa，按1-10℃/min升溫速率升至700℃-900℃，保溫時(shí)間1-3h，然后以1-30℃/min降溫速率冷卻，得到最終的剎車片打磨材料。

本發(fā)明的剎車片打磨材料及其制備方法相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：TiC作為強(qiáng)化相，SiC作為增韌相，可提高打磨片的耐磨性能，通過(guò)在SiC表面鍍鎳，可改善其韌性，同時(shí)也能改善打磨片的熱傳導(dǎo)性能，從而將打磨過(guò)程中產(chǎn)生的熱量盡快散發(fā)出去，防止熱量聚集，提升耐高溫性能；SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、Na₂CO₃、CeO₂、Ga₂O₃、K₂O、Li₂CO₃、Sb₂O₃、ZrO₂燒結(jié)制備的玻璃態(tài)作為填充強(qiáng)化物和結(jié)合成分，能提高整體的韌性，此外其本身氣孔率可調(diào)、自銳性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫；此外，通過(guò)添加CeO₂、Ga₂O₃等金屬氧化物作為燒結(jié)助劑，能有效降低燒結(jié)溫度，節(jié)省成本；通過(guò)添加碳纖維，將與TiC、SiC晶須和玻璃態(tài)填充強(qiáng)化物形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高打磨片整體的韌性和強(qiáng)度，防止脆斷。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式。基于本發(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的剎車片打磨材料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分，

TiC 50kg

表面鍍鎳的SiC晶須 30kg

SiO₂ 40kg

B₂O₃ 8kg

Al₂O₃ 3kg

Na₂CO₃ 4kg

CeO₂ 3kg

Ga₂O₃ 3kg

K₂O 4kg

Li₂CO₃ 8kg

Sb₂O₃ 3kg

ZrO₂ 3kg

碳纖維 10-18kg。

其制備過(guò)程包括：

首先，制備表面鍍鎳的SiC晶須。

通過(guò)氨水調(diào)節(jié)鍍鎳液pH值為4.5，控制鍍鎳液溫度為30℃，加入SiC晶須，通30V直流電，反應(yīng)時(shí)間10min，得到表面鍍鎳的SiC晶須。

其次，制備剎車片打磨材料。

將TiC、SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、Na₂CO₃、CeO₂、Ga₂O₃、K₂O、Li₂CO₃、Sb₂O₃、ZrO₂混合后加入乙醇、丙酮或異丙醇進(jìn)行研磨或球磨，再加入表面鍍鎳的SiC晶須和碳纖維，再次球磨均勻；

加入3wt％的聚甲基纖維素鈉，在50℃空氣氣氛下干燥采用模壓成型，模壓壓力500Mpa；

采用真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，真空度1×10^-1Pa，按5℃/min升溫速率升至700℃℃，保溫時(shí)間3h，然后以10℃/min降溫速率冷卻，得到最終的剎車片打磨材料。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的剎車片打磨材料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分，

TiC 65kg

表面鍍鎳的SiC晶須 35kg

SiO₂ 52kg

B₂O₃ 9kg

Al₂O₃ 4kg

Na₂CO₃ 4kg

CeO₂ 3kg

Ga₂O₃ 3kg

K₂O 4kg

Li₂CO₃ 8kg

Sb₂O₃ 3kg

ZrO₂ 3kg

碳纖維 15kg。

其制備過(guò)程包括：

首先，制備表面鍍鎳的SiC晶須。

通過(guò)氨水調(diào)節(jié)鍍鎳液pH值為4.5，控制鍍鎳液溫度為30℃，加入SiC晶須，通40V直流電，反應(yīng)時(shí)間10min，得到表面鍍鎳的SiC晶須。

其次，制備剎車片打磨材料。

將TiC、SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、Na₂CO₃、CeO₂、Ga₂O₃、K₂O、Li₂CO₃、Sb₂O₃、ZrO₂混合后加入乙醇、丙酮或異丙醇進(jìn)行研磨或球磨，再加入表面鍍鎳的SiC 晶須和碳纖維，再次球磨均勻；

加入5wt％的聚甲基纖維素鈉，在70℃空氣氣氛下干燥采用模壓成型，模壓壓力800Mpa；

采用真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，真空度1×10^-1Pa，按8℃/min升溫速率升至800℃，保溫時(shí)間2h，然后以20℃/min降溫速率冷卻，得到最終的剎車片打磨材料。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的剎車片打磨材料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分，

TiC 68kg

表面鍍鎳的SiC晶須 36kg

SiO₂ 55kg

B₂O₃ 9kg

Al₂O₃ 5kg

Na₂CO₃ 5kg

CeO₂ 5kg

Ga₂O₃ 5kg

K₂O 5kg

Li₂CO₃ 10kg

Sb₂O₃ 5kg

ZrO₂ 5kg

碳纖維 15kg。

其制備過(guò)程包括：

首先，制備表面鍍鎳的SiC晶須。

通過(guò)氨水調(diào)節(jié)鍍鎳液pH值為4.5，控制鍍鎳液溫度為30℃，加入SiC晶須， 通40V直流電，反應(yīng)時(shí)間10min，得到表面鍍鎳的SiC晶須。

其次，制備剎車片打磨材料。

將TiC、SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、Na₂CO₃、CeO₂、Ga₂O₃、K₂O、Li₂CO₃、Sb₂O₃、ZrO₂混合后加入乙醇、丙酮或異丙醇進(jìn)行研磨或球磨，再加入表面鍍鎳的SiC晶須和碳纖維，再次球磨均勻；

加入5wt％的聚甲基纖維素鈉，在70℃空氣氣氛下干燥采用模壓成型，模壓壓力800Mpa；

采用真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，真空度1×10^-1Pa，按8℃/min升溫速率升至800℃，保溫時(shí)間2h，然后以20℃/min降溫速率冷卻，得到最終的剎車片打磨材料。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的剎車片打磨材料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分，

TiC 70kg

表面鍍鎳的SiC晶須 38kg

SiO₂ 58kg

B₂O₃ 10kg

Al₂O₃ 7kg

Na₂CO₃ 8kg

CeO₂ 8kg

Ga₂O₃ 8kg

K₂O 8kg

Li₂CO₃ 12kg

Sb₂O₃ 7kg

ZrO₂ 7kg

碳纖維 16kg。

其制備過(guò)程包括：

首先，制備表面鍍鎳的SiC晶須。

通過(guò)氨水調(diào)節(jié)鍍鎳液pH值為6，控制鍍鎳液溫度為50℃，加入SiC晶須，通50V直流電，反應(yīng)時(shí)間30min，得到表面鍍鎳的SiC晶須。

其次，制備剎車片打磨材料。

將TiC、SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、Na₂CO₃、CeO₂、Ga₂O₃、K₂O、Li₂CO₃、Sb₂O₃、ZrO₂混合后加入乙醇、丙酮或異丙醇進(jìn)行研磨或球磨，再加入表面鍍鎳的SiC晶須和碳纖維，再次球磨均勻；

加入8wt％的聚甲基纖維素鈉，在100℃空氣氣氛下干燥采用模壓成型，模壓壓力1000Mpa；

采用真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，真空度1×10^-1Pa，按10℃/min升溫速率升至900℃，保溫時(shí)間1h，然后以30℃/min降溫速率冷卻，得到最終的剎車片打磨材料。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的剎車片打磨材料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分，

TiC 80kg

表面鍍鎳的SiC晶須 42kg

SiO₂ 70kg

B₂O₃ 12kg

Al₂O₃ 8kg

Na₂CO₃ 8kg

CeO₂ 8kg

Ga₂O₃ 8kg

K₂O 8kg

Li₂CO₃ 12kg

Sb₂O₃ 7kg

ZrO₂ 7kg

碳纖維 18kg。

其制備過(guò)程包括：

首先，制備表面鍍鎳的SiC晶須。

通過(guò)氨水調(diào)節(jié)鍍鎳液pH值為6，控制鍍鎳液溫度為50℃，加入SiC晶須，通50V直流電，反應(yīng)時(shí)間30min，得到表面鍍鎳的SiC晶須。

其次，制備剎車片打磨材料。

將TiC、SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃、Na₂CO₃、CeO₂、Ga₂O₃、K₂O、Li₂CO₃、Sb₂O₃、ZrO₂混合后加入乙醇、丙酮或異丙醇進(jìn)行研磨或球磨，再加入表面鍍鎳的SiC晶須和碳纖維，再次球磨均勻；

加入8wt％的聚甲基纖維素鈉，在100℃空氣氣氛下干燥采用模壓成型，模壓壓力1000Mpa；

采用真空燒結(jié)爐進(jìn)行燒結(jié)，真空度1×10^-1Pa，按10℃/min升溫速率升至900℃，保溫時(shí)間1h，然后以30℃/min降溫速率冷卻，得到最終的剎車片打磨材料。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。