本發(fā)明涉及汽車制動系統(tǒng)摩擦材料的技術領域，特別是少金屬含量低密度無噪音樹脂基復合摩擦材料及制備方法的技術領域。
背景技術：
目前，國內(nèi)外用于汽車制動剎車片的摩擦材料主要有石棉樹脂(國家法規(guī)已限制使用)型摩擦材料、非石棉樹脂型摩擦材料、金屬纖維增強摩擦材料、半金屬纖維增強摩擦材料和混雜纖維增強摩擦材料等，非石棉基摩擦材料已是目前國內(nèi)摩擦材料的主流，多種替代纖維被廣泛采用，有半金屬材質(zhì)、碳纖維材質(zhì)、NAO材質(zhì)等等。其中半金屬材質(zhì)的摩擦材料在市場中所占比例最高。在半金屬摩擦材料中，為了保證摩擦材料的強度和摩擦性能達到石棉基摩擦材料的性能，添加了大量的金屬纖維。在這些半金屬摩擦材料中，金屬纖維含量達到30～50％，密度為3～4g/cm3。
大量的金屬纖維導致半金屬基摩擦材料具有較高的硬度、密度，易造成明顯的噪音，難以消除。
另外由于金屬含量高，造成密度大，給車輛帶來過多的負重，造成大量的能源消耗。特別是在現(xiàn)在節(jié)能減排的趨勢下，汽車輕量化已是各大汽車廠商和車主的共識。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術中的問題，提出少金屬含量低密度無噪音樹脂基復合摩擦材料及制備方法，通過使用較低含量的金屬纖維，多種礦物纖維、有機纖維復合增強，協(xié)同增強摩擦材料的強度；使用白蛭石、硅酸鋁空心球等低密度多孔隙材料，在有效降低材料密度的同時，減輕制動噪音。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了少金屬含量低密度無噪音樹脂基復合摩擦材料，包括以下組分且各組分比例為：
作為優(yōu)選，所述增強纖維包括鋼纖維、銅纖維、芳綸纖維、膠原纖維、六鈦酸鉀晶須中的四種或五種的組合，按照重量百分計，比例為鋼纖維10％～15％，銅纖維3％～8％，芳綸纖維0％～5％，膠原纖維0％～5％，六鈦酸鉀晶須0％～5％；所述鋼纖維為切削鋼纖維，長8～10mm，直徑0.35mm；所述銅纖維為黃銅纖維，長5～7mm，直徑0.35mm。
作為優(yōu)選，所述粘結劑為改性酚醛樹脂和丁腈橡膠，比例為改性酚醛樹脂6％～9％，丁腈橡膠3％～8％；改性酚醛樹脂為腰果殼油改性酚醛樹脂，丁腈橡膠為40目粉末丁腈橡膠。
作為優(yōu)選，所述填料為白蛭石和硅酸鋁空心球，比例為白蛭石3％～8％，硅酸鋁空心球2％～6％；所述白蛭石為16～30目，硅酸鋁空心球為40～60目。
作為優(yōu)選，所述鱗片狀石墨為60目、固定碳含量≥85％；所述氧化鋁為1000目的燒結氧化鋁微粉；所述膨脹石墨為30目，天然石墨為24目，顆粒石墨為60目。
本發(fā)明提出了少金屬含量低密度無噪音樹脂基復合摩擦材料的制備方法，采用熱壓成型工藝制備，包括具體步驟如下：
a)配料：將各組分原料按重量百分比稱量后，待用；
b)混料：先將芳綸纖維放入高速混料機中打散1分鐘，再將除膨脹石墨、天然石墨之外的其他材料投入高速混料機中混料20分鐘，最后再將膨脹石墨、天然石墨投入混料機中混料5分鐘，充分混合，得到混合料；
c)成型：按照剎車片型號稱取混合料，倒入熱壓模中，放入平板熱壓機中，熱壓成型，得到產(chǎn)品半成品；
d)熱處理：產(chǎn)品半成品通過烘箱熱烘，得到產(chǎn)品；
e)外觀處理：通過磨床規(guī)范產(chǎn)品尺寸、外觀，制得的產(chǎn)品按圖紙技術要求進行平磨、倒角、開槽，再經(jīng)噴涂、印標、包裝，加工成為汽車剎車片。
作為優(yōu)選，所述c)步驟中，壓制壓力180～240kgf/cm2,熱壓溫度140～150℃，排氣3～6次，保壓時間根據(jù)剎車片的大小、厚度而定，保壓時間200～240s。
作為優(yōu)選，所述d)步驟中，熱處理的溫度為160～180℃，熱處理時間4～8個小時，前半小時從室溫升到120℃，然后依次升溫到120℃、130℃、140℃、150℃、160～180℃，之后隨爐冷卻。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過使用較低含量的金屬纖維，多種礦物纖維、有機纖維復合增強，協(xié)同增強摩擦材料的強度；使用白蛭石、硅酸鋁空心球等低密度多孔隙材料，在有效降低材料密度的同時，減輕制動噪音。具有摩擦系數(shù)穩(wěn)定，密度低，磨損率低等優(yōu)點，經(jīng)裝車路試具有良好的駕乘舒適感，無噪音。同時制造成本不高，且工藝簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)，符合現(xiàn)代汽車工業(yè)的要求，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。
本發(fā)明的特征及優(yōu)點將通過實施例進行詳細說明。
【具體實施方式】
下面結合具體實施例進一步闡述本發(fā)明，應理解，這些實例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。
以下通過特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
實施例1：
配制摩擦材料原料，按如下比例：
根據(jù)以上配方設計，按以下步驟加工：
配料：按上述配比稱量各個組分；
混料：將芳綸纖維先放入高速混料機中打散1分鐘，再將除膨脹石墨、天然石墨之外的其他材料投入混料機中混料20分鐘，最好再將膨脹石墨、天然石墨投入混料機中混料5分鐘；
成型：按剎車片產(chǎn)品型號稱取混合料,倒入熱壓模中，壓制壓力180～240kgf/cm2,熱壓溫度140～150℃，排氣3～6次，保壓時間根據(jù)剎車片的厚度而定，一般是200～240s；
熱處理：半小時內(nèi)從室溫升到120℃，然后120℃一個小時，130℃一個小時，140℃一個小時，150℃一個小時，160℃三個小時，之后隨爐冷卻；
外觀處理：將上述制得的產(chǎn)品按圖紙技術要求進行平磨、倒角、開槽，再經(jīng)噴涂、印標、包裝，加工成為汽車剎車片。
實施例2：
配制摩擦材料原料，按如下比例：
加工步驟同實施例1。
檢測結果
加工完成后，按GB 5786-2008標準對實施例樣品進行檢測，檢測結果如表格所示：
國際性能指標的要求
剪切強度、密度檢測數(shù)據(jù)
摩擦系數(shù)檢測數(shù)據(jù)
磨損率檢測數(shù)據(jù)
以上檢測數(shù)據(jù)完全符合國標要求。
本發(fā)明所述的少金屬含量低密度無噪音樹脂基復合摩擦材料摩擦性能優(yōu)異，密度為2.1g/cm3左右，磨損率低。經(jīng)上車實驗后無噪音、震動。具有摩擦系數(shù)穩(wěn)定，密度低，磨損率低等優(yōu)點，經(jīng)裝車路試具有良好的駕乘舒適感，無噪音。同時制造成本不高，符合現(xiàn)代汽車工業(yè)的要求。