一種利用回收耐火磚制備剎車片的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種剎車片的制備方法，屬于動力機械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用 回收耐火磚制備剎車片的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場上有多種用于礦井提升機、重型工程機械或者重型沖床等重型機械的制 動器的摩擦材料，這些摩擦材料通常由增強材料、粘結(jié)劑、填充料和摩擦性能調(diào)節(jié)劑四大部 分組成，粘結(jié)劑是摩擦材料中的重要組成部分，影響摩擦材料熱衰退性能、恢復(fù)性能以及耐 磨損性能，目前普通使用的由環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂等。增強材料主要在摩擦材料中起增強 劑的作用，目前普遍使用的是添加石棉、銅纖維等。填充劑主要為了提高摩擦材料的摩擦力 矩和摩擦系數(shù)，增加摩擦材料的耐磨損系數(shù)，通常通過添加銅粉等金屬粉末加以實現(xiàn)。摩擦 性能調(diào)節(jié)劑主要通過石墨等進行減噪和提高摩擦材料的耐磨系數(shù)。
[0003] 但隨著人們對剎車性能及剎車片的環(huán)保性能的提高，傳統(tǒng)的剎車片摩擦材料中銅 的含量越來越受到限制。據(jù)了解，美國加利福利亞州和華盛頓州已經(jīng)于2010年就在摩擦材 料中限制和最終禁止使用銅和重金屬的規(guī)定通過了州立法，其中規(guī)定:到2021年銅含量要 求小于5%(重量百分比），到2025年銅含量要求小于0.5%(重量百分比），實際是2025年以后 禁止使用銅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種不含重金屬尤其是無銅的利用 回收耐火磚制備剎車片的方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種利用回收耐火磚制備剎車片的方法:所述的剎車片由摩擦材料經(jīng)過壓制而成。
[0006] -種利用回收耐火磚制備剎車片的方法，包括以下步驟： a、 配料:摩擦材料的各原料按配方計量精確后，將二硫化鉬、芳綸纖維、紫銅纖維、碳纖 維、硫酸鋇、硅酸鎂、回收耐火磚加入攪拌器中； b、 混料:將上述原料混合均勻； c、 烘干:將混合均勻后的原料放入烘箱中，以5-8°C/min的速度逐漸升溫至180-200°C， 并保持180-200 °C的溫度2-3h。
[0007] d、壓制：將酚醛樹脂加入到烘干后的原料中，攪拌均勻后，送入壓模裝置中，設(shè)定 壓制時間、溫度和壓力，進行壓制。
[0008] e、熱處理定型:將烘箱內(nèi)的溫度升溫至170-200°c，保持3-5h; f、 平磨:將剎車片的兩面進行平磨，要求兩面平行，誤差不大于0.05%; g、 檢測，包裝。
[0009] 優(yōu)選的，所述的剎車片的摩擦材料的各組分重量百分比為:二硫化鉬5-10%、芳綸 纖維3-8%、紫銅纖維1-3%、碳纖維7-10%、硫酸鋇5-15%、硅酸鎂3-8%、回收耐火磚20-40%、酚 醛樹脂25-35%。
[0010] 優(yōu)選的，所述的回收耐火磚的主要成分為:剛玉、尖晶石、電熔鎂砂、活性氧化鋁微 粉、純鋁酸鈣水泥、減水劑、鋁粉和防爆纖維。
[0011] 優(yōu)選的，所述的回收耐火磚的粒徑為過200目篩，取篩下物。
[0012]優(yōu)選的，以所述的步驟d中壓制7.Omm厚度的剎車片為例，壓模裝置的參數(shù)設(shè)定為： 壓制時間 45-60min、溫度 130-160°C、壓力 50-70MPa。
[0013] 芳綸纖維是一種新型高科技合成纖維，具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐 堿、重量輕、絕緣、抗老化、生命周期長等優(yōu)良性能，廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料、防彈制品、建材、 特種防護服裝、電子設(shè)備等領(lǐng)域。芳綸全稱為"聚對苯二甲酰對苯二胺"，是一種新型高科技 合成纖維，具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能，其強度是鋼絲的 5~6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2~3倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量僅為鋼絲的1/5左右， 在560度的溫度下，不分解，不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能，具有很長的生命周 期。芳綸的發(fā)現(xiàn)，被認為是材料界一個非常重要的歷史進程。
[0014] 芳綸纖維的突出優(yōu)點是具有很好的熱穩(wěn)定性，當溫度達到500°C時，才發(fā)生熱分 解，并且芳綸纖維的密度比石棉纖維的小，將芳綸纖維切斷成短纖維，經(jīng)過研磨原纖化，使 其表面呈蓬松的毛羽狀，纖維表面積增大，經(jīng)過處理后的纖維具有很好的吸附性。在使用過 程中，芳綸纖維呈現(xiàn)出摩擦系數(shù)穩(wěn)定，磨損率低，強度好的特性。
[0015] 碳纖維(carbon fiber，簡稱CF)，是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維 的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石 墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維"外柔內(nèi)剛"，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼 鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳 材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。碳纖維具有許 多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高 溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐 腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。碳纖維強度高、高溫性 能好，耐磨損且具有一定的吸音功能，但變形能力差。
[0016] 增強纖維是摩擦材料的重要組分，具有一定的強度和韌性，能夠起到骨架作用，對 材料的摩擦磨損性能有著重要作用。本發(fā)明中用芳綸纖維、紫銅纖維和碳纖維作為機械強 度、制動力的增強劑，采用芳綸纖維、紫銅纖維和碳纖維作為增強劑，剎車片耐高溫性能好， 硬度合適，可以有效降低因粘著磨損而引起的震顫，有利于降低摩擦時的噪音。
[0017] 二硫化鉬是重要的固體潤滑劑，特別適用于高溫高壓下。它被被譽為"高級固體潤 滑油王"。二硫化鉬是由天然鉬精礦粉經(jīng)化學提純后改變分子結(jié)構(gòu)而制成的固體粉劑。本品 色黑稍帶銀灰色，有金屬光澤，觸之有滑膩感，不溶于水。產(chǎn)品具有分散性好，不粘結(jié)的優(yōu) 點，可添加在各種油脂里，形成絕不粘結(jié)的膠體狀態(tài)，能增加油脂的潤滑性和極壓性。也適 用于高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速高負荷的機械工作狀態(tài)，延長設(shè)備壽命。
[0018] 二硫化鉬用于摩擦材料主要功能是低溫時減摩，高溫時增摩，燒失量小，在摩擦材 料中易揮發(fā)。
[0019] 酚醛樹脂:酚醛樹脂也叫電木，又稱電木粉。原為無色或黃褐色透明物，市場銷售 往往加著色劑而呈紅、黃、黑、綠、棕、藍等顏色，有顆粒、粉末狀。耐弱酸和弱堿，遇強酸發(fā)生 分解，遇強堿發(fā)生腐蝕。不溶于水，溶于丙酮、酒精等有機溶劑中。苯酚醛或其衍生物縮聚而 得。酚醛樹脂一個重要的應(yīng)用就是作為粘結(jié)劑。酚醛樹脂是一種多功能，與各種各樣的有機 和無機填料都能相容的物質(zhì)。設(shè)計正確的酚醛樹脂，潤濕速度特別快。并且在交聯(lián)后可以為 磨具、耐火材料，摩擦材料以及電木粉提供所需要的機械強度，耐熱性能和電性能。本發(fā)明 中酚醛樹脂是粘結(jié)劑。
[0020] 對于一般的摩擦材料，摩擦滑動面達到300°C以上高溫的苛刻條件下時，因酚醛樹 脂熱分解所生成的液狀分解物等會作為潤滑成分存在于滑動面上，因此會容易產(chǎn)生摩擦系 數(shù)大幅降低的現(xiàn)象。本發(fā)明中加入硅酸鎂，因熱分解而產(chǎn)生的液狀熱分解物等容易吸附在 具有大比表面積的硅酸鎂的細孔中，從而抑制摩擦系數(shù)大幅降低。
[0021] 常用的剎車片配方中一般氧化鎂、氧化鋁和硫酸鋇為填充劑，主要作用是提高摩 擦材料的摩擦力矩和摩擦系數(shù)，增加摩擦材料的耐磨損系數(shù)。本發(fā)明中因為加入了回收耐 火磚，而耐火磚中包含有剛玉、尖晶石、電熔鎂砂、活性氧化鋁微粉、鋁粉等成分，故無需加 入原配方中的氧化鎂、氧化鋁等成分，而硫酸鋇的加入量也可以部分減少。同時回收耐火磚 中含有尖晶石結(jié)構(gòu)，可以提尚剎車片的耐尚溫性能。
[0022] 紫銅纖維具有金屬單質(zhì)銅的硬度，耐磨損，導(dǎo)熱性好等優(yōu)點，在剎車片中添加紫銅 纖維可以起到提高摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性，降低磨損率的作用，同時，高溫軟化的紫銅纖維還可 以對在剎車過程中損失的粘合劑起到一定的補償作用。
[0023] 本發(fā)明中二硫化鉬和硅酸鎂以