CN101550976A - 环保型陶瓷刹车片及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型陶瓷刹车片及其制造工艺。陶瓷刹车片的摩擦材料由以下重量份的组分组成：酚醛树脂7～9份、丁腈胶粉5份、陶瓷纤维10～15份、矿物纤维10～12份、凯芙拉纤维4～6份、六钛酸钾晶须12～20份、人造石墨7～10份、硫化锌6～8份、紫铜粉7～9份、白蛭石8～10份、复合硅酸盐晶须6～10份。陶瓷刹车片的制造工艺步骤是：配料；混料；热压成型；热处理；磨削；喷涂。陶瓷刹车片的优点是安全环保、制动舒适柔和、无噪音、环境污染小、落尘少、不伤对偶材料、使用寿命长、应答性好、比重低、摩擦系数稳定等；其制造工艺的优点是成品率高，机械化程度高，生产周期短，生产效率高，能源消耗小。

Description

环保型陶瓷刹车片及其制造工艺

一、技术领域：

本发明涉及轿车制动材料制造技术领域，尤其是涉及环保型陶瓷刹车片及制造工艺。

二、背景技术：

随着轿车工业的迅速发展，轿车已经大量进入寻常百姓家，轿车的各项性能尤其是制动性能就成为社会普遍关心的问题，因为轿车刹车片是轿车制动器中的关键部件，刹车片性能的好坏直接关系着汽车运行的可靠性、稳定性和安全性。

目前，用于轿车制动的刹车片主要有以下三种，它们在应用中存在的缺点是：

(1)石棉基刹车片：石棉基刹车片的摩擦材料主要以石棉纤维为主，由于人体吸入石棉纤维就会引起身体健康问题，因此被限制使用。另外，石棉基刹车片热失严重，不适应轿车高速运行制动。

(2)半金属基刹车片：半金属刹车片的配方主要是由钢纤维作为骨架材料，酚醛树脂作为粘合剂，铁粉作为耐磨剂，再加入各种功能性填料的多元复合材料组成。半金属摩擦材料并不是对任何轿车都适用，对于刹车蹄片，则需要更具柔韧性和其它因素，以适应刹车蹄片在使用过程中变热和直径膨胀造成的影响。半金属摩擦材料的金属材料的大量加入，其比重与导热性明显增大，对对偶的攻击性增强，容易生锈、出现低频噪音等。高比重，必将增加整车重量，增大行车成本。导热性能的增大，必将削弱刹车片在高温使用状况下的抗剪强度，引发制动危险。另外，过高导热性能也会迅速将车辆在频繁制动中产生的大量热能传到制动阀，使液压制动管内产生气泡与气阻，从而严重影响车辆制动时的安全性。

(3)少金属基刹车片：少金属基刹车片的摩擦材料是少量的钢纤维加矿物纤维为基体，加入各种功能性填料，再加酚醛树脂作为粘结剂的多元复合材料组成，其缺点是：磨损大，产品的使用寿命短，易出现制动噪音，高速制动时轿车的轮子易出现抖动，从而严重影响车辆制动的舒适性。

(4)现在轿车刹车片的制造工艺主要是用干法混料为主，成形工艺主要由二步法板式模生产，该制造工艺的缺点是：刹车片的成品率低、生产周期长、生产效率低、产品的质量不稳定，机械化程度不高，能源消耗大。

三、发明内容：

本发明的目的是针对现有刹车片存在的缺点而提供一种摩擦系数稳定，改善衰退，不伤对偶，使用寿命长；制动安全舒适、应答性好，无制动噪音；落尘少，不会伤及人类安全和构成环境污染的环保型陶瓷刹车片。

本发明的另一个目的是提供一种成品率高，产品质量稳定，机械化程度高，生产周期短，生产效率高和能源消耗小的环保型陶瓷刹车片的制造工艺。

为了达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种环保型陶瓷刹车片，包括钢背和粘结在钢背上的摩擦材料，其摩擦材料由以下重量份的组分组成：酚醛树脂7～9份、丁腈胶粉5份、陶瓷纤维10～15份、矿物纤维10～12份、凯芙拉纤维4～6份、六钛酸钾晶须12～20份、人造石墨7～10份、硫化锌6～8份、紫铜粉7～9份、白蛭石8～10份、复合硅酸盐晶须6～10份。

一种环保型陶瓷刹车片，包括钢背和粘结在钢背上的摩擦材料，其摩擦材料由以下重量份的组分组成：酚醛树脂8份、丁腈胶粉5份、陶瓷纤维15份、矿物纤维10份、凯芙拉纤维5份、六钛酸钾晶须20份、人造石墨8份、硫化锌6份、紫铜粉8份、白蛭石9份、复合硅酸盐晶须6份。

一种环保型陶瓷刹车片，包括钢背和粘结在钢背上的摩擦材料，其摩擦材料由以下重量份的组分组成：酚醛树脂9份、丁腈胶粉5份、陶瓷纤维12份、矿物纤维11份、凯芙拉纤维4份、六钛酸钾晶须16份、人造石墨10份、硫化锌8份、紫铜粉7份、白蛭石10份、复合硅酸盐晶须8份。

一种环保型陶瓷刹车片，包括钢背和粘结在钢背上的摩擦材料，由以下重量份的组分组成：酚醛树脂7份、丁腈胶粉5份、陶瓷纤维10份、矿物纤维12份、凯芙拉纤维6份、六钛酸钾晶须12份、人造石墨8份、硫化锌7份、紫铜粉9份、白蛭石7份、复合硅酸盐晶须10份。

一种环保型陶瓷刹车片的制造工艺，包含以下步骤：

(1)配料工序：按配方比例将物料在自动配料系统中进行配料；

(2)混料工序：采用干法混料，设备是犁耙式混料机，混料时间5～7分钟，混料温度0～50℃；

(3)热压成型工序：采用热压一次成型工艺，设备是四柱压机，采用自动加热的正压模具，压力设定在500～700kg/cm²，热压时间7～9分钟，热压温度150～170℃；

(4)热处理工序：热处理设备采用热处理箱，处理所需时间为10±0.05小时，热处理的温度10～240℃；

(5)磨削工序：磨削设备采用圆盘磨，磨削要求是设备转速20～30转/分钟，制品的平行度0～0.02mm；

(6)喷涂工序：采用静电喷涂工艺，静电喷涂的工艺要求是设备的转速380～400转/分钟，温度165～175℃。

一种环保型陶瓷刹车片的制造工艺，还包含以下步骤：

(7)附件安装工序：附件安装的主要设备是铆接机，工艺要求是调整铆接头的压力0.2～0.3Mpa，铆接时间3～5秒。

本发明与已有技术相比，具有以下优点和积极效果：

(1)本发明使用的陶瓷纤维和矿物纤维是具有高度的生物降解性能，人体吸入也不会引起身体健康问题；本发明没有使用重金属原材料，例如硫化铝、硫化锑、氧化铝等，不会对环境造成污染，所以属于环保型陶瓷刹车片。

(2)本发明为提高产品的使用寿命，特增加一种新型复合耐磨晶须，该新型复合耐磨晶须属长沙同步新材料科技有限责任公司制造，是一种硅酸盐环氧树脂复合晶须，该新型复合耐磨晶须加入后使陶瓷刹车片的寿命在原来的基础上提高一倍。加复合耐磨晶须的产品装车后能行驶6～10万公里，不加复合耐磨晶须的产品装车后能行驶3～5万公里。

(3)陶瓷刹车片摩擦材料的优点是：落尘少且无毒无害，不会伤及人类安全和构成环境污染；摩擦系数稳定，机械性能提高，改善衰退，不伤对偶，无锈蚀，比重低，使用寿命长；制动安全、柔和舒适、应答性好、无制动噪音。

(4)本发明采用一步法定压成型工艺来生产陶瓷刹车片摩擦材料，混料工序完成后，直接热压成型，减少了预成型工序，热压模具也不用板式模，而是用自动加热的正压模具。此工艺的优点是，产品的质量稳定、成品率提高，成品率能达到98％以上；减少产品的制造工序，省去预成型过程所需的额外成本，节约预成型压机的投资，提高生产效率；提高产品的机械化程度，减少人工开支，充分体现了节能降耗的原则。

(5)配方组分解析：

a、增强纤维的选择：

陶瓷纤维和矿物纤维的使用温度均可达到1000℃以上，具有良好的分散性及高温稳定性，且性价比适中。虽然这两种纤维的长径比较小，具有较大的比表面积，但其增强效果并不十分理想，因此我们运用陶瓷纤维、矿物纤维、六钛酸钾晶须和凯芙拉纤维进行四元复合，来改善摩擦材料的机械强度和高温性能，以满足陶瓷基摩擦材料的特点，起到增强基体的作用。使用六钛酸钾晶须的陶瓷刹车片配方，在车辆制动过程中能够使刹车片的摩擦系数不发生大的变化，尤其是长时间刹车过程中，不会因刹车时导致刹车片温度升高引起刹车片失效，从而提高刹车片使用过程中的安全性能。主要原理是：刹车过程是一个能量转换过程，把动能快速的转变成热能，在不断刹车过程中释放出巨大的能量，这些能量大部分以红外线的形式释放，六钛酸钾有较强的红外反射能力，所以刹车过程中产生的相当一部分能量被六钛酸钾晶须反射，从而减缓了刹车片本身温度的升高，即使长时间制动，因为六钛酸钾软化点温度为1200℃，所以能提高刹车片的使用温度。且六钛酸钾的导热系数较低，温度越高，导热系数越低，从而减缓了摩擦过程中的能量传递速率，降低了刹车片自身的升温速率，确保制动过程中的安全性能。[六钛酸钾晶须的导热系数：0.054W/M·K(25℃)，0.017W/M·K(800℃)]，六钛酸钾晶须本身具有高温吸音性能，加入六钛酸钾晶须的摩擦材料对减少高温制动噪音会起到积极的作用。六钛酸钾晶须不仅化学性能稳定，而且无毒无害，不会伤及人类安全和构成环境污染。另外晶须不象纤维，在制动的过程中摩擦产生的粉尘会飘浮在空气中吸入人体内，而是迅速沉降到地面，避免对人体的伤害及对空气的污染。凯芙拉纤维的化学结构是聚对苯二甲酰对苯二胺刚性链大分子结构，大分子间有氢键连接，结晶度、取向度都是有机纤维中最高的。分子链苯环基团含量大于85％以上，因此纤维强度高、模量高、耐热性高、耐切割、耐磨损。同时由于纤维的大量微原纤化羽毛形态，比表面积大等优越性，容易吸附其它功能性填料，与树脂粘合剂界面的结合性较好。这些优点决定了摩擦材料中用凯芙拉纤维能提高摩擦材料的机械性能，防止摩擦材料在制动过程中龟裂，提高摩擦材料的安全性。选择陶瓷纤维和矿物纤维时，最好是选用经过硅烷或者橡胶对其表面进行处理的纤维，这样不但可以降低树脂的用量，获得良好的粘合效果，还会降低磨损。并且一定要严格控制纤维中的渣球含量，否则将会带来摩擦系数偏高、磨损偏大、产生噪音的负面影响。

b、粘结剂的选择：

摩擦材料基本上都采用酚醛树脂或改性酚醛树脂为粘结剂。根据我们的经验，最终采用纯酚醛树脂加丁腈胶粉作为粘结剂，达到了消除噪音、减少落灰、提高使用寿命、不伤对偶的目的。粘结剂的正确选择及其适量应用直接影响着摩擦材料的衰退和恢复性能，当然，配合适当的摩擦性能调节剂也是解决此类问题不可缺少的关键因素。

c、摩擦性能调节剂的选择：

为了提高刹车片的摩擦性能，选择摩擦性能调节剂是非常重要的。实践证明摩擦性能调节剂能有效的稳定摩擦系数，改善衰退，提高刹车片及对偶的磨损寿命，使其不受制动条件变化的影响，提高刹车片的安全性、舒适性和应答性。作为汽车安全件的刹车片最大的要求就是摩擦系数的稳定性，即摩擦系数不应随着压力、速度、温度的变化有明显的变化。摩擦性能调节剂的使用有助于在摩擦材料表面形成一种粘附性极强的转移膜，减小刹车片的表面粗糙度，利于稳定摩擦系数。另外，刹车片转移膜的形成，在制动过程中也不易出现震动和噪音。长期以来，被普遍采用的摩擦性能调节剂有人造石墨、金属硫化物、金属粉、白蛭石、复合硅酸盐晶须等材料。金属硫化物的分解温度大多在500℃以上，金属硫化物在制动过程中会分解并生成金属或金属氧化物。金属氧化物可以附着在刹车片表面，形成转移膜，能很好地稳定摩擦系数并降低磨损、提高制动时的舒适性；而金属粉可以与其它金属形成合金，附着在刹车盘表面，这层合金具有更好的散热性，因此提高了刹车盘的使用寿命，减少刹车盘表面裂纹的形成，起到保护刹车盘的作用。由于陶瓷基摩擦材料中金属含量较少的特点，基于上述摩擦机理，在原材料的选择过程中对摩擦性能调节剂做了大量研究，根据原材料自身的特性，最终确定了摩擦性能调节剂的种类和用量。为了提高产品的使用寿命，在配方中增加了一种复合耐磨晶须。分别把加复合耐磨晶须的配方和不加复合耐磨晶须的配方做了对比试验，试验结果是，加复合耐磨晶须的产品装车后能行驶6～10万公里，不加复合耐磨晶须的产品装车后能行驶3～5万公里。

四、附图说明：

图1为实施例1中的配方1与压力相关的摩擦性能曲线图

图2为实施例1中的配方1与速度相关的摩擦性能曲线图

图3为实施例1中的配方1与温度衰退相关的摩擦性能曲线图

图4为实施例1中的配方1与温度恢复相关的摩擦性能曲线图

图5为实施例2中的配方2与压力相关的摩擦性能曲线图

图6为实施例2中的配方2与速度相关的摩擦性能曲线图

图7为实施例2中的配方2与温度衰退相关的摩擦性能曲线图

图8为实施例2中的配方2与温度恢复相关的摩擦性能曲线图

图9为实施例3中的配方3与压力相关的摩擦性能曲线图

图10为实施例3中的配方3与速度相关的摩擦性能曲线图

图11为实施例3中的配方3与温度衰退相关的摩擦性能曲线图

图12为实施例3中的配方3与温度恢复相关的摩擦性能曲线图

五、具体实施方式：

1、下面结合附图和3个实施例，对本发明做进一步地详细说明：

陶瓷刹车片摩擦材料的配方是替代半金属刹车片的NAO配方的一种。陶瓷刹车片摩擦材料是一种利用陶瓷纤维、矿物纤维、凯芙拉纤维加六钛酸钾晶须作为增强材料，以酚醛树脂加丁腈胶粉为粘结剂，利用多种材料作为摩擦性能调节剂，配合加工而成的摩擦材料。由于陶瓷配方选用的材料的特殊性，其半金属摩擦材料两步法板式模的生产工艺已不适合陶瓷摩擦材料的生产，又通过大量的论证，决定采用一步法定压成型工艺来生产陶瓷刹车片摩擦材料。

实施例1

配方1中组分的重量份为：

酚醛树脂：8份

丁腈胶粉：5份

陶瓷纤维：15份

矿物纤维：10份

凯芙拉纤维：5份

六钛酸钾晶须：20份

人造石墨：8份

硫化锌：6份

紫铜粉：8份

白蛭石：9份

复合硅酸盐晶须：6份

使用配方1的工艺流程是：

(1)配料工序：按照配方1的比例，用PCS-18型自动配料系统进行配料，配料系统由计算机全程控制，配料系统软件采用C/S结构设计，称重的差值在1％以内。

(2)混料工序：采用干法混料，设备是犁耙式1200升混料机，混料时间是7分钟，混料温度45℃。

(3)热压成型工序：采用热压一次成型工艺，设备是四柱压机，采用自动加热的正压模具，压力设定在700kg/cm²，热压时间8分钟，热压温度160℃。

(4)热处理工序：热处理设备采用热处理箱，处理所需时间10小时，热处理的温度230℃。

(5)磨削工序：磨削设备采用圆盘磨，磨削要求是设备转速30转/分钟，制品的平行度0.02mm，即摩擦材料表面与钢背表面之间的平行度要求。

(6)喷涂工序：采用静电喷涂工艺，静电喷涂的工艺要求是设备的转速400转/分钟，温度175℃。

(7)附件安装工序：附件安装主要设备是铆接机，工艺要求是调整铆接头压力于0.3Mpa，铆接时间于5秒。

(8)喷码包装工序：先是喷码，喷码完成后就包装。

实施例2

配方2中组分的重量份为：

酚醛树脂：9份

丁腈胶粉：5份

陶瓷纤维：12份

矿物纤维：11份

凯芙拉纤维：4份

六钛酸钾晶须：16份

人造石墨：10份

硫化锌：8份

紫铜粉：7份

白蛭石：10份

复合硅酸盐晶须：8份

使用配方2的工艺流程是：

(1)配料工序：按照配方2的比例，用PCS-18型自动配料系统进行配料，配料系统由计算机全程控制，配料系统软件采用C/S结构设计，称重的差值在1％以内；

(2)混料工序：采用干法混料，设备是犁耙式1200升混料机，混料时间是5分钟，混料温度不能超过30℃；

(3)热压工序：采用热压一次成型工艺，设备是四柱压机，采用自动加热的正压模具，压力设定在500kg/cm²，热压时间9分钟，热压温度170℃；

(4)热处理工序：热处理设备用热处理箱，处理所需时间10.05小时，热处理的温度240℃；

(5)磨削工序：磨削设备采用圆盘磨，磨削要求是设备转速25转/分钟，制品的平行度0.01mm；

(6)喷涂工序：采用静电喷涂工艺，静电喷涂的工艺要求是设备的转速390转/分钟，温度170℃；

(7)附件安装工序：附件安装主要设备是铆接机，工艺要求是调整铆接头压力0.2Mpa，铆接时间4秒；

(8)喷码包装工序：先是喷码，喷码完成后就包装。

实施例3

配方3中组分的重量份为：

酚醛树脂：7份

丁腈胶粉：5份

陶瓷纤维：10份

矿物纤维：12份

凯芙拉纤维：6份

六钛酸钾晶须：12份

人造石墨：8份

硫化锌：7份

紫铜粉：9份

白蛭石：7份

复合硅酸盐晶须：10份

使用配方3的工艺流程是：

(1)配料工序：按照配方3的比例，用PCS-18型自动配料系统进行配料，配料系统由计算机全程控制，配料系统软件采用C/S结构设计，称重的差值在1％以内。

(2)混料工序：采用干法混料，设备是犁耙式1200升混料机，混料时间是6分钟，混料温度30℃。

(3)热压工序：采用热压一次成型工艺，设备是四柱压机，采用自动加热的正压模具，压力设定在600kg/cm²，热压时间为7分钟，热压温度150℃。

(4)热处理工序：热处理设备采用热处理箱，处理所需时间9.95小时，热处理的温度235℃。

(5)磨削工序：磨削设备采用圆盘磨，磨削要求是设备转速28转/分钟，制品的平行度0.15mm。

(6)喷涂工序：采用静电喷涂工艺，静电喷涂的工艺要求是设备的转速380转/分钟，温度165℃。

(7)附件安装工序：附件安装主要设备是铆接机，工艺要求是调整铆接头压力0.25Mpa，铆接时间3秒。

(8)喷码包装工序：先是喷码，喷码完成后就包装。

2、试验结果对比：

(1)理化性能试验：

根据标准ISO6312做剪切试验，GB5766做硬度试验，JC/T685做密度试验。摩擦系数、磨损试验是由JF122惯性试验台做。试验参数：惯量I＝57.45，车轮流动半径R＝0.303m，计算系数Kmu＝2.099。

试验标准采用德国TL110标准。模仿实际行车中的各种路况，在满足压力、速度、温度的前提下，给试验机配置一定的转动惯量；按照试验程序的要求进行试验。下面的表1和表2分别是三个配方的理化性能和磨损性能情况统计表。

表1：三个配方的理化性能统计表

表2：三个配方的磨损性能统计表

	配方1	配方2	配方3
				磨损厚度％	2.10	1.81	1.62
磨损质量％	2.41	1.76	1.53

图1为实施例1中的配方1与压力相关的摩擦性能曲线图。图1中：制动初始温度60℃，制动初始速度80Km/h，制动管路压力分别在2Mpa、4Mpa、6Mpa、8Mpa、10Mpa时，各进行制动2次。最低摩擦系数为0.367，最高摩擦系数为0.433。图1中两条黑实线为压力相关的摩擦系数离散带的上下限。摩擦系数的曲线有80％在离散带以内为合格。

图2为实施例1中的配方1与速度相关的摩擦性能曲线图。图2中：制动初始温度60℃，制动管路压力6Mpa，制动初始速度分别在40Km/h、60Km/h、80Km/h、100Km/h、120Km/h、140Km/h、160Km/h时，各进行制动2次。最低摩擦系数为0.355，最高摩擦系数为0.42。图中两条黑实线为速度相关的摩擦系数离散带的上下限。摩擦系数的曲线有80％在离散带以内为合格。

图3为实施例1中的配方1与温度衰退相关的摩擦性能曲线图。图3中：制动初始温度60℃，制动管路压力6Mpa，制动初始速度80Km/h，连续制动20次。最低摩擦系数为0.32，最高摩擦系数为0.408。图中两条黑实线为温度衰退相关的摩擦系数离散带的上下限。图中的波浪线为刹车片20次制动的升温和降温曲线。摩擦系数的曲线有80％在离散带以内为合格。

图4为实施例1中的配方1与温度恢复相关的摩擦性能曲线图。图4中：制动管路压力6Mpa，制动初始速度80Km/h，制动初始温度分别在300、250、200、150、100℃时，各进行制动1次。最低摩擦系数为0.414，最高摩擦系数为0.441。图中两条黑实线为温度恢复相关的摩擦系数离散带的上下限。摩擦系数的曲线有80％在离散带以内为合格。

图5为实施例2中的配方2与压力相关的摩擦性能曲线图。图5中：制动初始温度60℃，制动初始速度80Km/h，制动管路压力分别在2、4、6、8、10Mpa时，各进行制动2次。最低摩擦系数为0.354，最高摩擦系数为0.394。图中两条黑实线为压力相关的摩擦系数离散带的上下限。摩擦系数的曲线有80％在离散带以内为合格。

图6为实施例2中的配方2与速度相关的摩擦性能曲线图。图6中：制动初始温度60℃，制动管路压力6Mpa，制动初始速度分别在40、60、80、100、120、140、160Km/h时，各进行制动2次。最低摩擦系数为0.346，最高摩擦系数为0.409。图中两条黑实线为速度相关的摩擦系数离散带的上下限。摩擦系数的曲线有80％在离散带以内为合格。

图7为实施例2中的配方2与温度衰退相关的摩擦性能曲线图。图7中：制动初始温度60℃，制动管路压力6Mpa，制动初始速度80Km/h，连续制动20次。最低摩擦系数为0.251，最高摩擦系数为0.3978。图中两条黑实线为温度衰退相关的摩擦系数离散带的上下限。图中的波浪线为刹车片20次制动的升温和降温曲线。摩擦系数的曲线有80％在离散带以内为合格。

图8为实施例2中的配方2与温度恢复相关的摩擦性能曲线图。图8中：制动管路压力6Mpa，制动初始速度80Km/h，制动初始温度分别在300、250、200、150、100℃时，各进行制动1次。最低摩擦系数为0.302，最高摩擦系数为0.378。图中两条黑实线为温度恢复相关的摩擦系数离散带的上下限。摩擦系数的曲线有80％在离散带以内为合格。

图9为实施例3中的配方3与压力相关的摩擦性能曲线图。图9中：制动初始温度60℃，制动初始速度80Km/h，制动管路压力分别在2、4、6、8、10Mpa时，各进行制动2次。最低摩擦系数为0.389，最高摩擦系数为0.446。图中两条黑实线为压力相关的摩擦系数离散带的上下限。摩擦系数的曲线有80％在离散带以内为合格。

图10为实施例3中的配方3与速度相关的摩擦性能曲线图。图10中：制动初始温度60℃，制动管路压力6Mpa，制动初始速度分别在40、60、80、100、120、140、160Km/h时，各进行制动2次。最低摩擦系数为0.393，最高摩擦系数为0.424。图中两条黑实线为速度相关的摩擦系数离散带的上下限。摩擦系数的曲线有80％在离散带以内为合格。

图11为实施例3中的配方3与温度衰退相关的摩擦性能曲线图。图11中：制动初始温度60℃，制动管路压力6Mpa，制动初始速度80Km/h，连续制动20次。最低摩擦系数为0.329，最高摩擦系数为0.404。图中两条黑实线为温度衰退相关的摩擦系数离散带的上下限。图中的波浪线为刹车片20次制动的升温和降温曲线。摩擦系数的曲线有80％在离散带以内为合格。

图12为实施例3中的配方3与温度恢复相关的摩擦性能曲线图。图12中：制动管路压力6Mpa，制动初始速度80Km/h，制动初始温度分别在300、250、200、150、100℃时，各进行制动1次。最低摩擦系数为0.334，最高摩擦系数为0.393。图中两条黑实线为温度恢复相关的摩擦系数离散带的上下限。摩擦系数的曲线有80％在离散带以内为合格。

3、试验结果分析：

通过上述试验数据可以看出：配方1、配方2和配方3采用不同用量的原材料，对其摩擦系数、磨损量进行了调整，使气孔率发生变化，从而改善了刹车片制动的舒适性、安全性，降低了磨损量，大大地提高刹车片的使用寿命。

从3个配方的摩擦性能曲线图，即图1-图12可以看出：配方1过多的使用摩擦性能调节剂，使与温度恢复相关的曲线图4中的摩擦系数有一点偏高，此配方适用于中、高档轿车。

配方2过多的使用粘结剂，使与温度衰退相关的曲线图7中的摩擦系数在高温下降低的偏大，此配方适用于轻型轿车。

配方3其适量的粘结剂和摩擦性能调节剂，加入更多的增强纤维，使摩擦系数非常稳定。从配方3的摩擦性能曲线图9-图12看，随着压力、速度、温度的变化，摩擦系数的变化是非常小的，这就能极大降低陶瓷基刹车片对压力、速度、温度的敏感性；此配方适用于SUV型轿车。

本发明陶瓷刹车片具有稳定的摩擦系数，耐高温、导热系数低，对对偶件的攻击小，优异的衰退性、恢复性、理化性能和耐磨损性能，且密度较低，节约原材料；适中的气孔率，极大的降低噪音的产生，制动柔和舒适；较小的磨损，减少落尘，保护刹车片的对偶，提高了车辆制动的舒适性、应答性，适应安全环保的要求，因此陶瓷刹车片是半金属刹车片理想的替代产品。

Claims (6)

1、一种环保型陶瓷刹车片，包括钢背和粘结在钢背上的摩擦材料，其特征在于，

其摩擦材料由以下重量份的组分组成：酚醛树脂7～9份、丁腈胶粉5份、陶瓷纤维10～15份、矿物纤维10～12份、凯芙拉纤维4～6份、六钛酸钾晶须12～20份、人造石墨7～10份、硫化锌6～8份、紫铜粉7～9份、白蛭石8～10份、复合硅酸盐晶须6～10份。

2、根据权利要求1所述的环保型陶瓷刹车片，包括钢背和粘结在钢背上的摩擦材料，其特征在于，

其摩擦材料由以下重量份的组分组成：酚醛树脂8份、丁腈胶粉5份、陶瓷纤维15份、矿物纤维10份、凯芙拉纤维5份、六钛酸钾晶须20份、人造石墨8份、硫化锌6份、紫铜粉8份、白蛭石9份、复合硅酸盐晶须6份。

3、根据权利要求1所述的环保型陶瓷刹车片，包括钢背和粘结在钢背上的摩擦材料，其特征在于，

其摩擦材料由以下重量份的组分组成：酚醛树脂9份、丁腈胶粉5份、陶瓷纤维12份、矿物纤维11份、凯芙拉纤维4份、六钛酸钾晶须16份、人造石墨10份、硫化锌8份、紫铜粉7份、白蛭石10份、复合硅酸盐晶须8份。

4、根据权利要求1所述的环保型陶瓷刹车片，包括钢背和粘结在钢背上的摩擦材料，其特征在于，

其摩擦材料由以下重量份的组分组成：酚醛树脂7份、丁腈胶粉5份、陶瓷纤维10份、矿物纤维12份、凯芙拉纤维6份、六钛酸钾晶须12份、人造石墨8份、硫化锌7份、紫铜粉9份、白蛭石7份、复合硅酸盐晶须10份。

5、权利要求1至4中任一个所述的环保型陶瓷刹车片的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配料工序：将物料按配方比例在自动配料系统中进行配料；

(2)混料工序：采用干法混料，设备是犁耙式混料机，混料时间5～7分钟，混料温度0～50℃；

(3)热压成型工序：采用热压一次成型工艺，设备是四柱压机，采用自动加热的正压模具，压力设定在500～700kg/cm²，热压时间7～9分钟，热压温度150～170℃；

(4)热处理工序：热处理设备采用热处理箱，处理所需时间为10±0.05小时，热处理的温度10～240℃；

(5)磨削工序：磨削设备采用圆盘磨，磨削要求是设备转速20～30转/分钟，制品的平行度0～0.02mm；

(6)喷涂工序：采用静电喷涂工艺，静电喷涂的工艺要求是设备的转速380～400转/分钟，温度165～175℃。

6、根据权利要求5所述的环保型陶瓷刹车片的制造工艺，其特征在于，还包括以下步骤：

(7)附件安装工序：附件安装的主要设备是铆接机，工艺要求是调整铆接头的压力0.2～0.3Mpa，铆接时间3～5秒。

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