CN101555920A

CN101555920A - 高性能汽车陶瓷刹车片

Info

Publication number: CN101555920A
Application number: CNA2009100606754A
Authority: CN
Inventors: 张泽伟; 张泽元; 张自立; 傅光明
Original assignee: RUIYANG AUTOMOTIVE MATERIALS (XIANTAO) CO Ltd
Current assignee: RUIYANG AUTOMOTIVE MATERIALS (XIANTAO) CO Ltd
Priority date: 2009-01-25
Filing date: 2009-01-25
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2029-01-25
Also published as: CN101555920B

Abstract

一种高性能汽车陶瓷刹车片，由下列组分按重量百分比制成：陶瓷纤维7－11％、喷胶硅酸铝纤维7－9％、聚丙烯腈纤维5－8％、芳纶纤维2－3％、紫铜纤维7－9％、针状硅灰石纤维7－10％、重晶石7－12％、铬铁矿7－9％、丁腈橡胶1－2％、石墨粒7－11％、氧化锌0.2－0.5％、煅烧石油焦炭5－8.5％、膨胀石墨1－3％、硼酚醛树脂6－10％、磁铁矿3－5％、重质氧化镁1－1.5％、偶联剂改性漂珠0.3－0.5％、氮化硼3－5％、氧化铝0.3－0.5％。本发明在使用过程中，可以形成优异的摩擦层和转移膜，这样具有很好的润滑作用，不伤对偶盘，因此大大提高了摩擦材料的使用寿命。

Description

高性能汽车陶瓷刹车片

技术领域

本发明涉及一种刹车片，尤其是涉及一种高性能汽车陶瓷刹车片。

背景技术

半金属或少金属刹车片是我国主要推广应用的无石棉摩擦材料之一。但半金属刹车片在潮气作用下锈蚀严重，刹车时噪音较高，振动较大，对制动盘存在一定损伤。并且多数半金属或少金属刹车片在使用过程中容易产生的灰尘，这些灰尘吸附于轮毂之上，由于难以清洗，受其长期影响，易造成轮毂腐蚀。虽然陶瓷刹车片具有使用寿命长、无锈蚀、摩擦系数高、噪音低等优点。但目前国外公司将陶瓷刹车片的配方视为商业机密，而国内已公开的陶瓷刹车片的配方设计还不够完善，对摩擦材料研究一般也只限于摩擦材料密度、硬度和强度等理化性能，很多这些材料共同形成的结构的真正作用还没有很好的掌握，因此现有陶瓷刹车片性能不够稳定，很多刹车片在高温时，其摩擦系数易衰退、容易出现抱死或拖磨现象。甚至出现摩擦材料膨胀，摩擦表面裂纹等严重质量问题。

发明内容

本发明主要是解决现有汽车刹车片容易锈蚀，刹车时噪音较高；高温摩擦性能不稳定，容易出现抱死或拖磨现象；摩擦表面出现裂纹等技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：该陶瓷刹车片主要由下列组分按重量百分比制成：

陶瓷纤维7-11％、喷胶硅酸铝纤维7-9％、聚丙烯腈纤维5-8％、芳纶纤维2-3％、紫铜纤维7-9％、针状硅灰石纤维7-10％、重晶石7-12％、铬铁矿7-9％、丁腈橡胶1-2％、石墨粒7-11％、氧化锌0.2-0.5％、煅烧石油焦碳5-8.5％、膨胀石墨1-3％、硼酚醛树脂6-10％、磁铁矿3-5％、重质氧化镁1-1.5％、偶联剂改性漂珠0.3-0.5％、氮化硼3-5％、氧化铝0.3-0.5％。

在本发明中，陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点。

喷胶硅酸铝纤维能很好的吸收摩擦材料因制动而发出的噪音：具有良好的耐高温性能，极低的导热系数，它附于摩擦材料表面能有效的降低摸材料中其他低温材料的热衰退性和膨胀性，提高了摩擦材料在制造和使用过程中的稳定性：

芳纶纤维具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能。聚丙烯腈纤维具有高抗拉强度，耐高温，吸附性强，化学性质稳定等特点，加入摩擦材料中，可以大大减少昂贵的芳纶纤维的用量。

紫铜纤维具有吸热快，散发热量快，耐高温等优点。而且它表面形成多种形状的锯齿，当与其他材料混合时，其均匀程度及粘接力要比铜棉，铜丝，铜粉更强。

膨胀石墨能很好的起到散热的作用，即使频繁的刹车也不会出现刹车片高温失效的现象。

漂珠可以调整摩擦性能，增加气孔率，降低密度，减轻制动噪音与震动。

为了提高漂珠与树脂的亲和性，本发明采用漂珠重量1.2-1.5％的钛酸酯偶联剂对漂珠进行改性。其改性方法为：漂珠在高速搅拌下，以雾状喷入经稀释剂(200#溶剂油)稀释后的偶联剂(稀释剂与偶联剂的重量比为1∶1)，然后继续搅拌10--15分钟后，再经过减压、加热脱去溶剂得到偶联剂改性漂珠。

针状硅灰石纤维拥有较高的长径比(长径比＞12)，具有较高的韧性和耐磨性，在刹车片中起加固，抗冲击，防止摩擦表面产生裂纹等作用。

鳞片石墨结晶完整，片薄且韧性好；物理化学性能优异，具有良好的耐温性，自润滑性，传导性，抗热震性，耐腐蚀性等性能。石墨颗粒、丁腈橡胶粉能减小摩擦材料的热衰退，稳定摩擦材料的摩擦系数，既起到减磨的作用，又可以有效的保护对偶盘。摩擦材料中加入活性氧化锌后，能使丁腈橡胶具有良好的耐磨性，耐撕裂性和弹性。

磁铁矿、氧化铝作为摩阻材料，加入摩擦材料中可调整刹车片的摩擦系数。氮化硼具有良好的润滑性、耐热性和导热性，其热导率与不锈钢相当；并且抗热震性好，热膨胀系数小，化学稳定性高，可以保持摩擦材料的摩擦稳定性，提高摩擦材料的抗烧性能。

发明人在配方的研究过程中，为了获得综合性能优异、稳定的配方体系，经过大量的实验，对多种成分进行合理的搭配，确保各材料的优点在摩擦材料中得到充分的发挥。如多种新纤维材料的复合，不仅能相互弥补其各自性能的不足，还会因相互牵扯作用而产生高性能。本发明在使用过程中，可以形成优异的摩擦层和转移膜，这样具有很好的润滑作用，不伤对偶盘，因此大大提高了摩擦材料的使用寿命，相对于现有的陶瓷配方的刹车片来说，本发发明高温时的机械及制动性能更好，刹车时脚感更为舒适，并且完全附合日益提高的环保要求。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：按质量白分比将陶瓷纤维7％、喷胶硅酸铝纤维7％、聚丙烯腈纤维8％、芳纶纤维2％、紫铜纤维7％、针状硅灰石纤维7％、重晶石粉(500-600目)11％、铬铁矿粉(300-350目)9％、丁腈橡胶粉(100-150目)2％、石墨粒7％、氧化锌0.5％、煅烧石油焦碳8.5％、膨胀石墨3％、硼酚醛树脂10％、磁铁矿粉5％、重质氧化镁1.5％、偶联剂改性漂珠0.5％、氮化硼粉3.5％、氮化硼粉0.5％放入高速分散机内，搅拌成粉末状后取出放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。

实施例2：按质量白分比将陶瓷纤维11％、喷胶硅酸铝纤维9％、聚丙烯腈纤维5％、芳纶纤维3％、紫铜纤维9％、针状硅灰石纤维9％、重晶石粉(500-600目)9.2％、铬铁矿粉(300-350目)7％、丁腈橡胶粉(100-150目)1％、石墨粒11％、氧化锌0.2％、煅烧石油焦碳5％、膨胀石墨1％、硼酚醛树脂8％、磁铁矿粉5％、重质氧化镁1％、偶联剂改性漂珠0.3％、氮化硼粉5％、氮化硼粉0.3％放入高速分散机内，搅拌成粉末状后取出放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。

实施例3：按质量白分比将陶瓷纤维9％、喷胶硅酸铝纤维8％、聚丙烯腈纤维7％、芳纶纤维2.6％、紫铜纤维8％、针状硅灰石纤维10％、重晶石粉(500-600目)12％、铬铁矿粉(300-350目)9％、丁腈橡胶粉(100-150目)1.5％、石墨粒10％、氧化锌0.4％、煅烧石油焦碳7％、膨胀石墨1.5％、硼酚醛树脂6％、磁铁矿粉3％、重质氧化镁1.2％、偶联剂改性漂珠0.4％、氮化硼粉3％、氮化硼粉0.4％放入高速分散机内，搅拌成粉末状后取出放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。

实施例4：按质量白分比将陶瓷纤维10％、喷胶硅酸铝纤维9％、聚丙烯腈纤维8％、芳纶纤维2％、紫铜纤维8.5％、针状硅灰石纤维7％、重晶石粉(500-600目)7％、铬铁矿粉(300-350目)8％、丁腈橡胶粉(100-150目)2％、石墨粒11％、氧化锌0.3％、煅烧石油焦碳6％、膨胀石墨3％、硼酚醛树脂8％、磁铁矿粉4％、重质氧化镁1.4％、偶联剂改性漂珠0.5％、氮化硼粉4％、氮化硼粉0.3％放入高速分散机内，搅拌成粉末状后取出放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。

实施例5：按质量白分比将陶瓷纤维8％、喷胶硅酸铝纤维7.5％、聚丙烯腈纤维6％、芳纶纤维2.8％、紫铜纤维9％、针状硅灰石纤维8％、重晶石粉(500-600目)8％、铬铁矿粉(300-350目)7％、丁腈橡胶粉(100-150目)2％、石墨粒8.4％、氧化锌0.5％、煅烧石油焦碳8.5％、膨胀石墨2％、硼酚醛树脂10％、磁铁矿粉5％、重质氧化镁1.5％、偶联剂改性漂珠0.3％、氮化硼粉5％、氮化硼粉0.5％放入高速分散机内，搅拌成粉末状后取出放入成形模具内压制成形，然后与钢背复合后放入平板硫化机于高温270℃，压力为18MPa的条件下，保持15分钟，然后取出刹车片，除去毛刺即成为成品。

为了验证本发明的效果，按中国GB5763-1998国家标准，将实施例3制备的刹车片与日本某公司生产的陶瓷刹车片分别在定速摩擦实验机上进行试验，其结果如下：

两种刹车片的摩擦磨损性能对比试验结果：

验证结果表明：相比国外同类产品，采用本发明配方制备的陶瓷刹车片，具有更好的摩擦磨损性能和抗高温热衰退性能。

将本发明陶瓷刹车片装在日产天籁车上，经过一个月的频繁使用表明：其摩擦平稳，制动效果好，同时无噪音，脚感舒适。

Claims

1.一种高性能汽车陶瓷刹车片，其特征是它主要由下列组分按重量百分比组成：陶瓷纤维7-11％、喷胶硅酸铝纤维7-9％、聚丙烯腈纤维5-8％、芳纶纤维2-3％、紫铜纤维7-9％、针状硅灰石纤维7-10％、重晶石7-12％、铬铁矿7-9％、丁腈橡胶1-2％、石墨粒7-11％、氧化锌0.2-0.5％、煅烧石油焦碳5-8.5％、膨胀石墨1-3％、硼酚醛树脂6-10％、磁铁矿3-5％、重质氧化镁1-1.5％、偶联剂改性漂珠0.3-0.5％、氮化硼3-5％、氧化铝0.3-0.5％。