CN102180618A - 用于制备nao刹车片的摩擦材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制备NAO刹车片的摩擦材料，由以下重量份的材料按常规刹车片压制方法制备而成：陶瓷纤维5-15%，矿物纤维5-15%，树脂5-10%，辉铜矿粉5-10%，石墨10-20%，硫酸钡10-20%，生物钙化物颗粒3-15%，焦碳3-10%，减磨剂10-20%，性能调节剂5-10%，填料10-20%。本发明摩擦材料选用天然生物钙化物颗粒作为填料，与其它原料一起按常规刹车片压制方法制备而成的刹车片，按GB5763-2008标准在定速试验机上按4类测试，摩擦系数平稳，在升温阶段，摩擦系数在0.35-0.40，降温阶段摩擦系数在0.33-0.44，磨损率小，稳定在0.11-0.25*10－ 7/N.m之间，最大值出现在200℃时，仅有0.45*10－ 7/N.m，完全达到国家标准。经过在桑塔纳，索纳塔和捷达的出租车上大量使用，制动平稳，制动噪音小，摩擦材料寿命达到35000公里以上。

Description

用于制备NAO刹车片的摩擦材料
技术领域
本发明涉及汽车刹车片，特别是一种用于制备NAO刹车片的摩擦材料。
背景技术
汽车上的最重要的安全系统就是制动系统，所有的制动部件都是安全件。刹车片是整个制动系统中重要的环节之一，它会直接影响到整个制动系统的可靠性。
刹车片与刹车盘相互摩擦形成了摩擦对偶，产生制动力矩，并将汽车的动能转化成热能，制动时刹车片和刹车盘的温度会上升300-400℃。制动刹车片和刹车盘是车辆中承受压力最大的元件，它们易受到高温，机械和化学的极度重负。此外，刹车片长时间都暴露于外界环境的影响之下，比如潮湿、盐花、灰尘和污渍等，这些都会对其性能和寿命产生影响。
刹车片动态摩擦系数决定了制动力的大小，而且摩擦系数也对制动平衡及制动中车辆操作的稳定性起决定作用。摩擦系数的降低会引起制动性能相当大的变化，也许会导致制动距离大幅增加，造成人身安全的威胁。因此刹车片的摩擦系数必须保证在所有行驶条件(速度，温度，湿度，压力)下和整个使用寿命内的稳定。好的刹车片，摩擦系数必须足够高，而且在各种行驶条件下能保持稳定。
刹车片一般由钢背、粘接隔热层和摩擦层构成，其中隔热层是由热的不良传导材料及增强材料组成，摩擦层是由增强材料、粘合剂、摩擦性能调节剂及填料组成。有时还需要加上减震垫片、刷胶、开槽、磨斜角等工艺处理，目的是为了增加刹车系统的效能。
目前市场上存在的刹车片摩擦材料普遍采用的填料为粉状碳酸钙，是从矿山中采矿后粉碎而成，直径约为0.04-0.05mm。粉状碳酸钙颗粒很小，在摩擦材料中作为无机填料填充于摩擦材料中组分之间的间隙，使得摩擦材料成品气孔率降低，易导致刹车片在使用过程中产生制动噪音。
另外，市场上普遍采用的摩擦材料颗粒为黑颜色：由于汽车轮毂的颜色为银色，黑色颗粒及原材料的应用在制动后产生黑色粉状物会对轮毂造成颜色污染，导致轮毂外观很脏，视觉效果很差。
目前全球范围内使用的摩擦材料配方体系大致分为半金属配方，低金属配方和NAO配方(NAO：Non-asbestos Organic，无石棉有机配方)，目前国际研究发展及应用趋势是越来越多的摩擦材料应用NAO配方。本发明所用的生物钙化物颗粒使用于NAO配方中。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷与不足，提供一种用于制备NAO刹车片的摩擦材料，具有良好的抗高温热衰退性，在刹车片的制动过程中可以有效吸收制动噪音，减少噪音污染。
用于制备NAO刹车片的摩擦材料，其特征在于，由以下重量份的材料按常规刹车片压制方法制备而成：陶瓷纤维5-15％，矿物纤维5-15％，树脂5-10％，辉铜矿粉5-10％，石墨10-20％，硫酸钡10-20％，生物钙化物颗粒3-15％，焦碳3-10％，减磨剂10-20％，性能调节剂5-10％，填料10-20％。
进一步地，所述生物钙化物颗粒为各种螺旋形贝壳、瓣状壳、板状壳经粉碎而成的颗粒，颗粒直径为0.5-2mm。
所述生物钙化物颗粒的主要成分为95％的碳酸钙和少量的壳质素。
所述减磨剂用于在摩擦界面形成摩擦润滑膜，能减少刹车片的磨损，提高摩擦材料的使用寿命。本发明减磨剂优选为金属硫化物，特别是硫化锌、硫化铜、硫化钼、硫化锑中的一种或几种。
所述性能调节剂用于调节摩擦性能，提高摩擦材料在低温阶段和高温阶段的摩擦系数，可以是各种常规的用于制备刹车片的增摩剂。本发明的性能调节剂优选为氧化锌、氧化镁、氧化铝、磁铁矿粉、硫铁矿粉、铬铁矿粉、沸石粉、蛭石中的一种或几种。
所述填料优选为高岭土、硅灰石、重晶石粉、云母粉、冰晶石粉、长石粉中的一种或几种。
本发明的生物钙化物颗粒，市场上随处可买，包括各种螺旋形贝壳，瓣状壳，板状壳等粉碎而成的颗粒，其主要成分为95％的碳酸钙和少量的壳质素，粉碎后的颗粒直径为0.5-2mm。由于生物钙化物存在一定的气孔率，具有透气性，加入摩擦材料后可以增加材料的气孔率，在刹车片的制动过程中可以有效吸收制动噪音，减少噪音污染。
本发明摩擦材料选用天然生物钙化物颗粒作为填料，与其它原料一起按常规刹车片压制方法制备而成的刹车片，按GB5763-2008标准在定速试验机上按4类测试，摩擦系数平稳，在升温阶段，摩擦系数在0.35-0.40，降温阶段摩擦系数在0.33-0.44，磨损率小，稳定在0.11-0.25*10-7/N.m之间，最大值出现在200℃时，仅有0.45*10-7/N.m，完全达到国家标准。经过在桑塔纳，索纳塔和捷达的出租车上大量使用，制动平稳，摩擦材料寿命达到35000公里以上。
常规刹车片压制方法没有特别限制，只要将增强材料、粘合剂、摩擦性能调节剂、填料混合均匀即可，混合、压制以及热处理的条件和设备为本领域技术人员所公知。例如：压制温度：160℃；压力：400MPa；时间：1min/mm的条件下一次性压制成型。热处理工艺：170℃保温2h，190℃保温3h。
生物钙化物颗粒的加入在达到相同的摩擦材料间粘接强度的同时，还可以减少粘接剂(酚醛树脂)的加入量1-2％。酚醛树脂为化工用品，它的用量减少可以降低化工产品树脂原材料笨酚和甲醛的用量，降低化工产品生产过程中产生的污染，达到节能减排，减少环境污染的效果。
本发明的摩擦材料经压制、热处理、磨削成成品后具有独特的外观，生物钙化物颗粒在摩擦表面均匀无机分布，呈白色或灰白色、银色。使用接近银色的白色、灰白色或银色生物钙化物颗粒，刹车片在制动后产生的粉状物为白色到银色状，与轮毂颜色接近，不会对轮毂外观产生明显的颜色污染，视觉效果很好。
具体实施方式
实施例1：
陶瓷纤维5％，矿物纤维15％，树脂10％，辉铜矿粉6％，石墨10％，硫酸钡18％，生物钙化物颗粒5％，焦碳5％，减磨剂10％，性能调节剂5％，填料11％，总量100％。
将上述材料按照常规压制方法制成刹车片，按GB5763-2008标准在定速试验机上按4类测试，结果如表1所示。
表1：
Figure BDA0000046951600000041
从表1的数据可以看出，本发明实施例1得到的摩擦材料的摩擦系数变化很小。在升温阶段，摩擦系数在0.35-0.40，降温阶段摩擦系数在0.33-0.44，磨损率小，稳定在0.11-0.25*10-7/N.m之间，最大值出现在200℃时，仅有0.45*10-7/N.m，完全达到国家标准。经过在桑塔纳，索纳塔和捷达的出租车上大量使用，制动平稳，制动噪音小，摩擦材料寿命达到35000公里以上。
实施例2：
陶瓷纤维12％，矿物纤维6％，树脂8％，辉铜矿粉10％，石墨15％，硫酸钡10％，生物钙化物颗粒10％，焦碳4％，减磨剂10％，性能调节剂5％，填料10％，总量100％。
将上述材料按照常规压制方法制成刹车片，按GB5763-2008标准在定速试验机上按4类测试，结果表2所示。
表2：
Figure BDA0000046951600000051
从表2的数据可以看出，本发明实施例2得到的摩擦材料，在升温阶段，摩擦系数在0.36-0.40，降温阶段摩擦系数在0.32-0.42，磨损率小，完全达到国家标准。经过在桑塔纳，索纳塔和捷达的出租车上大量使用，制动平稳，制动噪音小，摩擦材料寿命达到35000公里以上。
实施例3：
陶瓷纤维8％，矿物纤维7％，树脂6％，辉铜矿粉8％，石墨12％，硫酸钡10％，生物钙化物颗粒15％，焦碳3％，减磨剂13％，性能调节剂8％，填料10％，总量100％。
将上述材料按照常规压制方法制成刹车片，按GB5763-2008标准在定速试验机上按4类测试，结果表3所示。
表3：
Figure BDA0000046951600000061
从表3的数据可以看出，本发明实施例3得到的摩擦材料，在升温阶段，摩擦系数在0.35-0.41，降温阶段摩擦系数在0.33-0.45，磨损率小，完全达到国家标准。经过在桑塔纳，索纳塔和捷达的出租车上大量使用，制动平稳，制动噪音小，摩擦材料寿命达到35000公里以上。

Claims (7)

1.用于制备NAO刹车片的摩擦材料，其特征在于，由以下重量份的材料按常规刹车片压制方法制备而成：陶瓷纤维5-15%，矿物纤维5-15%，树脂5-10%，辉铜矿粉5-10%，石墨10-20%，硫酸钡10-20%，生物钙化物颗粒3-15%，焦碳3-10%，减磨剂10-20%，性能调节剂5-10%，填料10-20%。
2.如权利要求1所述的摩擦材料，其特征在于，所述生物钙化物颗粒为各种螺旋形贝壳、瓣状壳、板状壳经粉碎而成的颗粒，颗粒直径为0.5-2mm。
3.如权利要求2所述的摩擦材料，其特征在于，所述生物钙化物颗粒的主要成分为95%的碳酸钙和少量的壳质素。
4.如权利要求2所述的摩擦材料，其特征在于，所述减磨剂为金属硫化物。
5.如权利要求4所述的摩擦材料，其特征在于，所述金属硫化物为硫化锌、硫化铜、硫化钼、硫化锑中的一种或几种。
6.如权利要求2所述的摩擦材料，其特征在于，所述性能调节剂为氧化锌、氧化镁、氧化铝、磁铁矿粉、硫铁矿粉、铬铁矿粉、沸石粉、蛭石中的一种或几种。
7.如权利要求2所述的摩擦材料，其特征在于，所述填料为高岭土、硅灰石、重晶石粉、云母粉、冰晶石粉、长石粉中的一种或几种。
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