CN102249720B - 一种清洁型陶瓷制动材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洁型陶瓷制动材料，以及这种制动材料的制造方法。按重量百分比计，总量为100份，其组分和含量如下：酚醛类树脂3-6％，硅炔类树脂5-10％，紫铜、黄铜粉15-30％，无机粘结剂4-10％，六方氮化硼7-12％，增强纤维15-25％，余量为填料。通过本发明技术方案制备的清洁型陶瓷制动材料，耐高温性能优良，可在800℃温度下长期使用，摩擦性能极为稳定，并且耐磨性好，尤其在使用中几乎不产生黑色粉尘，可保持汽车轮毂清洁，且制动舒适平稳，无振颤、无制动噪音。

Description

一种清洁型陶瓷制动材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种汽车制动材料，具体为一种清洁型陶瓷制动材料，以及这种制动材料的制造方法。 

背景技术

目前汽车制动片多为有机基半金属、少金属、无金属摩擦材料，以及少量的陶瓷摩擦材料(包括金属陶瓷、非金属陶瓷)，有机基摩擦材料由基体材料(有机粘结剂)、增强纤维、填充料(含摩擦性能调节剂)三大部分组成。基体材料为酚醛树脂，改性酚醛树脂，橡胶或它们的混合物。有机型制动材料具有成本较低，制造工艺简单，噪音较低，不易损伤对偶等优点，但由于其有机物含量较高(15-25％)，因此在高温下，有机型制动材料存在着由于摩擦系数衰减增大而导致制动效果差及制动材料磨损急剧加大等缺点。 

陶瓷型制动片是近几年发展的最新型制动材料，陶瓷制动片一般可分为金属陶瓷、非金属陶瓷、有机陶瓷(指可陶瓷化树脂为基体)几大类。以金属铁、铜等为基体材料加入增摩成分以提高摩擦系数，并加入润滑组分以延缓磨损，经高温(900-1300℃)烧结而成，称之为金属陶瓷摩擦材料。或以无机硅酸盐，金属氧化物等基体材料，添 加功能组分材料，经高温(1400-1800℃)烧结而成，称之为非金属陶瓷摩擦材料。此类摩擦材料由于不含有机成分(或很少)，其高温摩擦系数稳定，衰退小，使用寿命很长，可以在恶劣情况下使用，但其生产工艺复杂，制造成本高，制动效果虽好，但噪音大，对偶磨损大，汽车行业基本不用此类制动片，目前仅用于某些有特殊要求的行业，如飞机、坦克、重型机械的制动。 

现汽车制动材料正朝有机物陶瓷(以可陶瓷化树脂为基体)类迅速发展，此类制动材料兼备了有机基材料及金属、非金属陶瓷的优点，又改善了其各自缺点，近年来对陶瓷制动片除了性能的严苛要求外，又要求其磨屑要少，且颜色要淡，不能为黑色粉末，且不易粘附于汽车轮毂上，以便保持轮毂清洁光亮，这就是清洁型陶瓷制动片。 

发明内容

本发明的目的是为了提供一种清洁型陶瓷制动材料，以解决现有技术的上述诸多问题。 

本发明的另一个目的是提供这种制动材料的制造方法。 

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。 

一种清洁型陶瓷制动材料，按重量百分比计，总量为100份，其组分和含量如下： 

酚醛类树脂        3-6 

硅炔类树脂        5-10 

紫铜、黄铜粉      15-30 

无机粘结剂        4-10 

六方氮化硼        7-12 

增强纤维          15-25 

余量为填料。 

所述的酚醛类树脂为线性酚醛树脂，含8％的六次甲基四胺，200目98％通过。 

所述的硅炔类树脂为粉末状固体，分子量200-400，称之为可陶瓷化树脂，于400-800℃下可形成陶瓷结构。 

所述的无机粘结剂为金属硫化物或冰晶石(六氟铝酸钠)中的一种。所述的金属硫化物选自硫化锑、硫化铜。 

所述的增强纤维为芳纶纤维、碳纤维、钛酸钾晶须、陶瓷纤维、紫铜纤维、黄铜纤维和矿物纤维中一种或几种混合。 

所述的填料为膨胀蛭石、硫酸钡、摩擦粉、氧化铝、氧化镁、氧化锌、焦碳和石墨中的一种或几种混合。 

上述清洁型陶瓷制动材料的制备方法，具体步骤为： 

1)按照上述各组分含量称取，混合均匀，于170-200℃压制成型； 

2)经后处理，加工至规定尺寸，将制动材料摩擦表面于600-700℃下进行表面烧蚀，获得产物。 

通过本发明技术方案制备的清洁型陶瓷制动材料，从制动材料的工作原理出发，充分考虑了制动材料中有机物在制动高温下碳化及制动材料配方中石墨、焦碳等黑色物质，会造成制动材料磨屑又黑又脏 的问题，充分考虑了制动过程中温度、速度对摩擦性能的影响，制动材料中形成的多种陶瓷结构，会极大地提高制动材料的摩擦性能。使得该制动材料耐高温性能优良，可在800℃温度下长期使用，摩擦性能极为稳定，并且耐磨性好，尤其在使用中几乎不产生黑色粉尘，可保持汽车轮毂清洁，且制动舒适平稳，无振颤、无制动噪音。 

附图说明

图1摩擦系数衰退实验曲线(其中，V＝100Km/h，P＝6MPa，30s)； 

图2速度与摩擦系数关系图(其中，P＝6MPa，Ta＝60℃)； 

图中，■-对比例，●-实施例1，点划线……为■的制动温度，虚线----为●的制动温度。 

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。 

除硅炔树脂外，其余原材料均为市售品。 

按照下表述各组分含量称取，混合均匀，于170-200℃压制成型；经后处理，加工至规定尺寸，将制动材料摩擦表面于600-700℃下进行表面烧蚀，获得产物。 

表1为对比例和实施例1-4：(按重量百分比％) 

对比例和实施例1-4，五种制动材料的压制温度为180℃±5℃，压制压力为250±10kgf/cm，五种制动材料后处理温度最高为220℃，均在680℃下表面烧蚀100秒后进行性能测试，测试设备为JF132惯性试验台。测试结果见图1和图2。 

相对于对比例，本发明实施例1-4所得的产品磨屑颜色很淡，量很少。本发明实施例1-4之摩擦系数衰退实验曲线、速度于摩擦系数关系图基本相近。 

由图1可知，本发明实施例1的摩擦系数随着温度升高(最高至900-1000℃)，几乎不发生变化，制动效果保持稳定且摩擦系数较高(0.40-0.45)，说明其可以在更高温度下使用，制动距离较短，而对比例之衰退实验曲线表明对比例材料，其摩擦系数随温度升高至约500℃，已经有明显下降，制动效果已变差，且其摩擦系数较低(500℃时仅为0.25)，制动距离较长。 

由图2可知，本发明实例1的摩擦系数随制动初速度升高，未有明显变化，几乎保持不变，说明其速度稳定性优异，保证了高速制动安全，而对比例，其摩擦系数随制动初速度升高，有非常明显下降，说明其速度稳定性差，高速制动时，制动距离明显会延长，对保证安全带来不利。 

Claims (8)

1.一种清洁型陶瓷制动材料，其特征在于：按重量百分比计，其组分和含量如下： 

余量为填料。 

2.根据权利要求1所述的一种清洁型陶瓷制动材料，其特征在于：所述的酚醛类树脂为线性酚醛树脂，含8%的六次甲基四胺，200目98%通过。 

3.根据权利要求1所述的一种清洁型陶瓷制动材料，其特征在于：所述的硅炔类树脂为可陶瓷化树脂粉末状固体，分子量200—400，称之为可陶瓷化树脂，于400—800℃下可形成陶瓷结构。 

4.根据权利要求1所述的一种清洁型陶瓷制动材料，其特征在于：所述的无机粘结剂为金属硫化物或冰晶石中的一种。 

5.根据权利要求4所述的一种清洁型陶瓷制动材料，其特征在于：所述的无机粘结剂为硫化锑或硫化铜。 

6.根据权利要求1所述的一种清洁型陶瓷制动材料，其特征在 于：所述的增强纤维为芳纶纤维、碳纤维、钛酸钾晶须、陶瓷纤维、紫铜纤维、黄铜纤维和矿物纤维中一种或几种混合。 

7.根据权利要求1所述的一种清洁型陶瓷制动材料，其特征在于：所述的填料为膨胀蛭石、硫酸钡、摩擦粉、氧化铝、氧化镁、氧化锌、焦炭和石墨中的一种或几种混合。 

8.一种制备权利要求1所述清洁型陶瓷制动材料的方法，其特征在于：具体步骤为： 

1）按照权利要求1的组分和含量称取原料，混合均匀，于170—200℃压制成型； 

2）经后处理，加工至规定尺寸，将制动材料摩擦表面于600—700℃下进行表面烧蚀，获得产物。 

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