CN102285776A - 轻型乘用车鼓式制动器用的复合型摩擦材料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摩擦材料，特别涉及一种轻型乘用车鼓式制动器用的复合型摩擦材料的制备工艺。含有酚醛树脂12～18份、有机纤维3～6份、硅酸盐岩棉20～30份、丁腈橡胶2～5份、天然石墨5～10份、CNSL摩擦粉3～8份、非金属无机矿物20～40份。再经过①将原材料投入混合机中进行充分混合处理；②将充分混合后的原材料装入模具内，再在液压机上进行压制，每片热压成型的时间为5～6分/片，固化成型为长条状的摩擦材料胚材；③将摩擦材料胚材进行切割处理；④切割后在烘箱内进行热处理；⑤冷却后进行磨面处理；⑥磨面处理后进行钻孔；本发明具有，摩擦材料强度高，摩擦系数稳定，磨损率低，且刹车柔顺、无噪音，成本低。

Description

轻型乘用车鼓式制动器用的复合型摩擦材料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种摩擦材料，特别涉及一种轻型乘用车鼓式制动器用的复合型摩擦材料的制备工艺。

背景技术

现有技术中的汽车离合器或制动器中必需的摩擦材料为：半金属摩擦材料是上世纪八十年代发展起来的第一代无石棉摩擦材料，它是一种主要以钢棉为主要增强纤维（替代石棉）的摩擦材料。半金属摩擦材料，由于钢棉的存在，主要有易生锈、对摩擦对偶损伤大，多刹车噪音（尤其是潮湿的清晨，即所谓的“早晨病” ）和热传导系数高，可能使制动液因刹车高温而产生气阻等问题。因此，目前国际上半金属摩擦材料的使用已日趋减少，而被新颖的有机型无石棉（NAO型）或陶瓷型摩擦材料所取代。

NAO（Non-Asbestos Organic）型摩擦材料主要是以芳纶、碳纤维等高级有机纤维增强的复合材料，具有强度高、硬度低、磨损率低、刹车柔顺、无噪音的优点，但其高昂的成本限制了它的推广使用。

陶瓷基摩擦材料也是一种最近发展起来的新型材料，以其成本相对较低，部分替代了NAO型摩擦材料。它是一种以陶瓷纤维增强的复合材料，特点是耐高温、摩擦系数稳定，但硬度高、强度较低是其主要缺点。因此，目前陶瓷基摩擦材料主要用于轿车盘式制动器。

中国专利 CN1919798，公开由漂珠、复合纤维、纤维水美石、云母、木纤维、麻纤维、丁腈粉沫树脂、石墨、乌洛托品、重晶石、轻质钙、高岭土、陶土和牙膏级氢氧化铝组成，各组分的质量百分比为：漂珠3－15％、复合纤维1－6％、纤维水美石1－9％、云母1－15％、木纤维5－10％、麻纤维2－3％、丁腈粉沫树脂10－30％、石墨1－15％、乌洛托品0.1－5％、重晶石5－20％、轻质钙1－10％、高岭土1－10％、陶土3－12％、牙膏级氢氧化铝1－10％。此发明专利的刹车片强度不高，摩擦系数不稳定，磨损率高。从公开的组成看此配方属NAO型材料，是一种低成本的NAO摩擦材料，有可取之处。但与本发明的复合型摩擦材料类型不同。该配方中含有纤维水镁石（被认为是石棉的一种），有悖于国际上摩擦材料无石棉化的趋势。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，专利克服了现有技术中存在的不足之处，综合了NAO型摩擦材料和陶瓷型摩擦材料的优点，强度远高于陶瓷基材料，使得它能够用作为鼓式制动衬片，具有接近于NAO型材料的技术性能，而成本则远远低于NAO型材料。

    此摩擦片的制备工艺采用了大片热压再切割法，工艺简单实用，生产效率高，是常规的单片热压成型法的至少2倍，可节约人力和电力资源。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的： 

一种轻型乘用车鼓式制动器用的复合型摩擦材料，由下列重量份的原材料制成：含有酚醛树脂12～18份、有机纤维3～6份、硅酸盐岩棉20～30份、丁腈橡胶2～5份、天然石墨5～10份、CNSL摩擦粉3～8份、非金属无机矿物20～40份。这里所述的酚醛树脂有粘结的作用；有机纤维和硅酸盐岩棉起到增强纤维的作用；丁腈橡胶是一种增韧剂；天然石墨起到润滑剂；CNSL摩擦粉是一种摩擦改进剂；非金属无机矿物是一种填料和增磨剂。

作为优选，所述的有机纤维为芳香族酰胺纤维、丙烯腈预氧化纤维、碳纤维或纤维素纤维其中的一种。

作为优选，所述的非金属无机矿物为重晶石、硅灰石或方解石其中的一种或多种。

作为优选，重量份数比为：还包括增磨剂1～5份，所述的增磨剂是由棕刚玉粉、石英砂粉、铬铁矿粉或锆英石粉其中一种或二种任意比例混合而成。

作为优选，所述的棕刚玉粉、石英砂粉、铬铁矿粉或锆英石粉的目度为320目以上

轻型乘用车鼓式制动器用的复合型摩擦材料的制备工艺，按以下步骤进行： 

①将原材料投入混合机中进行充分混合处理；

②将充分混合后的原材料装入温度为140℃～160℃的模具内，再在液压机上进行压制，液压机的压力值为100 MPa～200 MPa，每片热压成型的时间为5～6分/片，固化成型为长条状的摩擦材料胚材；

③将摩擦材料胚材进行切割处理；

④切割后在烘箱内进行热处理，热处理的温度为165℃～180℃，热处理的时间为8～12小时；

⑤冷却后进行磨面处理；

⑥磨面处理后进行钻孔；

本发明具有，摩擦材料强度高，摩擦系数稳定，磨损率低，且刹车柔顺、无噪音，成本低。

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例对本发明进行详细说明，但这些实施例不得理解为任何意义上对本发明的限制。

实施例1： 

本例所述的摩擦材料由下列重量份的原材料制成：酚醛树脂16.6份，芳香族酰胺纤维（KERVLAR浆粕）4.4份，硅酸盐岩棉25份，丁腈橡胶4.4份，天然石墨7.5份，CNSL摩擦粉6.1份，硅灰石25份，重晶石9份，铬铁矿粉3份。

本实施例1所述的轻型乘用车鼓式制动器用的复合型摩擦材料的制备工艺是：根据上述配方，将原材料配料后，投入混合机混合，然后将混合均匀的混合料装入温度为150±10℃的模具内，在压力为150MPa的液压机上压制5～6分钟，固化成型为长条状的摩擦材料胚材，再切割为用户要求宽度的小片，再在165℃温度的烘箱内热处理8 小时，冷却后经磨片、钻孔等工序成为轿车用鼓式刹车片。

其性能参数为：

密度：1.96 g/Cm3 ；硬度（HRL）：82；

抗压强度：200 MPa；

摩擦系数：100℃0.44；150℃0.42；200℃0.41；250℃0.39；300℃0.38；再100℃0.39； 

磨损率（×10-7Cm3/Nm）：100℃0.11；150℃0.18；200℃0.29；250℃0.33；300℃0.31。

实施例2： 

本例所述的摩擦材料由下列重量份的原材料制成：酚醛树脂16.6份，丙烯腈预氧化纤维4.4份，硅酸盐岩棉25.0份，丁腈橡胶4.4份，天然石墨6.0份，CNSL摩擦粉7.6份，硅灰石24份，重晶石9份，铬铁矿粉3份。

本实施例2所述的轻型乘用车鼓式制动器用的复合型摩擦材料的制备工艺是：根据上述配方，将原材料配料后，投入混合机混合，然后将混合均匀的混合料装入温度为150±10℃的模具内，在压力为150MPa的液压机上压制5～6分钟，固化成型为长条状的摩擦材料胚材，再切割为用户要求宽度的小片，再在170℃温度的烘箱内热处理10小时，冷却后经磨片、钻孔等工序成为轿车用鼓式刹车片。

其性能参数为：

    密度：2.03 g/Cm3 ；硬度（HRL）：88；抗压强度：180 MPa；

    摩擦系数：100℃0.46；150℃0.41；200℃0.40；250℃0.37；300℃0.34；再100℃0.38；

磨损率（×10-7Cm3/Nm）：100℃0.10；150℃0.16；200℃0.17；250℃0.32；300℃0.29。

实施例3： 

本例所述的摩擦材料由下列重量份的原材料制成：酚醛树脂16.6份，丙烯腈碳纤维6.0份，硅酸盐岩棉30.0份，丁腈橡胶4.4份，天然石墨5.0份，CNSL摩擦粉8.0份，硅灰石18份，重晶石9份，铬铁矿粉3份。

本实施例3所述的轻型乘用车鼓式制动器用的复合型摩擦材料的制备工艺是：根据上述配方，将原材料配料后，投入混合机混合，然后将混合均匀的混合料装入温度为150±10℃的模具内，在压力为150MPa的液压机上压制5～6分钟，固化成型为长条状的摩擦材料胚材，再切割为用户要求宽度的小片，再在180℃温度的烘箱内热处理12 小时，冷却后经磨片、钻孔等工序成为轿车用鼓式刹车片。其性能参数为：

    密度：2.08 g/Cm3 ；硬度（HRL）：96；抗压强度：120 MPa；

    摩擦系数：100℃0.42；150℃0.41；200℃0.38；250℃0.36；300℃0.36；再100℃0.38；

磨损率（×10-7Cm3/Nm）：100℃0.09；150℃0.15；200℃0.19；250℃0.31；300℃0.26。

Claims (4)

1.一种轻型乘用车鼓式制动器用的复合型摩擦材料，其特征在于：包括下列重量份的原材料混合而成：

酚醛树脂12～18份、有机纤维3～6份、硅酸盐岩棉20～30份、丁腈橡胶2～5份、天然石墨5～10份、CNSL摩擦粉3～8份、非金属无机矿物20～40份；

所述的有机纤维为芳香族酰胺纤维、丙烯腈预氧化纤维、碳纤维或纤维素纤维其中的一种；

所述的非金属无机矿物为重晶石、硅灰石或方解石其中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的轻型乘用车鼓式制动器用的复合型摩擦材料，其特征在于：还包括增磨剂1～5份，所述的增磨剂是由棕刚玉粉、石英砂粉、铬铁矿粉或锆英石粉其中一种或二种任意比例混合而成。

3.根据权利要求2所述的轻型乘用车鼓式制动器用的复合型摩擦材料，其特征在于：所述的棕刚玉粉、石英砂粉、铬铁矿粉或锆英石粉的目度为320目以上。

4.一种轻型乘用车鼓式制动器用的复合型摩擦材料的制备工艺，其特征在于按以下步骤进行： 

①将原材料投入混合机中进行充分混合处理；

②将充分混合后的原材料装入温度为140℃～160℃的模具内，再在液压机上进行压制，液压机的压力值为100 MPa～200 MPa，每片热压成型的时间为5～6分/片，固化成型为长条状的摩擦材料胚材；

③将摩擦材料胚材进行切割处理；

④切割后在烘箱内进行热处理，热处理的温度为165℃～180℃，热处理的时间为8～12小时；

⑤冷却后进行磨面处理；

⑥磨面处理后进行钻孔。