CN102632233B - 一种高性能陶瓷摩擦片及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于摩擦片技术领域，涉及一种高性能陶瓷摩擦片及其生产工艺，高性能陶瓷摩擦片是由下列重量份数的物质组成：铜：60～68份；铁：10～15；锡：2～5份；二氧化硅：5～10份；二硫化钼：3～8份；铝酸钙：5～10份；石墨：5～13份；煤油：0.5～1.5，摩擦片的生产工艺包括混料、压制成型、烧结、在干式工作环境下检验工艺步骤，有益的技术效果是：本发明的摩擦性能好，抗压强度好，磨损率底，在使用过程中，生产的气体及粉末少，对环境的污染低，制动平稳、柔和、安全、可靠。
Description
技术领域
本发明属于摩擦片技术领域，特指一种高性能陶瓷摩擦片及其生产工艺。
背景技术
摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动动能的部件材料。任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力，制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。所以说摩擦材料是一种应用广泛又至关重要的材料。
特别是近年来，随着汽车工业的飞速发展，人们对制动性能的要求越来越高，开始研发陶瓷型摩擦材料，现有陶瓷型摩擦材料主要以无机纤维和几种有机纤维混杂组成，无石棉，无金属。其特点：一是无石棉符合环保要求；二是无金属和多孔性材料的使用可降低制品密度，有利于减少损伤制动盘(鼓)和产生制动噪音的程度；三是摩擦材料不生锈，不腐蚀，不粘附对偶；四是磨耗低，轮毂上的落灰少。
现有非陶瓷基摩擦材料存在下列缺点：一是摩擦性能不稳定；二是使用寿命短；三是噪音较大；四是容易划伤摩擦对偶，产生事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种高性能陶瓷摩擦片及其生产工艺。
本发明的目的是这样实现的：
一种高性能陶瓷摩擦片，由下列重量份数的物质组成：铜：60～68份；铁：10～15；锡：2～5份；二氧化硅：5～10份；二硫化钼：3～8份；铝酸钙：5～10份；石墨：5～13份；煤油：0.5～1.5。
上述物质的粒度或形态为：铜：≤200目；铁： 150目～200目；锡：≤200目；二氧化硅：≤100目；二硫化钼：胶体粉剂；铝酸钙：≤100目；石墨：≤100目；煤油：液体。
一种高性能陶瓷摩擦片的生产工艺，按下列步骤制备而成：
（1）混料：
1）称取规定重量份数的石墨、二硫化钼分别装入料盘，先放入烘干箱内烘干，每次装料厚度不超过30mm，烘干温度为100度，保温不小于3小时，再在箱内或箱外冷却至室温，放置干燥器内保存24～48小时；
2）称取规定重量份数的铁、铜和二硫化钼放入混料器内，均匀混合，然后倒入混料筒内，混合半小时；
3）将上述步骤2）中取得的混合料倒入混料器内，再加入剩余规定重量份数的原材料均匀混合，最后加入规定重量份数的煤油均匀搅拌，混料时间为24小时；
4）从盛料筒的上、中、下层各取8～15g检验混料的均匀度，若不符合混料要求，则重新混料一次，并储存；
（2）压制成型
将步骤（1）之4）中储存的混料在模具中压制成毛坯：压制压力：200～300MPa；压制密度：3.5～4.5/cm3；毛坯存放期：≤20天；
（3）烧结：
将步骤（2）压制成型的毛坯放入烧结炉内进行烧结，其中：
1）在4小时时间内，炉内温度由始温～620℃范围内，炉内压力控制在0.5kg
2）在4～5小时时间内，炉温升至620℃～720℃范围内，炉内压力控制在0.8kg；
3）在5～6小时时间内，炉温升至720℃～820℃范围内，炉内压力控制在1.3kg；
4）在6～8小时时间内，炉温升至820℃～900℃±30范围内，炉内压力控制在2.6kg；
5）炉温升至900℃±30范围内，炉内压力控制在2.6kg，烧结时间3小时；
6）水冷降温：炉温降至（900℃±30）～820℃范围内，炉内压力控制在2.6kg；
7）取件，炉温≤100℃；
（4）检验，在干式工作环境下检验：
1）在负荷60kg、钢球直径1.588mm的洛氏硬度计上检验测定：硬度HRF45～75，试环对偶材料为30CrSiMoVA；
2）密度：4～6.5；
3）抗压强度：700～720kg/mm2；
4）转速达7000 rpm时的平均摩擦系数为：≥0.20；
5）刹车比压：P=0.6Mpa；
6）转动惯量：0.0018kg m2 ；
7）在MM1000摩擦试验机上，单位压力：15kg/cm2；
上述的步骤（1）中制得的混料的储存期不超过15天。
上述的步骤（3）烧结后经步骤（4）检验不合格的产品返炉再次进行烧结，总炉烧烧结次数不超过三次。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
1、本发明的摩擦性能好，摩擦系数适中，性能稳定，在不同的使用环境、速度、压力及湿度变化时，其摩擦系数适中稳定在一定的范围内，转速达7000 rpm时的平均摩擦系数：≥0.20。
2、本发明的抗压强度好，抗压强度为715kg/mm2。
3、本发明的由于金属材料与陶瓷材料的协同作用，磨损率底。
4、本发明在使用过程中，生产的气体及粉末少，对环境的污染低，制动平稳、柔和、安全、可靠。
具体实施方式
下面结合以具体实施例对本发明作进一步描述：
一种高性能陶瓷摩擦片，由下列重量份数的物质组成：铜：60～68份；铁：10～15；锡：2～5份；二氧化硅：5～10份；二硫化钼：3～8份；铝酸钙：5～10份；石墨：5～13份；煤油：0.5～1.5。
上述物质的粒度或形态为：铜：≤200目；铁： 150目～200目；锡：≤200目；二氧化硅：≤100目；二硫化钼：胶体粉剂；铝酸钙：≤100目；石墨：≤100目；煤油：液体。
一种高性能陶瓷摩擦片的生产工艺，按下列步骤制备而成：
（1）混料：
1）称取规定重量份数的石墨、二硫化钼分别装入料盘，先放入烘干箱内烘干，每次装料厚度不超过30mm，烘干温度为100度，保温不小于3小时，再在箱内或箱外冷却至室温，放置干燥器内保存24～48小时；
2）称取规定重量份数的铁、铜和二硫化钼放入混料器内，均匀混合，然后倒入混料筒内，混合半小时；
3）将上述步骤2）中取得的混合料倒入混料器内，再加入剩余规定重量份数的原材料均匀混合，最后加入规定重量份数的煤油均匀搅拌，混料时间为24小时；
4）从盛料筒的上、中、下层各取8～15g检验混料的均匀度，若不符合混料要求，则重新混料一次，并储存；
（2）压制成型
将步骤（1）之4）中储存的混料在模具中压制成毛坯：压制压力：200～300MPa；压制密度：3.5～4.5/cm3；毛坯存放期：≤20天；
（3）烧结：
将步骤（2）压制成型的毛坯放入烧结炉内进行烧结，其中：
1）在4小时时间内，炉内温度由始温～620℃范围内，炉内压力控制在0.5kg
2）在4～5小时时间内，炉温升至620℃～720℃范围内，炉内压力控制在0.8kg；
3）在5～6小时时间内，炉温升至720℃～820℃范围内，炉内压力控制在1.3kg；
4）在6～8小时时间内，炉温升至820℃～900℃±30范围内，炉内压力控制在2.6kg；
5）炉温升至900℃±30范围内，炉内压力控制在2.6kg，烧结时间3小时；
6）水冷降温：炉温降至（900℃±30）～820℃范围内，炉内压力控制在2.6kg；
7）取件，炉温≤100℃；
（4）检验，在干式工作环境下检验：
1）在负荷60kg、钢球直径1.588mm的洛氏硬度计上检验测定：硬度（Hardness）：HRF45～75，试环对偶材料为30CrSiMoVA；
2）密度（Density）：4～6.5；
3）抗压强度（Compression Strength）：700～720kg/mm2；
4）转速（Rotational Speed）达7000 rpm时的平均摩擦系数（Friction Coefficient）：≥0.20；
5）刹车比压（Braking)：P=0.6Mpa；
6）转动惯量（Moment of Inertia）：0.0018kg m2 ；
7）在MM1000摩擦试验机上，单位压力：15kg/cm2；
上述的步骤（1）中制得的混料的储存期不超过15天。
上述的步骤（3）烧结后不合格的产品返炉再次进行烧结，总炉烧烧结次数不超过三次，所述的烧结不合格的产品为达不到步骤（4）检验指标的产品。
本发明具体实施例中各物质的取值举例如下表：单位：kg
| 例1 | 例2 | 例3 | 例4 | |
| 铜 | 60 | 67 | 65 | 68 |
| 铁 | 10 | 12 | 14 | 15 |
| 锡 | 2 | 5 | 4 | 5 |
| 二氧化硅 | 5 | 10 | 8 | 10 |
| 二硫化钼 | 3 | 8 | 8 | 8 |
| 铝酸钙 | 5 | 8 | 8 | 10 |
| 石墨 | 5 | 12 | 8 | 13 |
| 煤油 | 0.5 | 1 | 1.2 | 1.5 |
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高性能陶瓷摩擦片的生产工艺，其特征在于：
所述陶瓷摩擦片由下列重量份数的物质组成：铜：60～68份；铁：10～15；锡：2～5份；二氧化硅：5～10份；二硫化钼：3～8份；铝酸钙：5～10份；石墨：5～13份；煤油：0.5～1.5；
按下列步骤制备而成：
(1)混料：
1)称取规定重量份数的石墨、二硫化钼分别装入料盘，先放入烘干箱内烘干，每次装料厚度不超过30mm，烘干温度为100度，保温不小于3小时，再在箱内或箱外冷却至室温，放置干燥器内保存24～48小时；
2)称取规定重量份数的铁、铜和二硫化钼放入混料器内，均匀混合，然后倒入混料筒内，混合半小时；
3)将上述步骤2)中取得的混合料倒入混料器内，再加入剩余规定重量份数的原材料均匀混合，最后加入规定重量份数的煤油均匀搅拌，混料时间为24小时；
4)从盛料筒的上、中、下层各取8～15g检验混料的均匀度，若不符合混料要求，则重新混料一次，并储存；
(2)压制成型
将步骤(1)之4)中储存的混料在模具中压制成毛坯：压制压力：200～300MPa；压制密度：3.5～4.5/cm3；毛坯存放期：≤20天；
(3)烧结：
将步骤(2)压制成型的毛坯放入烧结炉内进行烧结，其中：
1)在4小时时间内，炉内温度由始温～620℃范围内，炉内压力控制在0.5kg
2)在4～5小时时间内，炉温升至620℃～720℃范围内，炉内压力控制在0.8kg；
3)在5～6小时时间内，炉温升至720℃～820℃范围内，炉内压力控制在1.3kg；
4)在6～8小时时间内，炉温升至820℃～900℃±30范围内，炉内压力控制在2.6kg；
5)炉温升至900℃±30范围内，炉内压力控制在2.6kg，烧结时间3小时；
6)水冷降温：炉温降至(900℃±30)～820℃范围内，炉内压力控制在2.6kg；
7)取件，炉温≤100℃；
(4)检验，在干式工作环境下检验：
1)在负荷60kg、钢球直径1.588mm的洛氏硬度计上检验测定：硬度HRF45～75，试环对偶材料为30CrSiMoVA；
2)密度：4～6.5；
3)抗压强度：700～720kg/mm2；
4)转速达7000rpm时的平均摩擦系数为：≥0.20；
5)刹车比压：P＝0.6Mpa；
6)转动惯量：0.0018kg m2；
7)在MM1000摩擦试验机上，单位压力：15kg/cm2。
2.根据权利要求1所述的一种高性能陶瓷摩擦片的生产工艺，其特征在于： 所述的步骤(1)中制得的混料的储存期不超过15天。
3.根据权利要求1所述的一种高性能陶瓷摩擦片的生产工艺，其特征在于：所述的步骤(3)烧结后经步骤(4)检验不合格的产品返炉再次进行烧结，总炉烧烧结次数不超过三次。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 317100 No. 9, Kantou Road, Zhuao Town, Sanmen County, Taizhou City, Zhejiang Province Patentee after: ZHEJIANG TAIJI FRICTION MATERIAL CO.,LTD. Address before: 8 Kantou Road, Zhuao Town, Sanmen County, Taizhou City, Zhejiang Province 317100 Patentee before: Sanmen Taiji Friction Materials Co.,Ltd. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A high-performance ceramic friction plate and its production process Effective date of registration: 20231012 Granted publication date: 20140625 Pledgee: Zhejiang Sanmen Yinzuo Village Bank Co.,Ltd. Pledgor: ZHEJIANG TAIJI FRICTION MATERIAL CO.,LTD. Registration number: Y2023330002298 |