CN102796492B - 一种汽车制动用摩擦材料的制备方法 - Google Patents

一种汽车制动用摩擦材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车制动用摩擦材料的制备方法,该摩擦材料以重量份计由下列组份组成:酚醛树脂20-24份,六次甲基四胺6-8份,钢纤维1-3份,玻璃纤维4-6份,氧化铝纤维5-7份,硅藻土4-6份,60-80目碳化硅3-4份,80-150目三氧化二铝5-8份,200-320目莫来石2-3份,腰果壳粉5-7份,鳞片石墨12-15份,绢云母3-4份,胶体二硫化钼2-4份,所述的制备方法为:1)按配比承重,分步混料,得混合料;2)将步骤1)的混合料冷压成型,成型压力为约23-27MPa,得坯料;3)将坯料热压成型,所述热压成型的温度为约175-185℃,压力为约26-30MPa,加压速度为约1-2mm/min。

Description

一种汽车制动用摩擦材料的制备方法
技术领域
本发明涉及摩擦材料领域,特别涉及一种汽车制动用摩擦材料的制备方法。
背景技术
摩擦材料是车辆与机械的离合器总成和制动器中的关键安全零件,在传动和制动过程中,主要应满足以下技术要求:1.适宜而稳定的摩擦系数。2.良好的耐磨性。3.具有良好的机械强度和物理性能。4.制动噪音低。5.对偶面磨损较小。
摩擦材料是一种高分子三元复合材料,是物理与化学复合体。它是由高分子粘结剂(树脂与橡胶)、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成,经一系列生产加工而制成的制品。摩擦材料的特点是具有良好的摩擦系数和耐磨损性能,同时具有一定的耐热性和机械强度,能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。
传统的刹车片主要以石棉纤维为增强相,自从发现石棉是一种重要的致癌物质之后,以金属纤维为增强相的半金属摩擦材料得到了快速发展,目前已经广泛应用于各类车辆的制动,但半金属摩擦材料存在易锈蚀的缺点。为提高摩擦性能、避免半金属摩擦材料因金属纤维锈蚀带来的制动性能下降,矿渣纤维、芳纶纤维、陶瓷纤维、碳纤维等逐渐得到应用。但上述性能较好的芳纶纤维、陶瓷纤维、碳纤维等的价格较高,由此导致高性能摩擦材料的生产成本急剧上升。
为在降低摩擦材料生产成本的基础上提高其摩擦磨损性能,摩擦性能调节剂得到了广泛研究,成为改善摩擦材料性能的重要途径之一。摩擦性能调节剂是一类添加到摩擦材料中能改进摩擦系数和磨损率的物质,主要分为润滑剂和研磨剂两大类。润滑剂的主要目的是减小制动时摩擦系数的变化,常用的润滑剂包括石墨和各种类型的金属硫化物;研磨剂主要是金属氧化物、石英粉和硅酸盐化合物的坚硬颗粒,常用的研磨剂主要有氧化铝、碳化硅、二氧化硅、锆氧化物、硅酸锆以及铬氧化物等。Boz M等人在Tribology International(2007,40(7):1161-1169)上的研究发现,在摩擦材料中添加氧化铝可以提高摩擦系数、减小磨损率。MatejkaV等人发表在Wear杂志上的研究表明,在摩擦材料中加入碳化硅,能够大幅度提高摩擦系数、而磨损率只有少量增加;Jang H等人发表在Wear(2000,239(2):229-236)上的研究发现,一定量的三硫化二锑和硅酸锆粉体对汽车刹车片摩擦系数的大小、稳定性均存在着较大的影响。然而,目前针对摩擦性能调节剂的研究主要集中在一种或两种材料的选择上,这种研究方式导致的从目前报道的文献的研究结果可以看出,大多数结论都是某种材料对某种性能有哪一方面有利地影响,而较少的报道其对其它方面的有害影响。其带来的问题是现有的摩擦材料的综合性能还不是十分理想,难以满足日益增加的安全、高效和环保的需求。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种汽车制动用摩擦材料的制备方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种汽车制动用摩擦材料的制备方法,该摩擦材料以重量份计由下列组份组成:酚醛树脂20-24份,六次甲基四胺6-8份,钢纤维1-3份,玻璃纤维4-6份,氧化铝纤维5-7份,硅藻土4-6份,60-80目碳化硅3-4份,80-150目三氧化二铝5-8份,200-320目莫来石2-3份,腰果壳粉5-7份,鳞片石墨12-15份,绢云母3-4份,胶体二硫化钼2-4份,所述的制备方法为:
1)按上述重量配比称量各原料,然后将硅藻土、60-80目碳化硅、80-150目三氧化二铝、200-320目莫来石、腰果壳粉、鳞片石墨、绢云母、胶体二硫化钼放入混料机中混合约3-5小时,然后加入钢纤维、玻璃纤维和氧化铝纤维再混合约1-2小时,最后加入酚醛树脂和六次甲基四胺再混合约1-2小时,得混合料;
2)将步骤1)的混合料冷压成型,成型压力为约23-27MPa,得坯料;
3)将坯料热压成型,所述热压成型的温度为约175-185℃,压力为约26-30MPa,加压速度为约1-2mm/min。
本发明具有如下有益效果:
1)采用钢纤维、玻璃纤维和氧化铝纤维三种材料的陶瓷纤维,兼顾各种材料的特点,如为避免噪音和锈蚀,减少钢纤维的用量,为了降低磨损,控制玻璃纤维的用量。同时,为了增加摩擦性能,引入碳化硅、三氧化铝和莫来石粉体材料,其经混合均匀后嵌入纤维之间,其可同时起到增大摩擦并减小磨损的作用。本发明发明人在大量实验的基础上确定了上述各组份的比例,从而使得各组份之间的作用效果相互协同,使得制备的摩擦材料的摩擦磨损性能优异,其在100-350℃之间的摩擦系数可稳定在0.39-0.41之间,磨损在(0.05-0.08)×10-7cm3/(N·m)。
2)本发明所用原材料廉价,制备工艺简单,因此制备成本低,且无石棉,绿色环保。由于所选择的原材料的技术效果互补,采用分步混合的工艺使得其混合均匀,因此,本发明制备的摩擦材料除了摩擦性能外,力学物理性能也优异,因此,综合性能指标好,满足使用需求且寿命比现有技术大幅度提高。
具体实施方式
实施例一
一种汽车制动用摩擦材料的制备方法,该摩擦材料以重量份计由下列组份组成:酚醛树脂20份,六次甲基四胺8份,钢纤维1份,玻璃纤维6份,氧化铝纤维5份,硅藻土6份,60-80目碳化硅3份,80-150目三氧化二铝8份,200-320目莫来石2份,腰果壳粉7份,鳞片石墨12份,绢云母4份,胶体二硫化钼2份,所述的制备方法为:
1)按上述重量配比称量各原料,然后将硅藻土、60-80目碳化硅、80-150目三氧化二铝、200-320目莫来石、腰果壳粉、鳞片石墨、绢云母、胶体二硫化钼放入混料机中混合3小时,然后加入钢纤维、玻璃纤维和氧化铝纤维再混合2小时,最后加入酚醛树脂和六次甲基四胺再混合1小时,得混合料;
2)将步骤1)的混合料冷压成型,成型压力为23MPa,得坯料;
3)将坯料热压成型,所述热压成型的温度为175℃,压力为30MPa,加压速度为1mm/min。
实施例二
一种汽车制动用摩擦材料的制备方法,该摩擦材料以重量份计由下列组份组成:酚醛树脂24份,六次甲基四胺6份,钢纤维3份,玻璃纤维4份,氧化铝纤维7份,硅藻土4份,60-80目碳化硅4份,80-150目三氧化二铝5份,200-320目莫来石3份,腰果壳粉5份,鳞片石墨15份,绢云母3份,胶体二硫化钼4份,所述的制备方法为:
1)按上述重量配比称量各原料,然后将硅藻土、60-80目碳化硅、80-150目三氧化二铝、200-320目莫来石、腰果壳粉、鳞片石墨、绢云母、胶体二硫化钼放入混料机中混合5小时,然后加入钢纤维、玻璃纤维和氧化铝纤维再混合1小时,最后加入酚醛树脂和六次甲基四胺再混合2小时,得混合料;
2)将步骤1)的混合料冷压成型,成型压力为27MPa,得坯料;
3)将坯料热压成型,所述热压成型的温度为185℃,压力为26MPa,加压速度为2mm/min。
实施例三
一种汽车制动用摩擦材料的制备方法,该摩擦材料以重量份计由下列组份组成:酚醛树脂22份,六次甲基四胺7份,钢纤维2份,玻璃纤维5份,氧化铝纤维6份,硅藻土5份,60-80目碳化硅3.5份,80-150目三氧化二铝6.5份,200-320目莫来石3份,腰果壳粉6份,鳞片石墨13份,绢云母3份,胶体二硫化钼3份,所述的制备方法为:
1)按上述重量配比称量各原料,然后将硅藻土、60-80目碳化硅、80-150目三氧化二铝、200-320目莫来石、腰果壳粉、鳞片石墨、绢云母、胶体二硫化钼放入混料机中混合4小时,然后加入钢纤维、玻璃纤维和氧化铝纤维再混合1.5小时,最后加入酚醛树脂和六次甲基四胺再混合1.5小时,得混合料;
2)将步骤1)的混合料冷压成型,成型压力为23-27MPa,得坯料;
3)将坯料热压成型,所述热压成型的温度为180℃,压力为28MPa,加压速度为1.5mm/min。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程,但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程,即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (1)

1.一种汽车制动用摩擦材料的制备方法,其特征在于,该摩擦材料以重量份计由下列组份组成:酚醛树脂20-24份,六次甲基四胺6-8份,钢纤维1-3份,玻璃纤维4-6份,氧化铝纤维5-7份,硅藻土4-6份,60-80目碳化硅3-4份,80-150目三氧化二铝5-8份,200-320目莫来石2-3份,腰果壳粉5-7份,鳞片石墨12-15份,绢云母3-4份,胶体二硫化钼2-4份,所述的制备方法为:
1)按上述重量配比称量各原料,然后将硅藻土、60-80目碳化硅、80-150目三氧化二铝、200-320目莫来石、腰果壳粉、鳞片石墨、绢云母、胶体二硫化钼放入混料机中混合3-5小时,然后加入钢纤维、玻璃纤维和氧化铝纤维再混合1-2小时,最后加入酚醛树脂和六次甲基四胺再混合1-2小时,得混合料;
2)将步骤1)的混合料冷压成型,成型压力为23-27MPa,得坯料;
3)将坯料热压成型,所述热压成型的温度为175-185℃,压力为26-30MPa,加压速度为1-2mm/min。
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