CN103104642B - 半金属汽车用盘式制动器衬片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半金属汽车用盘式制动器衬片，包括摩擦材料，摩擦材料有以下重量百分比的原料制成钢纤维55％-75％，树脂2％-14％，石墨3％-15％，煤焦3％-15％，氧化镁5％-55％，碳酸钙4％-15％，氮化硼2％-10％，硅灰棉，2％-12％，胶粉2％-12％，纤维素纤维1％-10％。将原料搅拌混合，搅拌后的混合料，按照制动器衬片所需规格称取所需量，在120-150℃，10-45MPa压力下进行热压成型，直接进行研磨，喷涂工序后加工成成品。本发明的盘式制动器衬片摩擦系数稳定，适应各种恶劣路况使用，制动性能优异，噪音低，对偶损伤小，符合环保要求。

Description

半金属汽车用盘式制动器衬片

技术领域

本发明涉及汽车制动安全领域，具体涉及一种半金属汽车用盘式制动器衬片及其生产工艺。

背景技术

制动器衬片是汽车等机动车辆必不可少的配件，制动性能良好的刹车将大大提高制动的效果，确保乘车人员的生命财产安全，属于汽车中的安全件，属于国家采用许可证准入制度的一个产品。目前它主要有以树脂和橡胶为代表的粘接材料，钢纤维、铜纤维、矿物纤维、芳纶纤维等增强材料，以及摩擦材料性能等改善作用的填料三部分组成，简称三元组分。由于环保健康等影响，石棉类摩擦材料逐渐退出市场舞台。目前国内市场主要以半金属配方、低金属配方、NAO(含陶瓷)配方为主。其中半金属主要问题存在于大量使用铁粉等粉体材料，容易造成产品硬度过高，使刹车过程中NVH不能令客户满意，另外由于铁粉等粉体材料的使用，造成高温时衰退严重，继而影响制动性能，同时由于铁粉等容易被氧化造成材料和对偶件锈蚀。而低金属配方、NAO(含陶瓷)中大量运用的铜、锑，硫化铅、硫化铁、等都存在一定的环境危害，特别是重金属，欧美国家已经对其进行了限制使用或禁用。另外低金属的磨损一直是该刹车片的诟病，同时NAO的低温制动性能不出色，容易产生制动力不足等毛病且不能满足恶劣工况下使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保无污染、制动性能好、磨损小、噪音低的 适于恶劣工况下使用的半金属汽车用盘式制动器衬片。

本发明通过以下技术方案实现：

选用酚醛树脂(包括改性酚醛树脂)为粘接剂，以及橡胶粉为第二粘接剂和硬度等性能的调节剂，以钢纤维为主体增强材料，配以碳酸钙，氧化镁为填充材料，石墨、氮化硼和焦炭等为摩擦性能调节剂，以其他纤维(纤维素纤维、硅灰棉)为辅助增强材料。

其中，酚醛树脂(包括改性酚醛树脂)：作为粘接剂，具有良好的粘接性能、机械强度和耐热性、制成品韧性好，摩擦系数稳定；由于流动性决定物料的分散性、模压的流动性均变好，有效地抑制了热膨胀及起泡现象的发生，改善了产品的高温衰落退性能，摩擦系数相当稳定，磨损率也很低。

其中，石墨和氮化硼：作为减摩材料。质地软，石墨具备良好的导电、导热和耐高温性。人造石墨相比天然石墨，石墨纯度更高，性能更稳定，润滑性高，减摩作用好，使制动柔和。氮化硼又名白石墨，性能与石墨相似，特别是在高温的时候，性能超越石墨，减少高温磨损，降低磨耗，稳定摩擦系数，与石墨在配方中形成高低温性能互补。

其中，碳酸钙：是一种碱性填料。作用是使产品PH值处于碱性环境下，可以有效的降低成品在运输和使用中的氧化，同时具备一定的摩擦系数稳定功能，能降低磨损，具有一定的对偶清洁功能，防止对偶被材料吸附形成冷焊点，使得对偶表面更光洁，不容易被腐蚀和氧化。

具体技术方案为：

半金属汽车用盘式制动器衬片，包括摩擦材料，摩擦材料有以下重量百分比的原料制成：

钢纤维55％-75％

树脂2％-14％

石墨3％-15％

煤焦3％-15％

氧化镁5％-55％

碳酸钙4％-15％

氮化硼2％-10％

硅灰棉，2％-12％

胶粉2％-12％

纤维素纤维1％-10％

上述原料重量百分比为100％。

根据本发明所述的盘式刹车片的材料配方，主体材料中钢纤维物质含量高达50％-75％，属于国内首个单质钢纤维含量最高的半金属配方，不含有其他铁质及含铁化合物的粉体材料(例如铁粉，氧化铁粉，铬铁矿粉等)，可以提供较大的制动力，更由于该配方的综合性能，完全满足于恶劣工况下使用的性能(例如，长时间制动、频繁制动、恶劣路况、大载荷等)，且噪音控制在一定水平内。

采用此种摩擦材料配方生产的盘式刹车片，工艺较为简单，由于大量钢纤维的使用，使产品的压制过程时间大为缩短，为其他常规配方产品的一半左右，在能源电力日趋紧张，国家大力倡导节能减排的今天，本配方在主要的工序--热压成型工序可以节省1/4的单位能耗。另外由于在配方和工艺的创新，该产品不需要进行热处理，有效的降低了产品的单位能耗，缩短了加工制造链，提高了效率。

制造的工艺工程为先将原料按照配方的比例称取后混合，并进行完全搅拌均匀，然后称取相应的重量，按照要求倒入模具中，在120-150的温度和10-45MPa的压力下，保压200秒模压成型。不需要热处理，直接进行研磨，喷涂工序后加工成成品。

本发明具有如下特点：主要以可以自然降解的钢纤维配以硅灰棉、纤维素 纤维为骨架材料，完全不含限用和禁用材料，以改性树脂、粉末丁腈橡胶为粘接剂，配以碳酸钙，氧化镁，石墨，焦炭、氮化硼为摩擦性能调节剂，从而保证了产品的综合性能和环境效益。由于没有使用铅锌矿、铁粉、氧化铁粉、还原铁粉、硫化铁等粉体材料、从而使生产和使用过程完全无环境污染和毒害。同时由于工艺的大大简化，促进了单位能耗的降低。

本配方刹车片的主要特点：摩擦系数稳定，适应各种恶劣路况使用，制动性能优异，噪音低，对偶损伤小，符合环保要求。适用于乘用车的使用。

本配方的产品经过定速试验机测试，其摩擦系数与磨损符合国家要求。经过CHASE的测试，重量磨损小于2.5％，体积磨损小于2％，属于EE级别的产品，与该级别的OE样品比对，性能极其接近，具有良好的摩擦性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的配方和工艺过程进行详细说明：

下述配方中：1)钢纤维采用淮安金火炬有限公司生产的；2)树脂，选自美国十拿化工集团生产的；3)人造石墨，选自上海奥麒化工有限公司生产的；4)煤焦，选用镇江煤电化工有限公司生产的；5)氧化镁，选自选择湖北鑫溢材料有限公司生产的；6)碳酸钙，选自福建三农公司生产的；7)氮化硼，选自营口硼达精细化工有限公司生产的；8)硅灰棉，选自湖北鑫溢材料有限公司生产的；9)丁腈橡胶粉，选自上海赛可德有限公司生产的；10)纤维素纤维，选自常州丰润纤维材料有限公司生产的。

实施例1：

按照下述比例配方各种原材料，总量为100千克，其重量比为：钢纤维树脂、石墨、煤焦、氧化镁、碳酸钙、氮化硼、硅灰棉、丁腈橡胶粉、纤维素纤维＝65∶4.5∶6∶3.5∶6∶4∶4∶2∶4∶1，混合15分钟，按照所需制动器衬片规格称取混合料，在压力12Mpa.温度为130摄氏度、时间为8分钟，热压后的产品，经过 研磨、喷涂步骤后加工成成品。

实施例2：

按照下述比例配方各种原材料，总量为100千克，其重量比为：钢纤维树脂、石墨、煤焦、氧化镁、碳酸钙、氮化硼、硅灰棉、丁腈橡胶粉、纤维素纤维＝60∶5∶10∶5∶5∶4∶4∶2∶4∶1，混合15分钟，按照所需制动器衬片规格称取混合料，在压力14Mpa.温度为135摄氏度、时间为10分钟，热压后的产品，见过研磨、喷涂步骤后加工成成品。

Claims (2)

1.半金属汽车用盘式制动器衬片，包括摩擦材料，其特征在于，摩擦材料有以下重量百分比的原料制成：

钢纤维55％-75％

树脂2％-14％

石墨3％-15％

煤焦3％-15％

氧化镁5％-55％

碳酸钙4％-15％

氮化硼2％-10％

硅灰棉，2％-12％

胶粉2％-12％

纤维素纤维1％-10％

上述原料重量百分比为100％。

2.根据权利1所述的半金属汽车用盘式制动器衬片，其特征还在于：按照权利要求1中的配比将原料搅拌混合，搅拌后的混合料，按照制动器衬片所需规格称取所需量，在120-150℃，10-45MPa压力下进行热压成型，直接进行研磨，喷涂工序后加工成成品。