CN103470666A - 一种洁净复合陶瓷纤维刹车片 - Google Patents

Abstract

一种洁净复合陶瓷纤维刹车片，涉及刹车片加工技术领域，所述摩擦材料是由腰果油改性或耐高温酚醛树脂、可溶性复合陶纤、丁晴胶粉末、超细增摩剂、无机填料及金属粉末、环保型耐热添加剂、洁净减摩擦耐磨添加剂、抗静电剂组成，通过将物料混合、钢背准备、物料热压成型、热处理后制成。本发明选用可溶性陶瓷纤维作增强纤维主体，其目的是可溶性陶纤被人体呼吸系统吸收后，可分解，不留存在人体内部，不危害健康，更为环保。为确保陶纤不伤盘，特选用软陶纤与其复合，以保证使用时不伤盘无噪声。

Description

一种洁净复合陶瓷纤维刹车片

  

技术领域：

    本发明涉及刹车片加工术领域，具体涉及一种洁净复合陶瓷纤维刹车片。

  

背景技术：

随着科技的迅速发展，制动产品对摩擦材料的要求愈来愈高，除了在高速，高温，高压等恶劣工况情况下的安全性和舒适性外，近年又提出了节能，环保，洁净等更高要求。

我国第十二个五年计划中，已明确地提出了，国民经济发展的重中之重是节能，环保，平稳，持续的科学发展观，使我国在短期内发展成一个稳定，繁荣的强国。 

在改革开放的三十年里，我国的摩擦行业也和全国各行各业一样，有了长足的发展，从上世纪80年初的石棉摩擦材料为主，逐渐发展到九十年代的半金属制品，2000年以后的混杂优化及非金属，非石棉（NAO）制品为主。近年来又先后推出陶瓷纤维制品制动件。并逐步地走向国内外市场。尽管在我国陶瓷刹车片的生产厂家尚属少数，还不够普及，但确也说明了我国摩擦行业的发展步伐正向国际市场化靠拢和接轨。为了实现陶瓷刹车片的全面技术国产化，我国先后在上世纪九十年代从国外引进了多条陶瓷纤维生产技术线，为我国逐步实现制动产品陶瓷化奠定了一定的技术基础。 

所谓陶瓷刹车片：它的组成结构与一般刹车片的组成结构没有太大区别；也是由：（一）基体：（粘结剂，树脂，橡胶）；（二）增强纤维：主要以陶瓷纤维或复合陶纤为主（三）摩擦调节剂及填料等三大部分组成，不同之处是陶瓷刹车片在配方设计上与普通（半金属或非金属非石棉）刹车片的配方设计思路上有所不同。例如：拿国外的一个典型陶瓷刹车片配方来看（见下表；国外陶瓷配方参考）。 

国外陶瓷配方参考

成分	树脂	橡胶粉	摩擦粉	填料	矿物纤维	金属硫化物	石墨	铜粉	耐磨剂	陶纤
											％重量比	20	6	10	28	7.5	2	9	5	5	7.5

它在配方结构上有如下特点：

树脂含量：陶纤刹车片的树脂含量普遍要比半金属的含量（7％－10％）要高的多，这主要是因为陶纤的界面偶联性差，树脂与陶纤的粘结不好，为了保证制品的强度和耐磨性，往往陶瓷刹车片的树脂含量应在（15％－25％）之间。

纤维：一般陶纤都是使用散状陶瓷纤维，或不定型的陶纤做增强骨架，多为非晶质（玻璃态）物质，由熔融的液态在骤冷条件下形成的一种无定型固态纤维。一般可分为1、标准型硅酸铝纤维，使用温度1000℃；2、高纯型；3、高铝型；4、含铬型；5、含锆型硅酸铝纤维：其使用温度各不相同，一般在1300℃以下使用。另一种陶纤是结晶质纤维，它比非晶质纤维更稳定（本文不做过多介绍）。应该指出的是：陶瓷纤维本身的气孔率很大（90％以上），具有气孔孔径和比表面积大等特点，它的隔热功能主要是利用气孔中空气隔热，因而气孔径的大小，气孔性质（开气孔或闭气孔）对材料的导热性能有决定性影响。总体来说陶瓷纤维的导热性极差，而本身固有的硬度较高，莫氏硬度为6，因此，在配方设计中的含量相对其它配方设计来讲，纤维含量较少（8％－20％）纤维含量过高，摩擦系数会增大，使用中会产生抖动和噪声，并会损伤对偶盘或鼓。 

摩擦调节剂及填料：应考虑到陶纤的显著特点是耐高温，但导热差，透气性不好，在选用摩擦调节剂及填料时，应着重考虑到制品的透气性和导热，同时也要考虑到减摩剂的用量与配比要恰当，使摩擦系数不要过高，否则产品使用中会产生局部热疲劳（热，裂），震动（抖动）拉盘或有噪声。磨耗也会增大。 

随着社会的发展和进步，人类对环保的要求愈来愈高，在我国逐步实现农村城市化，城市人口逐年增加，人们对生活的大环境要求也越来越高，而我国汽车近几年的飞速发展，已进入世界前列（年产约1500万辆）。试想这么多汽车刹车片，每天的磨屑如果都有严重污染，那么城乡的空气质量将会受到严重影响，如果把所有刹车片都改用洁净无污染的刹车片，我们的居住大环境将会发生质的改变…因此不难想象洁净复合陶纤刹车片，在未来交通业，将有着美好的发展前景和庞大的市场竞争潜力！ 

发明内容：

本发明所解决的技术问题在于提供一使用过程中不掉渣，无粉尘，达到盘鼓自洁，不危害人体健康，更为环保，使用无噪声，且可在高速、高温、高压工况下安全长期使用的洁净复合陶瓷纤维刹车片。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现： 

一种洁净复合陶瓷纤维刹车片，包括钢背和摩擦材料，其特征在于：所述摩擦材料由以下重量百分比的原料制成：

腰果油改性或耐高温酚醛树脂   12-18%

可溶性复合陶纤               8-18%

丁晴胶粉末                    3-6%

超细增摩剂                   5-10%

无机填料及金属粉末          20-30%

环保型耐热添加剂             5-10%

洁净减摩擦耐磨添加剂         5-10%

抗静电剂                     3-10%。

     所述的环保型耐热添加剂是由水合硅酸盐，氢氧化物，三水氧化物组合而成的。 

所述的洁净减摩擦耐磨添加剂由聚四氟乙烯，PP,PA，白石墨混合组成。 

   制备一种洁净复合陶瓷纤维刹车片的生产工艺，生产步骤如下： 

       A，配料，混料。按配方要求称重，送入犁耙式混料机中混料20分钟。

       B，钢背准备：先用专用清洗机清洗钢背表面污渍，然后用专用抛丸机进行抛丸使钢背达到预期的粗糙度，最后进行喷胶处理。 

    C，热压成型：将上述准备好的料和钢背用热压模具在温度为160-170℃，压力为25MPa、时间为10min的条件下热压成型，在热压开始的1-3min内放气3-6次，然后进行保压，所需的保压时间根据制品的厚度按照0.5min/mm确定。 

    D,热处理：将上述热压成型后的制品放入温控烘干炉中，经一小时升温到120℃，随后按120℃-140℃-160℃-170℃-180℃-190℃-200℃的程序各升温1H保温2H的热处理，随炉冷却后经平磨，倒角，开槽，静电喷涂，打标，铆接，安装附件，包装制得成品。 

E，检验，入库。 

所述的超细增摩剂为氧化铝，棕刚玉，锆英石粉，锆粉，氧化镁。 

本发明具有的有益效果是：选用可溶性陶瓷纤维作增强纤维主体，其目的是可溶性陶纤被人体呼吸系统吸收后，可分解，不留存在人体内部，不危害健康，更为环保。为确保陶纤不伤盘，特选用软陶纤与其复合，以保证使用时不伤盘无噪声。 

白色洁净减摩剂，用以取代石墨及其他黑色原料，使产品在生产和使用过程中无黑色污染而洁净。 

制定出可行的生产工艺，对压制温度，压力，密度及产品硬度指标有明确规定，使产品在使用过程中不掉渣，无粉尘，达到盘鼓自洁的目的。 

配方中考虑到抗静电问题，使产品的磨屑不粘盘，不粘鼓。 

整个设计考虑到制品的综合摩擦性能应优越，使用无噪声，可在高速，高温，高压工况下安全长期使用，产品初步具备了优良的技术层次。 

  

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例

    A，配料，混料。按配方要求称取腰果油改性或耐高温酚醛树脂、可溶性复合陶纤、丁晴胶粉末、超细增摩剂、无机填料及金属粉末、环保型耐热添加剂、洁净减摩擦耐磨添加剂、抗静电剂，将所有物料送入犁耙式混料机中混料20分钟。 

    B，钢背准备：先用专用清洗机清洗钢背表面污渍，然后用专用抛丸机进行抛丸使钢背达到预期的粗糙度，最后进行喷胶处理。 

    C，热压成型：将上述准备好的料和钢背用热压模具在温度为160-170℃，压力为25MPa、时间为10min的条件下热压成型，在热压开始的1-3min内放气3-6次，然后进行保压，所需的保压时间根据制品的厚度按照0.5min/mm确定。 

    D,热处理：将上述热压成型后的制品放入温控烘干炉中，经一小时升温到120℃，随后按120℃-140℃-160℃-170℃-180℃-190℃-200℃的程序各升温1H保温2H的热处理，随炉冷却后经平磨，倒角，开槽，静电喷涂，打标，铆接，安装附件，包装制得成品。 

E，检验，入库。 

装在2.0以下排量的轿车上，进行路试（如：广东、安徽，南非，土耳其和伊朗），并在山地（四川，重庆）等地，作装车跟踪行车试验。整个试车过程，无粉尘，轮毂，盘或鼓均无黑色污染，也无粘盘现象产生。制动性能优越，舒适感好，无噪声，初步达到洁净之目的。 

洁净陶瓷刹车片与普通刹车片对比如下： 

结构	普通刹车片	洁净陶瓷刹车片
			基体	酚醛树脂	日本住友耐高温树脂：使制品综合摩擦性能更优越
增强纤维	有机纤维、无机纤维：粉尘大，对环境污染严重有损人体健康	可溶性陶瓷纤维：被人体呼吸系统吸收后，可分解，不存留在人体内，不危害健康，更环保
			填料机摩擦调节剂	黑色石墨、焦炭、铁黑等有色物质：易造成磨屑飞扬，并严重污染制动盘、毂同时对环境造成污染，有害人体健康	白色润滑剂：本产品在生产和使用过程中无黑色污染
使用效果	使用中，有粉尘，部分车辆的轮毂，盘或鼓有较多的黑粉，落灰现象严重。制动性能一般，舒适感较差，有噪声。有明显的高温衰退，摩擦系数有所下降	使用中，无粉尘，轮毂，盘或鼓均无黑色污染，也无粘盘现象产生。制动性能优越，舒适感好，无噪声。高温使用效果良好，摩擦系数稳定，衰退小

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

  

Claims (4)

1.一种洁净复合陶瓷纤维刹车片，包括钢背和摩擦材料，其特征在于：所述摩擦材料由以下重量百分比的原料制成：

2.根据权利要求1所述的一种洁净复合陶瓷纤维刹车片，其特征在于：所述的环保型耐热添加剂是由水合硅酸盐，氢氧化物，三水氧化物组合而成的。

3.根据权利要求1所述的一种洁净复合陶瓷纤维刹车片，其特征在于：所述的洁净减摩擦耐磨添加剂由聚四氟乙烯，PP,PA，白石墨混合组成。

4.制备如权利要求1所述的一种洁净复合陶瓷纤维刹车片的生产工艺，其特征在于，生产步骤如下：

A，配料，混料。按配方要求称重，送入犁耙式混料机中混料20分钟。

B，钢背准备：先用专用清洗机清洗钢背表面污渍，然后用专用抛丸机进行抛丸使钢背达到预期的粗糙度，最后进行喷胶处理。

C，热压成型：将上述准备好的料和钢背用热压模具在温度为160-170℃，压力为25MPa、时间为10min的条件下热压成型，在热压开始的1-3min内放气3-6次，然后进行保压，所需的保压时间根据制品的厚度按照0.5min/mm确定。

D,热处理：将上述热压成型后的制品放入温控烘干炉中，经一小时升温到120℃，随后按120℃-140℃-160℃-170℃-180℃-190℃-200℃的程序各升温1H保温2H的热处理，随炉冷却后经平磨，倒角，开槽，静电喷涂，打标，铆接，安装附件，包装制得成品。

E，检验，入库。