CN103836099A - 可降解刹车片及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
可降解刹车片及其加工工艺，涉及一种机动车辆制动设备。以重量百分比计，其摩擦材料含有牛皮纤维10％-15％，糯米交联剂32％-37％，硬果壳粉5％-10％，20-40目的稻麦秸秆摩擦粉5％-10％，500目的碳酸钙10％-14％，氧化铝2％，骨粉20％，芳纶纤维2％-3％，钛酸钾晶须4％及其他辅料。该刹车片加工工艺简单易行，生产成本较低。该工艺生产的刹车片，安全环保可降解，使用寿命长。在制动过程中，摩擦系数稳定，刹车性能和制动效果稳定，生产成本低廉，无噪音污染。该刹车片的应用，有效降低了PM2.5的排放，改善人类生存环境，符合国家节能减排政策。
Description
技术领域
本发明涉及一种机动车辆制动设备，特别是一种可降解刹车片及其加工工艺。
背景技术
随着人们生活水平的日益提高，对汽车的需求也越来越大。近年来，我国汽车产业的产销数量不断增长，我国已然成为一个汽车产销大国。汽车上最重要的安全系统就是制动系统，所有的制动部件都是安全件，刹车片是整个制动系统中重要的环节之一，直接影响到整个制动系统的可靠性。现有的半金属、陶瓷、少金属刹车片摩擦材料配方大多含有：铜、石墨、钢纤维、铁粉、硫化锑、酚醛树脂、硫磺、硫铁矿、铬铁矿、煅烧石油焦、轮胎粉、铅粉、锡粉。当机动车辆制动时，该类刹车片将产生灰尘，影响人体的呼吸系统、神经系统、血液循环系统，危害人们的身体健康。具不完全统计，2013年我国汽车包括乘用车、商用车和工程车，总量1.4亿辆，按照一辆车一年更换1.2亿套刹车片计算，中国的制动车刹车片需求量在1.68亿套左右，每套刹车片平均为1.5公斤，每套刹车片在刹车过程中产生1公斤灰尘。因此，现有机动车辆每年将排放1.68亿公斤的PM2.5。针对这些问题，企业技术人员对现有的机动车辆刹车片进行改进设计，虽然取得了一些进展，但仍然存在不足。
发明内容
本发明的目的在于克服以上不足，提供一种可降解刹车片，该刹车片安全环保可降解，在刹车片制动过程中能够稳定摩擦系数，减轻高温时摩擦材料热衰退，确保行车安全，降低了PM2.5的排放，保护人类身体健康。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：可降解刹车片，以重量百分比计，其摩擦材料含有牛皮纤维10％-15％，糯米交联剂32％-37％，硬果壳粉5％-10％，20-40目的稻麦秸秆摩擦粉5％-10％，500目的碳酸钙10％-14％，氧化铝2％，骨粉20％，芳纶纤维2％-3％，钛酸钾晶须4％及其他辅料。
为增强可降解刹车片的耐热、阻燃性能，所述摩擦材料配方中还含有1％-4％的纳米氢氧化镁。
为增强可降解刹车片的美观性，所述的辅料含有0％-0.5％的色素。
可降解刹车片的加工工艺：
一、主要原料准备：
①牛皮纤维
a废旧牛皮鞋、废旧牛皮包等牛皮制品，进行分割处理，去除非牛皮的物质；
b将牛皮物质进行清洗，清洗掉灰尘和油污等污物；
c将清洗、干燥后的牛皮物质消毒处理；
d粉碎成牛皮纤维；
e牛皮纤维的检验标准
外观：主体纤维3毫米；
长度：以重量百分比计，3毫米牛皮纤维含量最高5％；
灰含量：100目以下8％；
筛分析：脚料最高8％；
②稻麦秸秆摩擦粉由发明专利一种用稻麦秸秆制成刹车片摩擦材料的方法申请号201210576364.5制成；
二、混料
①芳纶纤维加骨粉混料5分钟；
②以重量百分比计，在除芳纶纤维、骨粉、牛皮纤维的其他原料及辅料中加入7％的水混料5分钟；
③最后加入牛皮纤维再混料10分钟；
三、压制
①第一次在模具中冷压成型：压块高度比热压模具高度高4厘米。冷压后，冷压块的硬度：邵氏硬度>45；
②第一次热压：模具温度控制在150°条件下，热压15分钟，排气9次；
③淋水：将第一次热压后的压块进行淋水处理，每100克压块淋水重量不大于10克；
④二次热压：模具温度控制在150°条件下，热压25分钟，二次热压模具比第一次热压模具高度低0.1厘米；
⑤将摩擦衬片打铆接孔；
四、高温增强处理
①将制造好的摩擦衬片使用夹具夹紧后，放进烘箱进行12小时高温处理；
②烘箱温度：升温时间1小时，升温至100℃，保温1小时。升温时间2小时，升温至150℃，保温2小时。升温时间2小时，升温至200℃，保温4小时；
③保温处理结束后，自然降温到常温再打开烘箱；
五、低温增强处理
将高温增强处理后的摩擦衬片放进冰柜里，进行低温增强处理，在-10℃保温2小时，在-20℃保温2小时；
六、机械加工
根据各种车型的技术要求或客户要求，进行机械加工；
七、将加工好的摩擦衬片铆接到钢背上；
八、检验指标
①摩擦系数0.25-0.45；
②磨损率0.3-0.9；
③热膨胀率(400℃±10℃)不大于2.5％；
④无噪声；
⑤冲击强度不小于0.3J/cm2；
⑥寿命5万公里以上。
本发明所采用的技术原理是：该刹车片采用废旧牛皮鞋、废旧牛皮包，经过分割、清洗、高温消毒、粉碎加工成牛皮纤维，作为骨架增强材料。采用骨粉、硬果壳粉、碳酸钙和微含量的氧化铝作为增摩材料。采用稻麦秸秆摩擦粉为减摩和润滑材料，该材料具有低摩擦因数，能够减少刹车时产生的抖动；当制动产生的高温时，该材料产生高损耗，使刹车片形成空隙具有吸音板的性能，降低了刹车时产生的噪音污染，提高了驾乘人员的舒适性。该刹车片具有较强的吸附能力和耐酸碱、防腐蚀性能，能够防止刹车片中其他材料的氧化和变质，延长了刹车片使用寿命。该刹车片在刹车过程中，产生的灰尘能够在自然环境条件作用下，生物降解，光降解和化学降解，最终降解成二氧化碳和水，有效降低了PM2.5的排放；碳酸钙还可以净化汽车尾气中的二氧化硫，保护了环境。
本发明的有益效果是：该刹车片加工工艺简单易行，生产成本较低。该工艺生产的刹车片，安全环保可降解，使用寿命长。在制动过程中，摩擦系数稳定，刹车性能和制动效果稳定，生产成本低廉，无噪音污染。该刹车片的应用，有效降低了PM2.5的排放，改善人类生存环境，符合国家节能减排政策。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
盘式可降解刹车片，以重量百分比计，其摩擦材料含有牛皮纤维15％，糯米交联剂32％，硬果壳粉5％，20-40目的稻麦秸秆摩擦粉10％，500目的碳酸钙10％，氧化铝2％，骨粉20％，芳纶纤维2％，钛酸钾晶须4％。
盘式可降解刹车片的加工工艺：
一、主要原料准备：
①牛皮纤维
a废旧牛皮鞋、废旧牛皮包等牛皮制品，进行分割处理，去除非牛皮的物质；
b将牛皮物质进行清洗，清洗掉灰尘和油污等污物；
c将清洗、干燥后的牛皮物质消毒处理；
d粉碎成牛皮纤维；
e牛皮纤维的检验标准
外观：主体纤维3毫米；
长度：以重量百分比计，3毫米牛皮纤维含量最高5％；
灰含量：100目以下8％；
筛分析：脚料最高8％；
②稻麦秸秆摩擦粉由发明专利一种用稻麦秸秆制成刹车片摩擦材料的方法申请号201210576364.5制成；
二、混料
①芳纶纤维加骨粉混料5分钟；
②以重量百分比计，在糯米交联剂、硬果壳粉、20-40目稻麦秸秆摩擦粉、500目的碳酸钙、氧化铝、钛酸钾晶须材料中加入7％的水混料5分钟；
③最后加入牛皮纤维再混料10分钟；
三、压制
①第一次在模具中冷压成型：压块高度比热压模具高度高4厘米。冷压后，冷压块的硬度：邵氏硬度>45；
②第一次热压：模具温度控制在150°条件下，热压15分钟，排气9次；
③淋水：将第一次热压后的压块进行淋水处理，每100克压块淋水重量不大于10克；
④二次热压：模具温度控制在150°条件下，热压25分钟，二次热压模具比第一次热压模具高度低0.1厘米；
⑤将摩擦衬片打铆接孔；
四、高温增强处理
①将制造好的摩擦衬片使用夹具夹紧后，放进烘箱进行12小时高温处理；
②烘箱温度：升温时间1小时，升温至100℃，保温1小时。升温时间2小时，升温至150℃，保温2小时。升温时间2小时，升温至200℃，保温4小时；
③保温处理结束后，自然降温到常温再打开烘箱；
五、低温增强处理
将高温增强处理后的摩擦衬片放进冰柜里，进行低温增强处理，在-10℃保温2小时，在-20℃保温2小时；
六、机械加工
根据各种车型的技术要求或客户要求，进行机械加工；
七、将加工好的摩擦衬片铆接到钢背上；
八、检验指标
①摩擦系数0.25-0.45；
②磨损率0.3-0.9；
③热膨胀率(400℃±10℃)不大于2.5％；
④无噪声；
⑤冲击强度不小于0.3J/cm2；
⑥寿命5万公里以上。
实施例2
鼓式可降解刹车片，以重量百分比计，其摩擦材料含有牛皮纤维15％，糯米交联剂32％，硬果壳粉5％，20-40目的稻麦秸秆摩擦粉5％，500目的碳酸钙10％，氧化铝2％，骨粉20％，芳纶纤维3％，钛酸钾晶须4％，纳米氢氧化镁4％。
鼓式可降解刹车片的加工工艺：
一、主要原料准备：
①牛皮纤维
a废旧牛皮鞋、废旧牛皮包等牛皮制品，进行分割处理，去除非牛皮的物质；
b将牛皮物质进行清洗，清洗掉灰尘和油污等污物；
c将清洗、干燥后的牛皮物质消毒处理；
d粉碎成牛皮纤维；
e牛皮纤维的检验标准
外观：主体纤维3毫米；
长度：以重量百分比计，3毫米牛皮纤维含量最高5％；
灰含量：100目以下8％；
筛分析：脚料最高8％；
②稻麦秸秆摩擦粉由发明专利一种用稻麦秸秆制成刹车片摩擦材料的方法申请号201210576364.5制成；
二、混料
①芳纶纤维加骨粉混料5分钟；
②以重量百分比计，在糯米交联剂、硬果壳粉、20-40目稻麦秸秆摩擦粉、500目的碳酸钙、氧化铝、钛酸钾晶须、纳米氢氧化镁材料中加入7％的水混料5分钟；
③最后加入牛皮纤维再混料10分钟；
三、压制
①第一次在模具中冷压成型：压块高度比热压模具高度高4厘米。冷压后，冷压块的硬度：邵氏硬度>45；
②第一次热压：模具温度控制在150°条件下，热压15分钟，排气9次；
③淋水：将第一次热压后的压块进行淋水处理，每100克压块淋水重量不大于10克；
④二次热压：模具温度控制在150°条件下，热压25分钟，二次热压模具比第一次热压模具高度低0.1厘米；
⑤将摩擦衬片打铆接孔；
四、高温增强处理
①将制造好的摩擦衬片使用夹具夹紧后，放进烘箱进行12小时高温处理；
②烘箱温度：升温时间1小时，升温至100℃，保温1小时。升温时间2小时，升温至150℃，保温2小时。升温时间2小时，升温至200℃，保温4小时；
③保温处理结束后，自然降温到常温再打开烘箱；
五、低温增强处理
将高温增强处理后的摩擦衬片放进冰柜里，进行低温增强处理，在-10℃保温2小时，在-20℃保温2小时；
六、机械加工
根据各种车型的技术要求或客户要求，进行机械加工；
七、将加工好的摩擦衬片铆接到钢背上；
八、检验指标
①摩擦系数0.25-0.45；
②磨损率0.3-0.9；
③热膨胀率(400℃±10℃)不大于2.5％；
④无噪声；
⑤冲击强度不小于0.3J/cm2；
⑥寿命5万公里以上。
实施例3：
为增强可降解刹车片的美观性，可降解刹车片的辅料中含有微量色素，并在实施例1和实施例2的混料中第②工序中增加该色素。本实施例其余的加工工艺和生产出的产品的性能与实施例1、实施例2相同，这里不在赘述。
Claims (6)
1.可降解刹车片，其特征在于：以重量百分比计，其摩擦材料含有牛皮纤维10％-15％，糯米交联剂32％-37％，硬果壳粉5％-10％，20-40目的稻麦秸秆摩擦粉5％-10％，500目的碳酸钙10％-14％，氧化铝2％，骨粉20％，芳纶纤维2％-3％，钛酸钾晶须4％及其他辅料。
2.根据权利要求1所述的可降解刹车片，其特征在于：以重量百分比计，其摩擦材料含有1％-4％的纳米氢氧化镁。
3.根据权利要求1所述的可降解刹车片，其特征在于：以重量百分比计，所述的辅料含有0％-0.5％的色素。
4.根据权利要求1所述的可降解刹车片，其特征在于：以重量百分比计，其摩擦材料含有牛皮纤维15％，糯米交联剂32％，硬果壳粉5％，20-40目的稻麦秸秆摩擦粉10％，500目的碳酸钙10％，氧化铝2％，骨粉20％，芳纶纤维2％，钛酸钾晶须4％。
5.根据权利要求2所述的可降解刹车片，其特征在于：以重量百分比计，其摩擦材料含有牛皮纤维15％，糯米交联剂32％，硬果壳粉5％，20-40目的稻麦秸秆摩擦粉5％，500目的碳酸钙10％，氧化铝2％，骨粉20％，芳纶纤维3％，钛酸钾晶须4％，纳米氢氧化镁4％。
6.可降解刹车片的加工工艺，其特征在于包括以下步骤：
一、主要原料准备：
①牛皮纤维
a废旧牛皮鞋、废旧牛皮包等牛皮制品，进行分割处理，去除非牛皮的物质；
b将牛皮物质进行清洗，清洗掉灰尘和油污等污物；
c将清洗、干燥后的牛皮物质消毒处理；
d粉碎成牛皮纤维；
e牛皮纤维的检验标准
外观：主体纤维3毫米；
长度：以重量百分比计，3毫米牛皮纤维含量最高5％；
灰含量：100目以下8％；
筛分析：脚料最高8％；
②稻麦秸秆摩擦粉由发明专利一种用稻麦秸秆制成刹车片摩擦材料的方法申请号201210576364.5制成；
二、混料
①芳纶纤维加骨粉混料5分钟；
②以重量百分比计，在除芳纶纤维、骨粉、牛皮纤维的其他原料及辅料中加入7％的水混料5分钟；
③最后加入牛皮纤维再混料10分钟；
三、压制
①第一次在模具中冷压成型：压块高度比热压模具高度高4厘米。冷压后，冷压块的硬度：邵氏硬度>45；
②第一次热压：模具温度控制在150°条件下，热压15分钟，排气9次；
③淋水：将第一次热压后的压块进行淋水处理，每100克压块淋水重量不大于10克；
④二次热压：模具温度控制在150°条件下，热压25分钟，二次热压模具比第一次热压模具高度低0.1厘米；
⑤将摩擦衬片打铆接孔；
四、高温增强处理
①将制造好的摩擦衬片使用夹具夹紧后，放进烘箱进行12小时高温处理；
②烘箱温度：升温时间1小时，升温至100℃，保温1小时。升温时间2小时，升温至150℃，保温2小时。升温时间2小时，升温至200℃，保温4小时；
③保温处理结束后，自然降温到常温再打开烘箱；
五、低温增强处理
将高温增强处理后的摩擦衬片放进冰柜里，进行低温增强处理，在-10℃保温2小时，在-20℃保温2小时；
六、机械加工
根据各种车型的技术要求或客户要求，进行机械加工；
七、将加工好的摩擦衬片铆接到钢背上；
八、检验指标
①摩擦系数0.25-0.45；
②磨损率0.3-0.9；
③热膨胀率(400℃±10℃)不大于2.5％；
④无噪声；
⑤冲击强度不小于0.3J/cm2；
⑥寿命5万公里以上。
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Granted publication date: 20160817 Termination date: 20190328 |
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