CN104927769A - 电动三轮车刹车片材料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动三轮车零部件领域，具体涉及电动三轮车刹车片材料，其由如下原料制备而成：硅藻土，硅胶粉，纳米氧化铈，钠水玻璃，石墨纤维，氟化钙，玻璃纤维，硬脂酸锌，甲壳素，氮化铝，碳化硅，聚丙烯树脂，氮化硼，丁苯橡胶，氯醋树脂，镍粉。本发明制备的刹车片材料高温阶段摩擦性能稳定，磨损率较低，优于市场同类产品。

Description

电动三轮车刹车片材料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及电动三轮车零部件领域，具体涉及电动三轮车刹车片材料及其制备工艺。

背景技术

刹车片也叫刹车皮。在车辆的刹车系统中，刹车片是最关键的安全零件，所有刹车效果的好坏都是刹车片起决定性作用，所以说好的刹车片是车辆安全的重要保障。刹车的工作原理主要是来自摩擦，利用刹车片与刹车碟（鼓）及轮胎与地面的摩擦，将车辆行进的动能转换成摩擦後的热能，将车子停下来。一套良好有效率的刹车系统必须能提供稳定、足够、可控制的刹车力，并且具有良好的液压传递及散热能力，以确保驾驶人从刹车踏板所施的力能充分有效的传到总泵及各分泵，及避免高热所导致的液压失效及刹车衰退。

目前制作刹车片的摩擦材料主要分为石棉刹车片(基本淘汰)、半金属刹车片、少金属刹车片、陶瓷刹车片、NAO陶瓷刹车片。其中石棉型刹车片突出问题是强度低、热稳定性差、易磨损，已逐渐被淘汰；金属刹车片目前仍然是刹车片的主要类型，主要材料钢纤维作为增强纤维，由于金属含量较高，其导热性和强度有了一定提高，但是由于现在城市以及高速公路道路路况较好，同时家用轿车的普及，良好的路况导致汽车车速较快，当刹车时刹车片承受的应力更大，钢制刹车片其一噪音大，其二由于散热性一般，表面温度过高导致热衰退明显并且磨损严重，使用寿命大大缩短并且容易出现安全事故。陶瓷刹车片配方设计还不够完善，主要表现为：性能不够稳定，很多刹车片在高温时，其摩擦系数易衰退、甚至出现摩擦材料膨胀，摩擦表面有裂纹等严重技术问题。开发一种性能稳定，使用寿命长的刹车片是我们需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种摩擦性能好、低噪音、热传导效果好并且原料成本低廉的复合材料刹车片。

为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

电动三轮车刹车片材料，其由如下重量份的原料制备而成：

硅藻土1-2份，硅胶粉1-2份，纳米氧化铈1-2份，钠水玻璃1-2份，石墨纤维2-3份，氟化钙2-3份，玻璃纤维3-4份，硬脂酸锌3-4份，甲壳素5-6份，氮化铝6-8份，碳化硅7-9份，聚丙烯树脂7-9份，氮化硼10-12份，丁苯橡胶10-12份，氯醋树脂11-13份，镍粉13-15份。

上述刹车片材料的包括如下工艺步骤： 

1）按照重量份称取各原料备用；

2）将硅藻土添加到搅拌反应器中，然后添加相同重量的1M盐酸，200转/min搅拌5min，70-80℃烘干，最后研磨至粒径为300-400目，即得物料A；

3）将硅胶粉，石墨纤维，玻璃纤维以及甲壳素依次投入到高速混料机，2000转/min搅拌3min，然后静止12小时，即得物料B；

4）将物料A，物料B，纳米氧化铈，钠水玻璃，氟化钙，硬脂酸锌，氮化铝，碳化硅，聚丙烯树脂，氮化硼，丁苯橡胶，氯醋树脂以及镍粉，混合，500转/min搅拌3min，搅拌均匀，即得混合物料；

5）钢背处理：除污、抛丸、喷胶；具体包括：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；

6）将步骤4）所得混合物料放入成形模具内压制成形，然后与步骤5）所得钢背复合后放入平板硫化机于高温200℃，压力为20MPa的条件下，保持10分钟，最后取出刹车片，去除毛刺即得。

所述硅胶粉的粒径为300-400目；钠水玻璃的模数n为3.2；玻璃纤维或石墨纤维的直径为10-20um，长度为30-50um；所述纳米氧化铈的粒径为20-50nm；氟化钙，硬脂酸锌，氮化铝，碳化硅，氮化硼以及镍粉的粒径均为300-400目。

本发明取得有益效果主要包括：

本发明通过添加水玻璃、硬脂酸锌以及氟化钙，使得产品内部组织结构的纵横均匀度，材料粉末分散均匀，提高了耐磨性能；本发明聚丙烯树脂，丁苯橡胶以及氯醋树脂按照合适比例配伍，耐热性能和粘合性能好，可塑性强，而且可减少摩擦噪音小；本发明制备得改性硅藻土对基体材料填充增强，起到稳定摩擦系数和软化温度的作用；本发明使用纳米级氧化铈，粒度小，形成弥漫强化，可提高强度和耐磨性能，还具备一定的润滑作用；本发明各原料组份之间具备较好的协同作用，能够达到较高的耐磨擦性能、机械硬度以及冷热稳定性能。

具体实施方式  

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

电动三轮车刹车片材料，其由如下重量份的原料制备而成：

硅藻土1份，硅胶粉1份，纳米氧化铈1份，钠水玻璃1份，石墨纤维2份，氟化钙2份，玻璃纤维3份，硬脂酸锌3份，甲壳素5份，氮化铝6份，碳化硅7份，聚丙烯树脂7份，氮化硼10份，丁苯橡胶10份，氯醋树脂11份，镍粉13份。其中，硅胶粉的粒径为400目；钠水玻璃的模数n为3.2；玻璃纤维或石墨纤维的直径为20um，长度为50um；所述纳米氧化铈的粒径为50nm；氟化钙，硬脂酸锌，氮化铝，碳化硅，氮化硼以及镍粉的粒径均为400目。

上述刹车片材料的制备工艺包括如下步骤： 

1）按照重量份称取各原料备用；

2）将硅藻土添加到搅拌反应器中，然后添加相同重量的1M盐酸，200转/min搅拌5min，80℃烘干，最后研磨至粒径为400目，即得物料A；

3）将硅胶粉，石墨纤维，玻璃纤维以及甲壳素依次投入到高速混料机，2000转/min搅拌3min，然后静止12小时，即得物料B；

4）将物料A，物料B，纳米氧化铈，钠水玻璃，氟化钙，硬脂酸锌，氮化铝，碳化硅，聚丙烯树脂，氮化硼，丁苯橡胶，氯醋树脂以及镍粉，混合，500转/min搅拌3min，搅拌均匀，即得混合物料；

5）钢背处理：除污、抛丸、喷胶；具体包括：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；

6）将步骤4）所得混合物料放入成形模具内压制成形，然后与步骤5）所得钢背复合后放入平板硫化机于高温200℃，压力为20MPa的条件下，保持10分钟，然后取出刹车片，去除毛刺即得。

实施例2

电动三轮车刹车片材料，其由如下重量份的原料制备而成：

硅藻土2份，硅胶粉2份，纳米氧化铈2份，钠水玻璃2份，石墨纤维3份，氟化钙3份，玻璃纤维4份，硬脂酸锌4份，甲壳素6份，氮化铝8份，碳化硅9份，聚丙烯树脂9份，氮化硼12份，丁苯橡胶12份，氯醋树脂13份，镍粉15份。所述硅胶粉的粒径为300目；钠水玻璃的模数n为3.2；玻璃纤维或石墨纤维的直径为10um，长度为30um；所述纳米氧化铈的粒径为20nm；氟化钙，硬脂酸锌，氮化铝，碳化硅，氮化硼以及镍粉的粒径均为300目。

上述刹车片材料的制备工艺包括如下步骤： 

1）按照重量份称取各原料备用；

2）将硅藻土添加到搅拌反应器中，然后添加相同重量的1M盐酸，200转/min搅拌5min，70℃烘干，最后研磨至粒径为300目，即得物料A；

3）将硅胶粉，石墨纤维，玻璃纤维以及甲壳素依次投入到高速混料机，2000转/min搅拌3min，然后静止12小时，即得物料B；

4）将物料A，物料B，纳米氧化铈，钠水玻璃，氟化钙，硬脂酸锌，氮化铝，碳化硅，聚丙烯树脂，氮化硼，丁苯橡胶，氯醋树脂以及镍粉，混合，500转/min搅拌3min，搅拌均匀，即得混合物料；

5）钢背处理：除污、抛丸、喷胶；具体包括：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；

6）将步骤4）所得混合物料放入成形模具内压制成形，然后与步骤5）所得钢背复合后放入平板硫化机于高温200℃，压力为20MPa的条件下，保持10分钟，然后取出刹车片，去除毛刺即得。

实施例3

按照国家标准GB5763-2008，将实施例1制备的刹车片和市场常用的钢制半金属刹车片（对照）分别在定速摩擦机器上进行摩擦试验，具体试验结果见表1：

表1

温度℃	升温/摩擦系数（实施例1）	升温/摩擦系数（对照）	降温/摩擦系数（实施例1）	降温/摩擦系数（对照）	磨损率（实施例1）	磨损率（对照）
							100	0.42	0.25	0.44	0.30	0.10	0.22
150	0.43	0.28	0.45	0.31	0.11	0.23
							200	0.45	0.31	0.46	0.32	0.12	0.26
250	0.47	0.33	0.46	0.33	0.14	0.29
							300	0.47	0.29	0.46	0.32	0.14	0.33
350	0.46	0.26	0.47	0.31	0.16	0.37

可见，本发明制备的刹车片高温阶段摩擦性能稳定，磨损率较低，优于市场同类产品。

还检测了其他指标（实施例2）：其中，噪音频率低于400HZ，剪切强度为7.13MPa，热膨胀率（400℃）为1.61％，收缩率（400℃）为1.73％，完全符合GB5763-2008执行标准，优于市场同类产品。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方式对本案作了详尽的说明，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所作的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.电动三轮车刹车片材料，其特征在于，所述刹车片材料由如下重量份的原料制备而成：

硅藻土1-2份，硅胶粉1-2份，纳米氧化铈1-2份，钠水玻璃1-2份，石墨纤维2-3份，氟化钙2-3份，玻璃纤维3-4份，硬脂酸锌3-4份，甲壳素5-6份，氮化铝6-8份，碳化硅7-9份，聚丙烯树脂7-9份，氮化硼10-12份，丁苯橡胶10-12份，氯醋树脂11-13份，镍粉13-15份。

2.根据权利要求书1所述的电动三轮车刹车片材料，其特征在于，优选地，所述刹车片材料的制备工艺包括如下步骤：

1）按照重量份称取各原料备用；

2）将硅藻土添加到搅拌反应器中，然后添加相同重量的1M盐酸，200转/min搅拌5min，70-80℃烘干，最后研磨至粒径为300-400目，即得物料A；

3）将硅胶粉，石墨纤维，玻璃纤维以及甲壳素依次投入到高速混料机，2000转/min搅拌3min，然后静止12小时，即得物料B；

4）将物料A，物料B，纳米氧化铈，钠水玻璃，氟化钙，硬脂酸锌，氮化铝，碳化硅，聚丙烯树脂，氮化硼，丁苯橡胶，氯醋树脂以及镍粉，混合，500转/min搅拌3min，搅拌均匀，即得混合物料；

5）钢背处理包括：除污、抛丸、喷胶；

6）将步骤4）所得混合物料放入成形模具内压制成形，然后与步骤5）的钢背复合后放入平板硫化机于高温200℃，压力为20MPa的条件下，保持10分钟，最后取出刹车片，去除毛刺即得。

3.根据权利要求书1或2所述的电动三轮车刹车片材料，其特征在于，所述硅胶粉的粒径为300-400目。

4.根据权利要求书1或2所述的电动三轮车刹车片材料，其特征在于，所述钠水玻璃的模数n为3.2。

5.根据权利要求书1或2所述的电动三轮车刹车片材料，其特征在于，所述玻璃纤维或石墨纤维的直径均为10-20um，长度均为30-50um。

6.根据权利要求书1或2所述的电动三轮车刹车片材料，其特征在于，所述纳米氧化铈的粒径为20-50nm。

7.根据权利要求书1或2所述的电动三轮车刹车片材料，其特征在于，所述氟化钙，硬脂酸锌，氮化铝，碳化硅，氮化硼以及镍粉的粒径均为300-400目。