CN105130484B - 一种陶瓷摩擦材料原料混合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及陶瓷摩擦材料原料处理技术领域，尤其是一种陶瓷摩擦材料原料混合方法，通过将陶瓷摩擦材料的原料的配比进行限定后，再将其根据不同的类比分别进行混合处理，并结合处理过程中的搅拌速度以及处理的温度的控制，进而使得物料进行混合时候能够发生较为准确的生化反应，进而改善混合物料的性能，提高制备的陶瓷摩擦材料的质量和品质；结合腰果油摩擦粉、钛钾酸晶须、氧化铝、铜纤维、秸秆混合处理步骤中的高速搅拌处理，进而使得各原料的混合分散程度较优，并采用超声波和微波交叉处理，进而使得物料的不同的温度环境以及分散程度下进行反应，进而提高了陶瓷摩擦材料的质量。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷摩擦材料原料处理技术领域，尤其是一种陶瓷摩擦材料原料混合方法。
背景技术
制动片，又称为刹车片，是用于滚动、传动机件中进行速度控制的摩擦片，特别是在汽车制动领域应用较多、也较为严格。陶瓷制动片的研究技术早在2000年左右就已经出现了，并且在近15年的发展中有了较大突破，但其在某些外观、色泽以及其他耐磨、耐高温性能上，均还不理想，为此近几年开始出现大量的采用非金属材料替换金属材料，并结合陶瓷制作耐高温、耐打磨的制动片，并为制动技术领域带来了较为理想的效果。但是，在陶瓷摩擦材料的制备过程中，需要对原料进行搅拌混合，在此过程中，由于向其中添加原料的顺序不一样，各原料之间发生的微观变化也不一致，进而对制得的陶瓷制动片的质量也是不相同的；并且在添加原料混合时，对混合料的处理温度，搅拌速度，混合时间的控制不一样，其原料之间发生微观反应程度也是不一致的，进而也会影响陶瓷制动片的质量；同时，对于陶瓷摩擦材料原料混合工艺中，对于原料混合处理不恰当，也会导致制动片在进行热处理工艺中的程序较长，耗能较高，质量难以控制，劣质产品较多，进而导致陶瓷制动片的制作成本较高。
为此，有研究者针对上述技术问题做出了研究，如专利号为201410430755.5的《一种碳基陶瓷制动片原料混合方法》进行了研究。尽管如此，对于陶瓷摩擦材料技术领域的原料混合步骤以及工艺参数的控制与调整，依然不能满足陶瓷摩擦材料制备的需求。为此，本研究者进一步的结合陶瓷摩擦材料的制备技术领域，以及结合采用的原料，对陶瓷摩擦材料原料的混合方法进行工艺步骤以及工艺参数的调整与控制，进而为陶瓷摩擦材料技术领域提供了一种新思路。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种陶瓷摩擦材料原料混合方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种陶瓷摩擦材料原料混合方法，包括以下步骤：
(1)将陶瓷纤维、粉煤灰、碳纤维、乙酸乙酯按照质量比为1:3:7:0.1混合后，再向其中加入占碳纤维1-3倍重量的陶瓷纤维，并随后向其中投入钛酸钾晶须，投入量为碳纤维的0.1-0.3倍，并在上述加入混合的过程中，采用搅拌速度为3000-5000r/min边搅拌边加入处理，待上述物料加入完成后，再向其中加入占混合物料3-9％的澄清石灰水，调整温度为60-90℃，静置3-5h；
(2)将膨胀蛭石、丁腈胶粉、磷矿粉、软锰矿粉按照质量比为5:7:9:13混合均后，再将其置于研磨机中研磨过70-100目筛，再向其中加入占膨胀蛭石重量3-7％的酚醛树脂，再调整温度为70-90℃，静置处理1-3h；
(3)将腰果油摩擦粉、钛钾酸晶须、氧化铝、铜纤维、秸秆按照质量比为3:5：2:4:0.5～0.9混合均匀后，先将其置于温度为40-60℃的环境中，采用搅拌速度为100-300r/min搅拌处理1-3h，再将其温度以升温速度为5-10℃/min，搅拌速度以1-3r/min降速处理40-60min，再将其以恒温、恒定的搅拌速度处理20-40min，再向其中加入步骤2)处理好的物料，并采用边加入边搅拌的方式加入到其中，调整温度为100-300℃，搅拌速度为1000-3000r/min搅拌处理20-30min，再将步骤1)处理好的物料加入到其中，并采用500-2500r/min搅拌处理5-10min后，再将其置于超声波处理器中处理30-40s，再将其转入微波炉中处理3-5min，再将其转入超声波处理器中处理1-3min，即可完成原料的混合。
所述的超声波，其频率为300-3000Hz。
所述的超声波，其频率为500-1000Hz。
所述的超声波，其频率为1000-2000Hz。
所述的微波炉，其微波频率为30-500Hz。
所述的微波炉，其微波频率为50-100Hz。
所述的微波炉，其微波频率为100-400Hz。
上述的秸秆主要为玉米秸秆、小麦秸秆、甘蔗秸秆中的一种或者几种的混合物。
本发明还提供一种陶瓷摩擦材料，其原料成分以重量份计为：
陶瓷纤维、粉煤灰、碳纤维、乙酸乙酯按照质量比为1:3:7:0.1混合后，再向其中加入占碳纤维1-3倍重量的陶瓷纤维，并随后向其中投入钛酸钾晶须，投入量为碳纤维的0.1-0.3倍，再向其中加入占混合物料3-9％的澄清石灰水组成的混合物料为30-50份；
膨胀蛭石、丁腈胶粉、磷矿粉、软锰矿粉按照质量比为5:7:9:13混合均后，再将其置于研磨机中研磨过70-100目筛，再向其中加入占膨胀蛭石重量3-7％的酚醛树脂组成的混合物料为15-30份；
腰果油摩擦粉、钛钾酸晶须、氧化铝、铜纤维、秸秆按照质量比为3:5：2:4:0.5～0.9混合均匀后的混合物料为11-17份。
与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
通过将陶瓷摩擦材料的原料的配比进行限定后，再将其根据不同的类比分别进行混合处理，并结合处理过程中的搅拌速度以及处理的温度的控制，进而使得物料进行混合时候能够发生较为准确的生化反应，进而改善混合物料的性能，提高制备的陶瓷摩擦材料的质量和品质；结合腰果油摩擦粉、钛钾酸晶须、氧化铝、铜纤维、秸秆混合处理步骤中的高速搅拌处理，进而使得各原料的混合分散程度较优，再结合将步骤2和步骤1中制备的混合物料按照一定的次序加入到上述混合物料中后，再将其采用高速搅拌处理，并随后采用超声波和微波交叉处理，进而使得物料的不同的温度环境以及分散程度下进行反应，进而提高了陶瓷摩擦材料的质量。
并且本发明还将上述混合后的原料按照专利号为201010171745.6的《陶瓷基摩擦材料及其制备方法》进行陶瓷摩擦材料的制备，并将其进行动静摩擦系数比进行测试以及对磨损率进行测试，进而得出，相比专利号为201010171745.6的《陶瓷基摩擦材料及其制备方法》中采用的物料以及物料的混合方法制备的陶瓷摩擦材料的动静摩擦系数比和磨损率较优，并且动静摩擦系数比高达97.65-98.13％，其磨损率相对专利号为201010171745.6降低了30％。
进一步的，本发明还将上述原料混合的方法混合的原料用于按照专利号为201010171745.6的《陶瓷基摩擦材料及其制备方法》中陶瓷摩擦材料的制备，与专利号为201410430755.5的《一种碳基陶瓷制动片原料混合方法》混合的原料按照专利号为201010171745.6的《陶瓷基摩擦材料及其制备方法》中陶瓷摩擦材料的制备，再将上述制备的陶瓷摩擦材料进行动静摩擦系数比以及磨损率的检测，进而得出，本发明的原料混合方法相比专利号为201410430755.5的原料的混合方法混合的原料制备的陶瓷摩擦材料的动静摩擦系数比要高3-6个百分点，磨损率降低了7-10％，由此可以得出，本发明的上述原料的混合方法用于陶瓷摩擦材料的制备，能够使得陶瓷摩擦材料的动静摩擦系数比和磨损率得到较大程度的改善，具有显著的进步。
通过在原料混合中对陶瓷摩擦材料制作质量进行较高程度的保证，缩短了陶瓷摩擦材料的制作工艺，降低了陶瓷摩擦材料制作的能耗，进一步的降低了陶瓷摩擦材料的制作成本，具有显著的经济效益。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种陶瓷摩擦材料原料混合方法，包括以下步骤：
(1)将陶瓷纤维、粉煤灰、碳纤维、乙酸乙酯按照质量比为1:3:7:0.1混合后，再向其中加入占碳纤维1倍重量的陶瓷纤维，并随后向其中投入钛酸钾晶须，投入量为碳纤维的0.1倍，并在上述加入混合的过程中，采用搅拌速度为3000r/min边搅拌边加入处理，待上述物料加入完成后，再向其中加入占混合物料3％的澄清石灰水，调整温度为60℃，静置3h；
(2)将膨胀蛭石、丁腈胶粉、磷矿粉、软锰矿粉按照质量比为5:7:9:13混合均后，再将其置于研磨机中研磨过70目筛，再向其中加入占膨胀蛭石重量3％的酚醛树脂，再调整温度为70℃，静置处理1h；
(3)将腰果油摩擦粉、钛钾酸晶须、氧化铝、铜纤维、秸秆按照质量比为3:5：2:4:0.5混合均匀后，先将其置于温度为40℃的环境中，采用搅拌速度为100r/min搅拌处理1h，再将其温度以升温速度为5℃/min，搅拌速度以1r/min降速处理40min，再将其以恒温、恒定的搅拌速度处理20min，再向其中加入步骤2)处理好的物料，并采用边加入边搅拌的方式加入到其中，调整温度为100℃，搅拌速度为1000r/min搅拌处理20min，再将步骤1)处理好的物料加入到其中，并采用500r/min搅拌处理5min后，再将其置于超声波处理器中处理30s，再将其转入微波炉中处理3min，再将其转入超声波处理器中处理1min，即可完成原料的混合。
上述的步骤1，步骤2，步骤3之间的物料混合比为30～50:15～30：11～17。
所述的超声波，其频率为300Hz。
所述的微波炉，其微波频率为30Hz。
秸秆为玉米秸秆。
实施例2
一种陶瓷摩擦材料原料混合方法，包括以下步骤：
(1)将陶瓷纤维、粉煤灰、碳纤维、乙酸乙酯按照质量比为1:3:7:0.1混合后，再向其中加入占碳纤维3倍重量的陶瓷纤维，并随后向其中投入钛酸钾晶须，投入量为碳纤维的0.3倍，并在上述加入混合的过程中，采用搅拌速度为5000r/min边搅拌边加入处理，待上述物料加入完成后，再向其中加入占混合物料9％的澄清石灰水，调整温度为90℃，静置5h；
(2)将膨胀蛭石、丁腈胶粉、磷矿粉、软锰矿粉按照质量比为5:7:9:13混合均后，再将其置于研磨机中研磨过100目筛，再向其中加入占膨胀蛭石重量7％的酚醛树脂，再调整温度为90℃，静置处理3h；
(3)将腰果油摩擦粉、钛钾酸晶须、氧化铝、铜纤维、秸秆按照质量比为3:5：2:4:0.9混合均匀后，先将其置于温度为60℃的环境中，采用搅拌速度为300r/min搅拌处理3h，再将其温度以升温速度为10℃/min，搅拌速度以3r/min降速处理60min，再将其以恒温、恒定的搅拌速度处理40min，再向其中加入步骤2)处理好的物料，并采用边加入边搅拌的方式加入到其中，调整温度为300℃，搅拌速度为3000r/min搅拌处理30min，再将步骤1)处理好的物料加入到其中，并采用2500r/min搅拌处理10min后，再将其置于超声波处理器中处理40s，再将其转入微波炉中处理5min，再将其转入超声波处理器中处理3min，即可完成原料的混合。
所述的超声波，其频率为3000Hz。
所述的微波炉，其微波频率为500Hz。
秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆。
上述的步骤1，步骤2，步骤3之间的物料混合比为30～50:15～30：11～17。
实施例3
一种陶瓷摩擦材料原料混合方法，包括以下步骤：
(1)将陶瓷纤维、粉煤灰、碳纤维、乙酸乙酯按照质量比为1:3:7:0.1混合后，再向其中加入占碳纤维2倍重量的陶瓷纤维，并随后向其中投入钛酸钾晶须，投入量为碳纤维的0.2倍，并在上述加入混合的过程中，采用搅拌速度为4000r/min边搅拌边加入处理，待上述物料加入完成后，再向其中加入占混合物料5％的澄清石灰水，调整温度为70℃，静置4h；
(2)将膨胀蛭石、丁腈胶粉、磷矿粉、软锰矿粉按照质量比为5:7:9:13混合均后，再将其置于研磨机中研磨过80目筛，再向其中加入占膨胀蛭石重量5％的酚醛树脂，再调整温度为80℃，静置处理2h；
(3)将腰果油摩擦粉、钛钾酸晶须、氧化铝、铜纤维、秸秆按照质量比为3:5：2:4:0.7混合均匀后，先将其置于温度为50℃的环境中，采用搅拌速度为200r/min搅拌处理2h，再将其温度以升温速度为8℃/min，搅拌速度以2r/min降速处理50min，再将其以恒温、恒定的搅拌速度处理30min，再向其中加入步骤2)处理好的物料，并采用边加入边搅拌的方式加入到其中，调整温度为200℃，搅拌速度为2000r/min搅拌处理25min，再将步骤1)处理好的物料加入到其中，并采用1500r/min搅拌处理8min后，再将其置于超声波处理器中处理35s，再将其转入微波炉中处理4min，再将其转入超声波处理器中处理2min，即可完成原料的混合。
所述的超声波，其频率为500Hz。
所述的微波炉，其微波频率为50Hz。
秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、甘蔗秸秆。
上述的步骤1，步骤2，步骤3之间的物料混合比为30～50:15～30：11～17。
实施例4
一种陶瓷摩擦材料原料混合方法，包括以下步骤：
(1)将陶瓷纤维、粉煤灰、碳纤维、乙酸乙酯按照质量比为1:3:7:0.1混合后，再向其中加入占碳纤维1.5倍重量的陶瓷纤维，并随后向其中投入钛酸钾晶须，投入量为碳纤维的0.15倍，并在上述加入混合的过程中，采用搅拌速度为3500r/min边搅拌边加入处理，待上述物料加入完成后，再向其中加入占混合物料8％的澄清石灰水，调整温度为80℃，静置3.5h；
(2)将膨胀蛭石、丁腈胶粉、磷矿粉、软锰矿粉按照质量比为5:7:9:13混合均后，再将其置于研磨机中研磨过90目筛，再向其中加入占膨胀蛭石重量6％的酚醛树脂，再调整温度为75℃，静置处理1.5h；
(3)将腰果油摩擦粉、钛钾酸晶须、氧化铝、铜纤维、秸秆按照质量比为3:5：2:4:0.6混合均匀后，先将其置于温度为45℃的环境中，采用搅拌速度为150r/min搅拌处理1.5h，再将其温度以升温速度为6℃/min，搅拌速度以1.5r/min降速处理45min，再将其以恒温、恒定的搅拌速度处理25min，再向其中加入步骤2)处理好的物料，并采用边加入边搅拌的方式加入到其中，调整温度为150℃，搅拌速度为1500r/min搅拌处理23min，再将步骤1)处理好的物料加入到其中，并采用1000r/min搅拌处理6min后，再将其置于超声波处理器中处理33s，再将其转入微波炉中处理4min，再将其转入超声波处理器中处理2min，即可完成原料的混合。
所述的超声波，其频率为1000Hz。
所述的微波炉，其微波频率为100Hz。
秸秆为小麦秸秆。
上述的步骤1，步骤2，步骤3之间的物料混合比为30～50:15～30：11～17。
实施例5
一种陶瓷摩擦材料原料混合方法，包括以下步骤：
(1)将陶瓷纤维、粉煤灰、碳纤维、乙酸乙酯按照质量比为1:3:7:0.1混合后，再向其中加入占碳纤维2.5倍重量的陶瓷纤维，并随后向其中投入钛酸钾晶须，投入量为碳纤维的0.25倍，并在上述加入混合的过程中，采用搅拌速度为4500r/min边搅拌边加入处理，待上述物料加入完成后，再向其中加入占混合物料4％的澄清石灰水，调整温度为65℃，静置4.5h；
(2)将膨胀蛭石、丁腈胶粉、磷矿粉、软锰矿粉按照质量比为5:7:9:13混合均后，再将其置于研磨机中研磨过75目筛，再向其中加入占膨胀蛭石重量4％的酚醛树脂，再调整温度为77℃，静置处理2h；
(3)将腰果油摩擦粉、钛钾酸晶须、氧化铝、铜纤维、秸秆按照质量比为3:5：2:4:0.7混合均匀后，先将其置于温度为49℃的环境中，采用搅拌速度为190r/min搅拌处理2.5h，再将其温度以升温速度为6℃/min，搅拌速度以3r/min降速处理55min，再将其以恒温、恒定的搅拌速度处理35min，再向其中加入步骤2)处理好的物料，并采用边加入边搅拌的方式加入到其中，调整温度为200℃，搅拌速度为2700r/min搅拌处理27min，再将步骤1)处理好的物料加入到其中，并采用2000r/min搅拌处理9min后，再将其置于超声波处理器中处理39s，再将其转入微波炉中处理4min，再将其转入超声波处理器中处理2min，即可完成原料的混合。
所述的超声波，其频率为2000Hz。
所述的微波炉，其微波频率为400Hz。
秸秆为甘蔗秸秆。
上述的步骤1，步骤2，步骤3之间的物料混合比为30～50:15～30：11～17。
Claims (7)
1.一种陶瓷摩擦材料原料混合方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将陶瓷纤维、粉煤灰、碳纤维、乙酸乙酯按照质量比为1:3:7:0.1混合后，再向其中加入占碳纤维1-3倍重量的陶瓷纤维，并随后向其中投入钛酸钾晶须，投入量为碳纤维的0.1-0.3倍，并在上述加入混合的过程中，采用搅拌速度为3000-5000r/min边搅拌边加入处理，待上述物料加入完成后，再向其中加入占混合物料3-9％的澄清石灰水，调整温度为60-90℃，静置3-5h；
(2)将膨胀蛭石、丁腈胶粉、磷矿粉、软锰矿粉按照质量比为5:7:9:13混合均后，再将其置于研磨机中研磨过70-100目筛，再向其中加入占膨胀蛭石重量3-7％的酚醛树脂，再调整温度为70-90℃，静置处理1-3h；
(3)将腰果油摩擦粉、钛酸钾晶须、氧化铝、铜纤维、秸秆按照质量比为3:5：2:4:0.5～0.9混合均匀后，先将其置于温度为40-60℃的环境中，采用搅拌速度为100-300r/min搅拌处理1-3h，再将其温度以升温速度为5-10℃/min，搅拌速度以1-3r/min降速处理40-60min，再将其以恒温、恒定的搅拌速度处理20-40min，再向其中加入步骤2)处理好的物料，并采用边加入边搅拌的方式加入到其中，调整温度为100-300℃，搅拌速度为1000-3000r/min搅拌处理20-30min，再将步骤1)处理好的物料加入到其中，并采用500-2500r/min搅拌处理5-10min后，再将其置于超声波处理器中处理30-40s，再将其转入微波炉中处理3-5min，再将其转入超声波处理器中处理1-3min，即可完成原料的混合；
上述的步骤(1)，步骤(2)，步骤(3)之间的物料混合，重量比为30～50:15～30：11～17。
2.如权利要求1所述的陶瓷摩擦材料原料混合方法，其特征在于，所述的超声波，其频率为300-3000Hz。
3.如权利要求1或2所述的陶瓷摩擦材料原料混合方法，其特征在于，所述的超声波，其频率为500-1000Hz。
4.如权利要求1或2所述的陶瓷摩擦材料原料混合方法，其特征在于，所述的超声波，其频率为1000-2000Hz。
5.如权利要求1所述的陶瓷摩擦材料原料混合方法，其特征在于，所述的微波炉，其微波频率为30-500Hz。
6.如权利要求1或2所述的陶瓷摩擦材料原料混合方法，其特征在于，所述的微波炉，其微波频率为50-100Hz。
7.如权利要求1所述的陶瓷摩擦材料原料混合方法，其特征在于，所述的微波炉，其微波频率为100-400Hz。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 554202 Guizhou province Tongren City mountain tower of Ping Gan Chang Ba Industrial Park Applicant after: GUIZHOU HONGAN BRAKES TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: The town of Wanshan District of Tongren city Guizhou 554200 mountains area of Tongren Province Applicant before: WANSHAN SPECIAL ZONE HONG AN FRICTION MATERIAL CO., LTD. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |