CN105524316B - 一种无重金属摩擦材料及刹车片 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无重金属摩擦材料及刹车片。所述无重金属摩擦材料，以重量份计，包括如下原料：钢纤维20‑30份、矿物纤维5‑15份、改性酚醛树脂5‑15份、丁腈橡胶10‑15份、丁苯橡胶10‑15份、石墨2‑3份、二硫化钼3‑4份、硫酸钡5‑8份、芳纶1‑5份、重质碳酸钙1‑5份、重质氧化镁1‑5份、白刚玉1‑3份、碳化硅3‑4份。本发明的无重金属摩擦材料不包含重金属，铜含量低，降低了污染，并且抗热裂性和耐磨性好，磨损率低，进而延长了使用寿命；合理控制摩擦材料成分配比保证摩擦材料不对制动盘产生异常磨损。

Description

一种无重金属摩擦材料及刹车片

技术领域

本发明涉及汽车刹车片领域，具体涉及一种无重金属摩擦材料及刹车片。

背景技术

随着我国汽车保有量的不断增加，由此而造成的污染问题也越来越受到人们的重视。

目前，国内外高性能制动材料多选用金属铜，铜是刹车片设计中的一个关键成分，它不仅对刹车片和刹车盘的磨损、噪声和振动起到了抑制作用，还有助于提高刹车片和刹车盘在各种工作温度下的摩擦稳定性。在欧洲、亚洲和北美使用的刹车片传统无石棉有机材料(NAO)和低钢配方中，铜甚至占到了刹车片总质量的5％至20％。制动材料在加工成制动片后，当车辆刹车时，刹车片和刹车盘接触的位置会由于制动力摩擦而产生部分含铜粉尘，这些粉尘会通过空气、雨水、悬浮颗粒物等进入环境中，从而造成环境污染。

鉴于铜对环境造成的不利影响，美国一些州通过颁布立法来强制要求逐步在刹车片中停用金属铜，最初将铜含量限制为低于刹车片总质量的5％，最终不得超过0.5％。为此运输车辆制造商现在纷纷指定使用铜含量等级符合规定的制动系统。

现有技术中，中国专利文献CN104179860A公开了一种无铜有机陶瓷刹车片，包括粘接剂、增强材料、摩擦性能调节剂和填料，具体为由以下重量百分比的原料制成：酚醛树脂6-13％、矿物纤维10-22％、氧化铁5-7％、石墨6-14％、硫酸钡12-20％、碳酸钙10-14％、芳纶浆粕1-3％、钛酸钾12-20％、轮胎粉1-5％、改性硫化物2-8％、改性石墨2-8％。该技术提供的陶瓷刹车片，将刹车片中铜的含量降为了0，实现了对环境的保护。但是，在运输车辆上刹车片的使用始终要以性能作为第一指标，优良、稳定的制动性、耐磨性、抗热裂性是评价其性能的三要素。而在上述刹车片配方中，无铜有机陶瓷刹车片虽然不含有铜及其他重金属，对环境的污染小，但是因为其摩擦系数不稳定，制动盘的磨损严重，制动盘易产生疲劳裂纹，闸片在高温制动时基体金属的转移、粘接，致使使用寿命降低等缺点。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的摩擦系数不稳定、制动盘磨损严重，制动盘易产生疲劳裂纹，闸片在高温制动时基体金属的转移、粘接，致使使用寿命降低缺陷，从而提供一种实现摩擦系数稳定，减少制动盘的磨损，减少制动盘疲劳裂纹的产生，防止闸片在制动时高温时基体金属的转移、粘接，提高制动盘的使用寿命的无重金属摩擦材料及刹车片。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种无重金属摩擦材料，以重量份计，包括如下原料：

钢纤维20-30份、矿物纤维5-15份、改性酚醛树脂5-15份、丁腈橡胶10-15份、丁苯橡胶10-15份、石墨2-3份、二硫化钼3-4份、硫酸钡5-8份、芳纶1-5份、重质碳酸钙1-5份、重质氧化镁1-5份、白刚玉1-3份、碳化硅3-4份。

上述无重金属摩擦材料，优选的，以重量份计，包括如下原料：

钢纤维23-27份、矿物纤维5-9份、改性酚醛树脂10-13份、丁腈橡胶10-12份、丁苯橡胶12-15份、石墨2-3份、二硫化钼3-4份、硫酸钡5-8份、芳纶2-4份、重质碳酸钙3-5份、重质氧化镁3-5份、白刚玉2-3份、碳化硅3-4份。

上述无重金属摩擦材料，最优的，以重量份计，包括如下原料：

钢纤维25份、矿物纤维7份、改性酚醛树脂12份、丁腈橡胶10份、丁苯橡胶15份、石墨3份、二硫化钼4份、硫酸钡8份、芳纶3份、重质碳酸钙3份、重质氧化镁3份、白刚玉2份、碳化硅3份。

上述无重金属摩擦材料在制备机动车辆刹车片中的应用。

一种无重金属的汽车刹车片，包含上述无重金属摩擦材料。

上述无重金属的汽车刹车片，其制备方法包括如下：按照特定配比将各组分均匀混合得到混合料，将混合料置于模具中压制，然后将压制后的毛坯加热固化。

上述无重金属的汽车刹车片，所述压制的压力为10～15Mpa，压制时间为100-150s；所述加热的温度为150-180℃，固化时间为20-24h。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的无重金属的汽车刹车片摩擦材料，不包含重金属和铜降低了污染；所述材料合理设置各组分的含量，通过各组分之间的协同作用，提高刹车片摩擦系数稳定性，减少制动盘的磨损，减少制动盘疲劳裂纹的产生，防止闸片在制动时高温时基体金属的转移、粘接，提高制动盘的使用寿命的、低成本；钢纤维、矿物纤维、芳纶为纤维状，除了对材料本身增加摩擦系数外，还增强了材料自身强度；碳酸钙、重质氧化镁、二硫化钼、丁腈橡胶、丁苯橡胶与改性酚醛树脂既可以调节摩擦系数又可以改善产品硬度；冰晶石在高温状态下可以稳定摩擦系数，作为摩擦组元的冰晶石、白刚玉和碳化硅三者与硫酸钡和其他组分含量合理配置，既不损伤对偶，又能改善对偶状态作用。

本发明提供的无重金属的汽车刹车片摩擦材料，抗热裂性和耐磨性好，磨损率低，防止闸片在制动时高温时基体金属的转移、粘接，提高制动盘的使用寿命；合理控制摩擦材料成分配比保证摩擦材料不对制动盘产生异常磨损。

具体实施方式

下面将通过具体实例对本发明做进一步的说明。

实施例1

本发明所述的无重金属的汽车刹车片摩擦材料，以重量份计(1重量份为1g)，包括原料：

钢纤维25份、矿物纤维7份、改性酚醛树脂12份、丁腈橡胶10份、丁苯橡胶15份、石墨3份、二硫化钼4份、硫酸钡8份、芳纶3份、重质碳酸钙3份、重质氧化镁3份、白刚玉2份、碳化硅3份。

按照上述配比将各组分均匀混合得到混合料，将混合料置于模具中压制，设置压制的压力为10Mpa，压制时间为150s，然后将压制后的毛坯于温度180℃下，固化20h，制得汽车刹车片。上述制得的汽车刹车片的性能如表1所示。

实施例2

本发明所述的无重金属的汽车刹车片摩擦材料，以重量份计(1重量份为1g)，包括原料：

钢纤维30份、矿物纤维9份、改性酚醛树脂10份、丁腈橡胶10份、丁苯橡胶12份、石墨3份、二硫化钼3份、硫酸钡5份、芳纶4份、重质碳酸钙5份、重质氧化镁1份、白刚玉2份、碳化硅4份。

按照上述配比将各组分均匀混合得到混合料，将混合料置于模具中压制，设置压制的压力为15Mpa，压制时间为100s，然后将压制后的毛坯于温度150℃下，固化24h，制得汽车刹车片。上述制得的汽车刹车片的性能如表1所示。

实施例3

本发明所述的无重金属的汽车刹车片摩擦材料，以重量份计(1重量份为1g)，包括原料：

钢纤维20份、矿物纤维15份、改性酚醛树脂10份、丁腈橡胶15份、丁苯橡胶10份、石墨2份、二硫化钼4份、硫酸钡8份、芳纶1份、重质碳酸钙5份、重质氧化镁1份、白刚玉1份、碳化硅4份。

按照上述配比将各组分均匀混合得到混合料，将混合料置于模具中压制，设置压制的压力为12Mpa，压制时间为120s，然后将压制后的毛坯于温度160℃下，固化22h，制得汽车刹车片。上述制得的汽车刹车片的性能如表1所示。

实施例4

本发明所述的无重金属的汽车刹车片摩擦材料，以重量份计(1重量份为1g)，包括原料：

钢纤维23份、矿物纤维12份、改性酚醛树脂13份、丁腈橡胶12份、丁苯橡胶12份、石墨3份、二硫化钼4份、硫酸钡7份、芳纶3份、重质碳酸钙3份、重质氧化镁2份、白刚玉2份、碳化硅3份。

按照上述配比将各组分均匀混合得到混合料，将混合料置于模具中压制，设置压制的压力为14Mpa，压制时间为130s，然后将压制后的毛坯于温度165℃下，固化21h，制得汽车刹车片。上述制得的汽车刹车片的性能如表1所示。

表1汽车刹车片的物理及力学性能

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种无重金属的汽车刹车片，其特征在于，包含无重金属摩擦材料，所述无重金属摩擦材料，以重量份计，由如下原料组成：

钢纤维20-30份、矿物纤维5-15份、改性酚醛树脂5-15份、丁腈橡胶10-15份、丁苯橡胶10-15份、石墨2-3份、二硫化钼3-4份、硫酸钡5-8份、芳纶1-5份、重质碳酸钙1-5份、重质氧化镁1-5份、白刚玉1-3份、碳化硅3-4份；

上述汽车刹车片的制备方法，包括如下步骤：按照特定配比将上述各原料均匀混合得到混合料，将混合料置于模具中压制，所述压制的压力为10～15MPa ，压制时间为100-150s；

然后将压制后的毛坯加热固化，所述加热固化的温度为150-180℃，固化时间为20-24h。

2.根据权利要求1所述的汽车刹车片，其特征在于，所述无重金属摩擦材料，以重量份计，由如下原料组成：

钢纤维23-27份、矿物纤维5-9份、改性酚醛树脂10-13份、丁腈橡胶10-12份、丁苯橡胶12-15份、石墨2-3份、二硫化钼3-4份、硫酸钡5-8份、芳纶2-4份、重质碳酸钙3-5份、重质氧化镁3-5份、白刚玉2-3份、碳化硅3-4份。

3.根据权利要求2所述的汽车刹车片，其特征在于，所述无重金属摩擦材料，以重量份计，由如下原料组成：

钢纤维25份、矿物纤维7份、改性酚醛树脂12份、丁腈橡胶10份、丁苯橡胶15份、石墨3份、二硫化钼4份、硫酸钡8份、芳纶3份、重质碳酸钙3份、重质氧化镁3份、白刚玉2份、碳化硅3份。

4.无重金属摩擦材料在制备机动车辆刹车片中的应用，无重金属摩擦材料，以重量份计，由如下原料组成：

钢纤维20-30份、矿物纤维5-15份、改性酚醛树脂5-15份、丁腈橡胶10-15份、丁苯橡胶10-15份、石墨2-3份、二硫化钼3-4份、硫酸钡5-8份、芳纶1-5份、重质碳酸钙1-5份、重质氧化镁1-5份、白刚玉1-3份、碳化硅3-4份。