CN105565811A - 一种金属硫化物陶瓷摩擦材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属硫化物陶瓷摩擦材料，由以下原料组分按照一定重量百分比组成：硫粉、锡粉、三硫化二锑、氧化铝粉、铁铝粉、钢纤、二硫化钼、石墨。本发明还公开了该陶瓷纤维摩擦材料的制备方法，具体步骤为：称取所需原料，将部分原材料进行球磨处理，将所有原材料混合均匀后进行干压成型处理，常压烧结后即制得。本发明一种金属硫化物陶瓷摩擦材料，具有较大的热容量，高温下具有足够高的力学强度及良好的磨合性能。本发明制备工艺简单，原料来源广泛，操作方便，容易工业化生产。

Description

一种金属硫化物陶瓷摩擦材料及其制备方法

技术领域

本发明属于摩擦材料技术领域，具体涉及一种金属硫化物陶瓷摩擦材料，本发明还涉及了该金属硫化物陶瓷摩擦材料的制备方法。

背景技术

制动系统是现代汽车的重要组成部分，其利用摩擦材料的摩擦性将汽车的动能转化为热能和其它能量，从而达到制动的效果。这几年来，由于我国汽车行业的发展迅速，人们对应用于制动系统的刹车摩擦片的材料也不断提出新的要求，以符合汽车发展的需要。

七十年代以前，世界上各个国家所用的汽车摩擦材料，主要材料基本都是石棉材料。石棉摩擦材料有着优良的摩擦性能，并且来源广泛，制作工艺简单，产品成本低廉，应用十分广泛。但是石棉摩擦材料热稳定性不高，当制动温度超过400℃时，其易失去结晶水而导致制动失灵。七十年代以后，人们研究发现，石棉摩擦材料有很强的致癌作用，表明石棉摩擦材料已经不再适应汽车行业的发展要求，因而各个国家加大了对新型无石棉汽车摩擦材料的研究，已研制出一系列各种类型的新型摩擦材料，如半金属摩擦材料、聚合物粘接摩擦材料、复合纤维增强摩擦材料等。

国内有很多科研机构以及生产厂家都对新型的无石棉刹车片进行研究，有自己的原料工艺配方，有的则有一定的生产规模，产品出口到国外市场。然而根据研究调查显示，国内关于无石棉刹车片的研究水平，与国外的还有很大的差距。同一应用类型的无石棉刹车片，国内厂家的生产成本较国外的低，一片的价格差别有六七倍。同时性能差别也较大，国内产品品质不高，使用寿命短，技术工艺落后等，从而导致产品竞争力不强，效益不明显。国内的很多生产厂家，大都与国外厂家合作或直接技术引进，进行生产现如今，虽然很多无石棉摩擦材料的综合性能已得到进一步提高，但仍存在很多问题，如有的材料在性能提高的同时，成本也大幅度提高，有的材料则出现粘结强度不够、噪声大等问题，但是直到现在，还没有哪一类的新型无石棉汽车摩擦材料能够完全满足车辆行业的发展要求。所以，自主研发新型品质优

良并具有较高性价比的无石棉刹车片是我国摩擦材料行业的当务之急。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属硫化物陶瓷摩擦材料，解决石棉摩擦材料热稳定性不高，无石棉摩擦材料生产工艺复杂、生产成本高的问题。

本发明的另一目的是提供该金属硫化物陶瓷摩擦材料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种金属硫化物陶瓷摩擦材料，其特征在于，按照重量百分比，由以下原料组分组成：硫粉1％～5％，锡粉3％～11％，三硫化二锑9％～25％，氧化铝粉5％～10％，铁铝粉30％～40％，钢纤25％～30％，二硫化钼1％～3％，石墨3％～5％，以上各组分重量百分比之和为100％。

本发明所采用的另一技术方案是，一种金属硫化物陶瓷摩擦材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1、按照重量百分比分别称取：硫粉1％～5％，锡粉3％～11％，三硫化二锑9％～25％，氧化铝粉5％～10％，铁铝粉30％～40％，钢纤25％～30％，二硫化钼1％～3％，石墨3％～5％，以上各组分重量百分比之和为100％；

步骤2、将步骤1中称量的硫粉、锡粉、三硫化二锑、氧化铝粉与铁铝粉混合，放入球磨机中球磨2h～3h后取出，加入步骤1称量的钢纤、二硫化钼、石墨，搅拌使其混合均匀；

步骤3、向步骤2所得的原材料中加入成型剂，搅拌均匀后，在压片机上干压成型，成型压力为280MPa～360MPa，随后在60℃～80℃温度下干燥2h～3h；

步骤4、将步骤3所得原料用碳粉堆埋后，放入可控硅高温炉中进行常压烧结，温度为450℃～600℃，自然冷却后，即得成品。

步骤3中，成型剂为柠胺；压片机为粉末压片机。

本发明金属硫化物陶瓷摩擦材料具有以下优点：

利用金属硫化物熔点低的特点，选用二硫化锡、三硫化二锑作为烧结剂，加入其它助剂通过干压烧结的方法，在较低温度下制备出金属硫化物摩擦材料，有利于降低能耗及生产成本，产品具有较大的热容量，高温下具有足够高的力学强度及良好的磨合性能。本发明制备工艺简单，原料来源广泛，操作方便，容易工业化生产。

附图说明

图1是本发金属硫化物陶瓷摩擦材料的制备工艺流程图；

图2是本发明实施例1制得的金属硫化物陶瓷摩擦材料试样表面微观结构形貌图；

图3是本发明实施例2制得的金属硫化物陶瓷摩擦材料试样表面微观结构形貌图；

图4是本发明实施例3制得的金属硫化物陶瓷摩擦材料试样表面微观结构形貌图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种金属硫化物陶瓷摩擦材料及其制备方法，按照重量百分比，由以下原料组分组成：硫粉1％～5％，锡粉3％～11％，三硫化二锑9％～25％，氧化铝粉5％～10％，铁铝粉30％～40％，钢纤25％～30％，二硫化钼1％～3％，石墨3％～5％，以上各组分重量百分比之和为100％。

实施例1

步骤1、按照重量百分比分别称取：硫粉1g，锡粉11g，三硫化二锑10g，氧化铝粉5g，铁铝粉40g，钢纤25g，二硫化钼3g，石墨5g；

步骤2、将步骤1中称量的硫粉、锡粉、三硫化二锑、氧化铝粉与铁铝粉混合，放入球磨机中球磨2h后取出，加入步骤1称量的钢纤、二硫化钼、石墨，搅拌使其混合均匀；

步骤3、向步骤2所得的原材料中加入成型剂，搅拌均匀后，在压片机上干压成型，成型压力为280MPa，随后在80℃温度下干燥2h；

步骤4、将步骤3所得原料用碳粉堆埋后，放入可控硅高温炉中进行常压烧结，温度为450℃，自然冷却后，即得成品。

实施例2

步骤1、按照重量百分比分别称取：硫粉5g，锡粉3g，三硫化二锑20g，氧化铝粉9g，铁铝粉30g，钢纤28g，二硫化钼2g，石墨3g；

步骤2、将步骤1中称量的硫粉、锡粉、三硫化二锑、氧化铝粉与铁铝粉混合，放入球磨机中球磨2h～3h后取出，加入步骤1称量的钢纤、二硫化钼、石墨，搅拌使其混合均匀；

步骤3、向步骤2所得的原材料中加入成型剂，搅拌均匀后，在压片机上干压成型，成型压力为360MPa，随后在60℃温度下干燥3h；

步骤4、将步骤3所得原料用碳粉堆埋后，放入可控硅高温炉中进行常压烧结，温度为600℃，自然冷却后，即得成品。

实施例3

步骤1、按照重量百分比分别称取：硫粉3g，锡粉7g，三硫化二锑15g，氧化铝粉5g，铁铝粉35g，钢纤30g，二硫化钼2g，石墨3g；

步骤2、将步骤1中称量的硫粉、锡粉、三硫化二锑、氧化铝粉与铁铝粉混合，放入球磨机中球磨2h后取出，加入步骤1称量的钢纤、二硫化钼、石墨，搅拌使其混合均匀；

步骤3、向步骤2所得的原材料中加入成型剂，搅拌均匀后，在压片机上干压成型，成型压力为320MPa，随后在70℃温度下干燥3h；

步骤4、将步骤3所得原料用碳粉堆埋后，放入可控硅高温炉中进行常压烧结，温度为500℃，自然冷却后，即得成品。

Claims (3)

1.一种金属硫化物陶瓷摩擦材料，其特征在于，按照重量百分比，由以下原料组分组成：硫粉1％～5％，锡粉3％～11％，三硫化二锑9％～25％，氧化铝粉5％～10％，铁铝粉30％～40％，钢纤25％～30％，二硫化钼1％～3％，石墨3％～5％，以上各组分重量百分比之和为100％。

2.一种金属硫化物陶瓷摩擦材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1、按照重量百分比分别称取：硫粉1％～5％，锡粉3％～11％，三硫化二锑9％～25％，氧化铝粉5％～10％，铁铝粉30％～40％，钢纤25％～30％，二硫化钼1％～3％，石墨3％～5％，以上各组分重量百分比之和为100％；

步骤2、将步骤1中称量的硫粉、锡粉、三硫化二锑、氧化铝粉与铁铝粉混合，放入球磨机中球磨2h～3h后取出，加入步骤1称量的钢纤、二硫化钼、石墨，搅拌使其混合均匀；

步骤3、向步骤2所得的原材料中加入成型剂，搅拌均匀后，在压片机上干压成型，成型压力为280MPa～360MPa，随后在60℃～80℃温度下干燥2h～3h；

步骤4、将步骤3所得原料用碳粉堆埋后，放入可控硅高温炉中进行常压烧结，温度为450℃～600℃，自然冷却后，即得成品。

3.按照权利要求2所述金属硫化物陶瓷摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述成型剂为柠胺；压片机为粉末压片机。