CN105822707B - 一种制动用摩擦材料、刹车片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种刹车片,该刹车片的摩擦材料包含以下重量百分比的组分:丁腈橡胶3%~5%、聚氨酯橡胶3%~4%、鳞片石墨3%~4%、环氧树脂9%~13%、中碳铬铁粉5%~8%、碳酸钙0.5%~1.0%、硬脂酸钙0.2%~0.5%、氮化硼2%~4%、氧化铝粉0.5~1.0%,余量为不锈钢短纤维。

Description

一种制动用摩擦材料、刹车片及其制备方法
技术领域
本发明涉及刹车片领域,尤其涉及一种制动用摩擦材料、刹车片及其制备方法。
背景技术
刹车片一般由钢板、粘结隔热层和摩擦块构成,其中隔热层是由不传热的材料组成,目的是隔热,摩擦块有摩擦材料、粘合剂组成。目前,刹车片中的摩擦材料多使用半金属材料,其耐热性好,导热系数比较大,但在耐磨性能方面仍有欠缺,特别是这种刹车毂进入水或者泥沙时,摩擦效果会降低。拖拉机在田间作业时路面经常凸凹不平,车身振动很大,现在的刹车片防振效果不佳,容易出现松动,导致整个刹车效果不灵敏,甚至出现刹车失灵的问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种摩擦性能好、用于拖拉机刹车片的摩擦材料。
本发明的另一个目的在于提供一种耐磨损、防振性能好的刹车片。
本发明的另一个目的在于提供一种制备所述刹车片的方法。
为达到以上目的,本发明提供一种制动用摩擦材料,其包含以下重量百分比的组分:丁腈橡胶3%~5%、聚氨酯橡胶3%~4%、鳞片石墨3%~4%、环氧树脂9%~13%、中碳铬铁粉5%~8%、碳酸钙0.5%~1.0%、硬脂酸钙0.2%~0.5%、氮化硼2%~4%、氧化铝粉0.5~1.0%,余量为不锈钢短纤维及不可避免的夹杂。
优选地,所述不可避免的杂质含量≤2wt%。
聚氨酯橡胶具有摩擦因数高、耐磨性能卓越等优点,非常适用于摩擦材料。此外,聚氨酯橡胶还具有很好的防振性能,防振性能可以使用吸振性能表示,吸振性能是弹性体对交变应力的作用表现出明显的滞后现象。在受交变应力作用时,外力作用的一部分能量消耗于弹性体分子的内摩擦,转变成为热能。吸振性能通常用衰减系数表示。衰减系数表示发生形变的材料能吸收施加给它的能量的百分数。
本发明通过将聚氨酯橡胶与丁腈橡胶和环氧树脂复配,提高了各粘结材料与不锈钢纤维的粘结性,从而使得所述摩擦材料既具有优良的耐磨减震性能,又与不锈钢纤维有良好的粘结性。
中碳铬铁粉赋予所述摩擦材料较好的耐磨、防腐蚀性能,氧化铝粉可以增加所述摩擦材料的耐磨性能,碳酸钙主要作为丁腈橡胶的填料加入,鳞片石墨作为补强剂加入。
本发明还提供一种刹车片,所述刹车片的摩擦材料包含以下重量百分比的组分:丁腈橡胶3%~5%、聚氨酯橡胶3%~4%、鳞片石墨3%~4%、环氧树脂9%~13%、中碳铬铁粉5%~8%、碳酸钙0.5%~1.0%、硬脂酸钙0.2%~0.5%、氮化硼2%~4%、氧化铝粉0.5~1.0%,余量为不锈钢短纤维及不可避免的夹杂。
本发明还提供一种制备所述刹车片的方法,包括以下步骤:
1)清洗:将不锈钢短纤维放入超声波清洗机中进行清洗,清洗机为乙醇,除去不锈钢短纤维表面的油污,清洗完成后,在烘箱中干燥,除去不锈钢短纤维表面的乙醇;
2)镀铜:在步骤1)得到的不锈钢短纤维表面镀铜;
3)混合:将所述摩擦材料的各组分放入高速分散机中,搅拌成均匀的混合物;
4)压制:将步骤3)中得到的混合物放入模具型腔内在120℃下压制成型,密度为6.8g/cm3,形成毛坯;
5)复合:将步骤毛坯与钢板复合后放入烘箱中加热到260~280,在氩气环境下固化3h~5h,冷却后取出即完成刹车片的制作。
在步骤2)中,镀铜的具体方法属于现有技术,本发明不再详述。对不锈钢短纤维进行镀铜的目的是为了增加其与聚氨酯橡胶的粘结性。
另外,值得一提的是,所述刹车片具有贯通的锥孔,锥孔的轴线垂直于刹车片的钢板,孔径沿着钢板方向逐渐增大,锥角为2°~4°,小孔孔径为4mm~5mm。本发明所述刹车片的主要适用对象是拖拉机,当拖拉机进入水或者泥沙时,带有锥孔的刹车片有利于排出泥沙。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1-实施例4以及对比例1-对比例3分别提供一种刹车片,通过以下方法制得:
1)清洗:将不锈钢短纤维放入超声波清洗机中进行清洗,清洗机为乙醇,除去不锈钢短纤维表面的油污,清洗完成后,在烘箱中干燥,除去不锈钢短纤维表面的乙醇;
2)镀铜:在步骤1)得到的不锈钢短纤维表面镀铜;
3)混合:将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、鳞片石墨、环氧树脂、中碳铬铁粉、碳酸钙、硬脂酸钙、氮化硼、氧化铝粉以及不锈钢短纤维按照表1列出的重量百分比例投入高速分散机中,搅拌成均匀的混合物;
4)压制:将步骤3)中得到的混合物放入模具型腔内在120℃下压制成型,密度为6.8g/cm3,形成毛坯;
5)复合:将步骤毛坯与钢板复合后放入烘箱中加热到260~280,在氩气环境下固化3h~5h,冷却后取出即完成刹车片的制作。
对比例4提供一种刹车片,通过以下方法制得:
1)清洗:将不锈钢短纤维放入超声波清洗机中进行清洗,清洗机为乙醇,除去不锈钢短纤维表面的油污,清洗完成后,在烘箱中干燥,除去不锈钢短纤维表面的乙醇;
2)混合:将丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、鳞片石墨、环氧树脂、中碳铬铁粉、碳酸钙、硬脂酸钙、氮化硼、氧化铝粉以及不锈钢短纤维按照表1列出的重量百分比例投入高速分散机中,搅拌成均匀的混合物;
3)压制:将步骤3)中得到的混合物放入模具型腔内在120℃下压制成型,密度为6.8g/cm3,形成毛坯;
4)复合:将步骤毛坯与钢板复合后放入烘箱中加热到260~280,在氩气环境下固化3h~5h,冷却后取出即完成刹车片的制作。
对制得的所述刹车片的摩擦性能按照GB5763-2008《汽车用制动器衬片》(4类摩擦性能)对金属刹车片进行试验,试验结果如表2,其中对于同一温度,左侧一列为升温时摩擦因数,右侧为降温时摩擦因数。
本发明所述刹车片的主要适用对象是拖拉机,拖拉机垂直振动的频率较低,一般为3~10HZ,本发明采用频率为6HZ的频率,初始振幅为2mm,分别在不同环境温度下测试摩擦片材料的衰减系数,实验数据如表2所示。通过试验表明,本发明所述的摩擦片材料衰减系数为11%~17%,防振效果较好。
表1摩擦材料各组分配比wt%
表2刹车片摩擦性能
从表2的数据可以看出,实施例1-4的摩擦因数在不同温度下的稳定性要比对比例1-4摩擦因数的稳定性好,说明实施例1-4的刹车片的耐磨性能更好。实施例1-4的衰减系数也比对比例1-4的衰减系数高,说明实施例1-4的刹车片的防振性能更好。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (1)

1.一种刹车片,其特征在于,所述刹车片的摩擦材料包含以下重量百分比的组分:丁腈橡胶3%~5%、聚氨酯橡胶3%~4%、鳞片石墨3%~4%、环氧树脂9%~13%、中碳铬铁粉5%~8%、碳酸钙0.5%~1.0%、硬脂酸钙0.2%~0.5%、氮化硼2%~4%、氧化铝粉0.5~1.0%,余量为不锈钢短纤维,所述刹车片通过以下步骤制备:
1)清洗:将不锈钢短纤维放入超声波清洗机中进行清洗,清洗剂为乙醇,除去不锈钢短纤维表面的油污,清洗完成后,在烘箱中干燥,除去不锈钢短纤维表面的乙醇;
2)镀铜:在步骤1)得到的不锈钢短纤维表面镀铜;
3)混合:将丁腈橡胶3%~5%、聚氨酯橡胶3%~4%、鳞片石墨3%~4%、环氧树脂9%~13%、中碳铬铁粉5%~8%、碳酸钙0.5%~1.0%、硬脂酸钙0.2%~0.5%、氮化硼2%~4%、氧化铝粉0.5~1.0%以及镀铜不锈钢短纤维投入高速分散机中,搅拌成均匀的混合物;
4)压制:将步骤3)中得到的混合物放入模具型腔内在120℃下压制成型,密度为6.8g/cm3,形成毛坯;
5)复合:将步骤4)得到的毛坯与钢板复合后放入烘箱中加热到260~280℃,在氩气环境下固化3h~5h,冷却后取出即完成刹车片的制作。
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