CN105945287A - 一种耐高温熔融陶瓷刹车片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温熔融陶瓷刹车片的制备方法，属于陶瓷刹车片制备技术领域。本发明取黄铜粉末、Al2O3等物质，以无水乙醇为介质球磨，与聚乙烯醇混合，干压成型干燥得干燥生坯，进行二次烧结后，经碾磨过筛，与石墨粉末混合球磨，于模具中，干压成型，再经保温煅烧，冷却制得耐高温熔融陶瓷刹车片。本发明的有益效果是：本发明制备步骤简单，所得产品在700～1000℃高温时，无烧结反应产生，刹车片表面物质无熔化和气垫现象；刹车性能好，连续刹车后无刹车失灵现象发生，使用寿命高于其他产品25%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐高温熔融陶瓷刹车片的制备方法，属于陶瓷刹车片制备技术领域。
背景技术
刹车片也叫刹车皮。在汽车的刹车系统中，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人和汽车的保护神。刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成，钢板要经过涂装来防锈，涂装过程用SMT-4炉温跟踪仪来检测涂装过程的温度分布来保证质量。其中隔热层是由不传热的材料组成，目的是隔热。摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成，刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的。由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，一般来讲成本越低的刹车片磨损得越快。陶瓷刹车片颠覆了传统意义上的陶瓷刹车概念，陶瓷刹车片是由陶瓷纤维、不含铁的填料物质、胶粘剂和少量的金属组成的。但使用时，由于表面温度急剧升高，会产生烧结反应，导致刹车片表面物质熔化甚至产生气垫，造成连续刹车后刹车性能急剧降低或者刹车失灵现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对陶瓷刹车片使用时，由于表面温度急剧升高，会产生烧结反应，导致刹车片表面物质熔化甚至产生气垫，造成连续刹车后刹车性能急剧降低或刹车失灵的弊端，提供了一种取黄铜粉末、Al2O3等物质，以无水乙醇为介质球磨，与聚乙烯醇混合，干压成型干燥得干燥生坯，进行二次烧结后，经碾磨过筛，与石墨粉末混合球磨，于模具中，干压成型，再经保温煅烧，冷却制得耐高温熔融陶瓷刹车片的方法。本发明在急刹使用时，通过所添加的黄铜粉末，使其融化吸热，有效组织刹车片自身熔融导致的缺陷，且制备步骤简单，所得产品在高温时，无烧结反应产生，刹车性能好。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）按重量份数计，分别称量25～45份黄铜粉末、20～25份Al2O3、10～15份铁铝粉、8～12份MgO、2～3份硫粉、3～5份板刚玉和12～15份锡粉置于球磨机中，以无水乙醇为介质，球磨4～6h；
（2）待球磨完成后，收集球磨粉末，按质量比1:10，将聚乙烯醇与球磨粉末搅拌混合，并置于模具中，在5～10MPa下干压成型，随后将干压成型的生坯置于65～80℃下干燥6～8h，制备得干燥生坯；
（3）将上述制备的干燥生坯置于800～900℃下马弗炉中初步烧制，控制烧制时间为5～6h，待烧制结束，将烧制完成的陶瓷坯料置于0～5℃水中，使其急速降温至室温后，再次对其进行烧制，保持温度为900～1000℃，烧制时间为2～3h，完成二次烧结；
（4）待二次烧结完成后，将二次烧结所得的陶瓷坯料碾磨并过筛，制备得120～150目陶瓷粉末，随后按质量比1:1，将80～120目石墨粉末与陶瓷粉末搅拌混合，再将其置于球磨罐中，以去离子水为介质球磨3～5h，待球磨完成后，制备得摩擦陶瓷粉末；
（5）将上述制备的摩擦陶瓷粉末置于模具中，在10～15MPa下干压成型，并置于马弗炉中，以10℃/min速率缓慢升温至900～1000℃，保温煅烧2～5h，随后静置冷却至室温，即可制备得一种耐高温熔融陶瓷刹车片。
本发明制得的耐高温熔融陶瓷刹车片摩擦系数0.25～0.45，磨损率0.18～0.25（10-7cm3·N-1·m-1），抗冲击强度4.52～4.82kJ·m-2，开孔隙度为12.5～13.3%，硬度为72～75HRS，密度为1.98～2.03g/cm3。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备步骤简单，所得产品在700～1000℃高温时，无烧结反应产生，刹车片表面物质无熔化和气垫现象；
（2）刹车性能好，连续刹车后无刹车失灵现象发生，使用寿命高于其他产品25%以上。
具体实施方式
首先按重量份数计，分别称量25～45份黄铜粉末、20～25份Al2O3、10～15份铁铝粉、8～12份MgO、2～3份硫粉、3～5份板刚玉和12～15份锡粉置于球磨机中，以无水乙醇为介质，球磨4～6h；然后待球磨完成后，收集球磨粉末，按质量比1:10，将聚乙烯醇与球磨粉末搅拌混合，并置于模具中，在5～10MPa下干压成型，随后将干压成型的生坯置于65～80℃下干燥6～8h，制备得干燥生坯；再将上述制备的干燥生坯置于800～900℃下马弗炉中初步烧制，控制烧制时间为5～6h，待烧制结束，将烧制完成的陶瓷坯料置于0～5℃水中，使其急速降温至室温后，再次对其进行烧制，保持温度为900～1000℃，烧制时间为2～3h，完成二次烧结；再待二次烧结完成后，将二次烧结所得的陶瓷坯料碾磨并过筛，制备得120～150目陶瓷粉末，随后按质量比1:1，将80～120目石墨粉末与陶瓷粉末搅拌混合，再将其置于球磨罐中，以去离子水为介质球磨3～5h，待球磨完成后，制备得摩擦陶瓷粉末；最后将上述制备的摩擦陶瓷粉末置于模具中，在10～15MPa下干压成型，并置于马弗炉中，以10℃/min速率缓慢升温至900～1000℃，保温煅烧2～5h，随后静置冷却至室温，即可制备得一种耐高温熔融陶瓷刹车片。
实例1
首先按重量份数计，分别称量25份黄铜粉末、25份Al2O3、15份铁铝粉、12份MgO、3份硫粉、5份板刚玉和15份锡粉置于球磨机中，以无水乙醇为介质，球磨4h；然后待球磨完成后，收集球磨粉末，按质量比1:10，将聚乙烯醇与球磨粉末搅拌混合，并置于模具中，在5MPa下干压成型，随后将干压成型的生坯置于65℃下干燥6h，制备得干燥生坯；再将上述制备的干燥生坯置于800℃下马弗炉中初步烧制，控制烧制时间为5h，待烧制结束，将烧制完成的陶瓷坯料置于0℃水中，使其急速降温至室温后，再次对其进行烧制，保持温度为900℃，烧制时间为2h，完成二次烧结；再待二次烧结完成后，将二次烧结所得的陶瓷坯料碾磨并过筛，制备得120目陶瓷粉末，随后按质量比1:1，将80目石墨粉末与陶瓷粉末搅拌混合，再将其置于球磨罐中，以去离子水为介质球磨3h，待球磨完成后，制备得摩擦陶瓷粉末；最后将上述制备的摩擦陶瓷粉末置于模具中，在10MPa下干压成型，并置于马弗炉中，以10℃/min速率缓慢升温至900℃，保温煅烧2h，随后静置冷却至室温，即可制备得一种耐高温熔融陶瓷刹车片。本发明制备步骤简单，所得产品在700℃高温时，无烧结反应产生，刹车片表面物质无熔化和气垫现象；刹车性能好，连续刹车后无刹车失灵现象发生，使用寿命高于其他产品28%；制得的耐高温熔融陶瓷刹车片摩擦系数0.25，磨损率0.18（10-7cm3·N-1·m-1），抗冲击强度4.52kJ·m-2，开孔隙度为12.5%，硬度为72HRS，密度为1.98g/cm3。
实例2
首先按重量份数计，分别称量35份黄铜粉末、23份Al2O3、12份铁铝粉、10份MgO、3份硫粉、4份板刚玉和13份锡粉置于球磨机中，以无水乙醇为介质，球磨5h；然后待球磨完成后，收集球磨粉末，按质量比1:10，将聚乙烯醇与球磨粉末搅拌混合，并置于模具中，在8MPa下干压成型，随后将干压成型的生坯置于72℃下干燥7h，制备得干燥生坯；再将上述制备的干燥生坯置于850℃下马弗炉中初步烧制，控制烧制时间为6h，待烧制结束，将烧制完成的陶瓷坯料置于3℃水中，使其急速降温至室温后，再次对其进行烧制，保持温度为950℃，烧制时间为3h，完成二次烧结；再待二次烧结完成后，将二次烧结所得的陶瓷坯料碾磨并过筛，制备得135目陶瓷粉末，随后按质量比1:1，将100目石墨粉末与陶瓷粉末搅拌混合，再将其置于球磨罐中，以去离子水为介质球磨4h，待球磨完成后，制备得摩擦陶瓷粉末；最后将上述制备的摩擦陶瓷粉末置于模具中，在13MPa下干压成型，并置于马弗炉中，以10℃/min速率缓慢升温至950℃，保温煅烧4h，随后静置冷却至室温，即可制备得一种耐高温熔融陶瓷刹车片。本发明制备步骤简单，所得产品在850℃高温时，无烧结反应产生，刹车片表面物质无熔化和气垫现象；刹车性能好，连续刹车后无刹车失灵现象发生，使用寿命高于其他产品31%；制得的耐高温熔融陶瓷刹车片摩擦系数0.35，磨损率0.21（10-7cm3·N-1·m-1），抗冲击强度4.67kJ·m-2，开孔隙度为12.9%，硬度为74HRS，密度为2.01g/cm3。
实例3
首先按重量份数计，分别称量45份黄铜粉末、20份Al2O3、10份铁铝粉、8份MgO、2份硫粉、3份板刚玉和12份锡粉置于球磨机中，以无水乙醇为介质，球磨6h；然后待球磨完成后，收集球磨粉末，按质量比1:10，将聚乙烯醇与球磨粉末搅拌混合，并置于模具中，在10MPa下干压成型，随后将干压成型的生坯置于80℃下干燥8h，制备得干燥生坯；再将上述制备的干燥生坯置于900℃下马弗炉中初步烧制，控制烧制时间为6h，待烧制结束，将烧制完成的陶瓷坯料置于5℃水中，使其急速降温至室温后，再次对其进行烧制，保持温度为1000℃，烧制时间为3h，完成二次烧结；再待二次烧结完成后，将二次烧结所得的陶瓷坯料碾磨并过筛，制备得150目陶瓷粉末，随后按质量比1:1，将120目石墨粉末与陶瓷粉末搅拌混合，再将其置于球磨罐中，以去离子水为介质球磨5h，待球磨完成后，制备得摩擦陶瓷粉末；最后将上述制备的摩擦陶瓷粉末置于模具中，在15MPa下干压成型，并置于马弗炉中，以10℃/min速率缓慢升温至1000℃，保温煅烧5h，随后静置冷却至室温，即可制备得一种耐高温熔融陶瓷刹车片。本发明制备步骤简单，所得产品在1000℃高温时，无烧结反应产生，刹车片表面物质无熔化和气垫现象；刹车性能好，连续刹车后无刹车失灵现象发生，使用寿命高于其他产品36%；制得的耐高温熔融陶瓷刹车片摩擦系数0.45，磨损率0.25（10-7cm3·N-1·m-1），抗冲击强度4.82kJ·m-2，开孔隙度为13.3%，硬度为75HRS，密度为2.03g/cm3。
Claims (1)
1.一种耐高温熔融陶瓷刹车片的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按重量份数计，分别称量25～45份黄铜粉末、20～25份Al2O3、10～15份铁铝粉、8～12份MgO、2～3份硫粉、3～5份板刚玉和12～15份锡粉置于球磨机中，以无水乙醇为介质，球磨4～6h；
（2）待球磨完成后，收集球磨粉末，按质量比1:10，将聚乙烯醇与球磨粉末搅拌混合，并置于模具中，在5～10MPa下干压成型，随后将干压成型的生坯置于65～80℃下干燥6～8h，制备得干燥生坯；
（3）将上述制备的干燥生坯置于800～900℃下马弗炉中初步烧制，控制烧制时间为5～6h，待烧制结束，将烧制完成的陶瓷坯料置于0～5℃水中，使其急速降温至室温后，再次对其进行烧制，保持温度为900～1000℃，烧制时间为2～3h，完成二次烧结；
（4）待二次烧结完成后，将二次烧结所得的陶瓷坯料碾磨并过筛，制备得120～150目陶瓷粉末，随后按质量比1:1，将80～120目石墨粉末与陶瓷粉末搅拌混合，再将其置于球磨罐中，以去离子水为介质球磨3～5h，待球磨完成后，制备得摩擦陶瓷粉末；
（5）将上述制备的摩擦陶瓷粉末置于模具中，在10～15MPa下干压成型，并置于马弗炉中，以10℃/min速率缓慢升温至900～1000℃，保温煅烧2～5h，随后静置冷却至室温，即可制备得一种耐高温熔融陶瓷刹车片。
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| CN107058790B (zh) * | 2017-04-05 | 2019-01-22 | 中国铁道科学研究院金属及化学研究所 | 一种金属间化合物增强型粉末冶金摩擦材料及其制备方法和用途 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20160921 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |