CN106969072B - 一种低噪音商用车用气压盘式刹车片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低噪音商用车用气压盘式刹车片及其制备方法，其主要成分包括硼酸改性酚醛树脂、丁腈橡胶、碳纤维、芳纶纤维、聚丙烯腈纤维、矿物纤维、有机摩擦粉、人造石墨、鳞片石墨、氧化铝、六钛酸钾晶须、钢纤维、硫酸钙晶须、硅酸锆、硫化锑、填料。本发明一种低噪音商用车用气压盘式刹车片具有低噪音、摩擦性能稳定、紧急制动舒适平稳的特点，且生产工艺简单，环保，特别适用于商用车用气压盘式制动器，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本发明属于刹车片技术领域，特别涉及一种低噪音商用车用气压盘式刹车片及其制备方法。
背景技术
环境噪音污染中，城市交通噪音已成为重要的污染源。其中低端摩擦材料制造的制动衬片是制造尖叫噪音的主要来源之一，且可能成为整段噪音频率范围内生成各种频率噪音的源头。从医学角度看，85-90分贝的噪音即对人产生危害，汽车制动噪音危害驾驶员、乘客健康和舒适性，对道路上行人和周围居民造成不必要的噪声干扰，所以防治汽车制动噪音时应把制动衬片的摩擦材料列为重点管控对象。现阶段，低金属刹车片由于成本低廉、性能适中而被广泛应用于中低档汽车主机配套市场，并具有导热性良好、使用寿命长、结构强度高等优势。但低金属材质的摩擦材料也存在诸多问题，如易生锈、硬度高、易伤对偶盘，特别是有较明显的多发性制动噪音产生，严重影响司乘人员的乘坐舒适性。另外，在出口产品的质量问题中，制动噪音问题已成为汽车出口产业的瓶颈问题之一。
现有技术中也存在针对上述问题进行的改进，如专利CN101158383A中公开了一种刹车片摩擦材料，其中提到为了降低制动时产生的噪音，选用质地疏松的吸引材料，如蛭石、轮胎粉等。但其主要解决抗高温衰退性，以及减轻对偶件损伤的问题，在降低噪音方面的效果并不明确。专利CN101555915A和CN101555916A都是通过在摩擦材料中加入一定比例的煅烧焦炭和轮胎粉减少制动噪音，但是其针对的主要是半金属刹车片。综上所述，在现有的低金属刹车片基础上进行改良，开发一种低噪音商用车用气压盘式刹车片就显得势在必行。
发明内容
本发明的目的是提供一种低噪音商用车用气压盘式刹车片，解决目前低金属刹车片噪音大带来的各种问题。
本发明进一步的目的是提供一种上述低噪音商用车用气压盘式刹车片的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种低噪音商用车用气压盘式刹车片，其原料按照质量百分比计组成如下：
优选的，所述的填料组成如下，所述比例为组分在整个原料中的质量比例：
沉淀硫酸钡5～15(wt％)，海泡石 0～5(wt％)，
硅灰石 0～5(wt％)， 萤石 0～5(wt％)，
蛭石 0～5(wt％)。
上述低噪音商用车用气压盘式刹车片的制备方法，首先将各原料按比例取用后进行混匀，然后按照传统树脂基摩擦材料的干法一次成型工艺进行压制、热固化处理，之后进行后续处理。
其中，混匀时将称量好的各物料投入高速混料机中，次序如下：先将非金属复合纤维、摩擦性能调节剂进行预混合，保证非金属复合纤维处于均匀分散状态，然后加入其它原料，进行均匀搅拌。
压制时参数优选如下：压制压力260-300kgf/cm2，热压温度150-160℃，排气8次。
进一步，保压时间按照刹车片的厚度定为55-65s/mm。
所述的热固化处理如下：将成型后的刹车片在6小时内从室温升温到220℃，之后保温8小时，然后随炉冷却至室温。
所述的后处理为将热固化处理后的刹车片按要求进行平磨、倒角或开槽,然后在400℃进行陶瓷化处理，喷涂、印标、检验、包装。
就摩擦材料而言，根据长期经验，影响制动噪声的因素有下几点：
(1)摩擦材料的摩擦系数越高(0.45以上)，越容易产生噪声；
(2)摩擦材料材质硬度越高，越容易产生噪声；
(3)摩擦材料中使用的高硬度填料较多时，容易产生噪声；
(4)摩擦材料经高温制动后，摩擦材料表面出现光亮且硬度高的碳化膜时，在制动时会导致高频振动，从而产生制动噪声。
本发明从降低商用车用气压盘式刹车片噪音的角度出发，通过严格控制配方中各原料配比和设定相应的制备工艺，大幅降低商用车用气压盘式刹车片的摩擦噪音，同时提高摩擦性能的稳定性，特别适用于商用车用气压盘式制动器，具有广阔的市场应用前景。据统计，本发明提供的刹车片能有效降低噪音发生率至3％，且未影响制动效果。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
本发明一种低噪音商用车用气压盘式刹车片具有低噪音、摩擦性能稳定、紧急制动舒适平稳的特点，且生产工艺简单，环保，特别适用于商用车用气压盘式制动器，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1
一种商用车用气压盘式刹车片，其原料按重量百分比计算为：
低噪音商用车用气压盘式刹车片的制备工艺，包括如下步骤：
(1)混料：将称量好的各物料投入高速混料机中的次序为：先将非金属复合纤维、摩擦性能调节剂进行预混合，保证复合纤维处于均匀分散状态，然后加入其它原辅材料，进行均匀搅拌；
(2)热压：压制压力300kgf/cm2，热压温度150℃，排气6次，保压时间是60s/mm；
(3)将成型后的刹车片在6小时从室温升温到220℃，保温4小时，然后随炉冷却至室温；
(4)将热处理后的刹车片按技术要求进行平磨、钻孔、喷涂、印标、检验、包装。
按GB5763-2008、QC/T479-1999和QC/T239-1997分别对刹车片样件进行试验及评价，实验结果见表1、表2及表3。
表1 AK噪音实验(SAE J2521标准)主要数据
表2本实施例制备的刹车片样件定速检验报告
表3本实施例制备的刹车片样件热衰退及稳定性主要数据检验报告
结果表明，本发明低噪音商用车用气压盘式刹车片的摩擦性能稳定，且无明显衰退，摩擦系数维持在0.37～0.42，磨损率2.18cm3/(N.m)，噪音发生率仅为0.8％。摩擦片表面完整、较少落灰、无塌边、无裂纹等缺陷。
实施例2
一种商用车用气压盘式刹车片，其原料按重量百分比计算为：
低噪音商用车用气压盘式刹车片的制备工艺，包括如下步骤：
(1)混料：将称量好的各物料投入高速混料机中的次序为：先将非金属复合纤维、摩擦性能调节剂进行预混合，保证复合纤维处于均匀分散状态，然后加入其它原辅材料，进行均匀搅拌；
(2)热压：压制压力310kgf/cm2，热压温度150℃，排气8次，保压时间是60s/mm；
(3)将成型后的刹车片在6小时从室温升温到240℃，保温4小时，然后随炉冷却至室温；
(4)将热处理后的刹车片按技术要求进行平磨、钻孔、喷涂、印标、检验、包装。
按GB5763-2008、QC/T479-1999和QC/T239-1997分别对刹车片样件进行试验及评价，实验结果见表4-6。
表4：AK噪音实验(SAE J2521标准)主要数据。
表5本实施例制备的刹车片样件定速检验报告
表6本实施例制备的刹车片样件热衰退及稳定性主要数据检验报告
结果表明，该低噪音商用车用气压盘式刹车片的摩擦性能稳定，且无明显衰退，摩擦系数维持在0.37～0.42，磨损率为2.27cm3/(N.m),噪音发生率仅为1％。摩擦片表面完整、较少落灰、无塌边、无裂纹等缺陷。
实施例3
一种商用车用气压盘式刹车片，其原料按重量百分比计算为：
低噪音商用车用气压盘式刹车片的制备工艺，包括如下步骤：
(1)混料：将称量好的各物料投入高速混料机中的次序为：先将非金属复合纤维、摩擦性能调节剂进行预混合，保证复合纤维处于均匀分散状态，然后加入其它原辅材料，进行均匀搅拌；
(2)热压：压制压力310kgf/cm2，热压温度150℃，排气5次，保压时间是60s/mm；
(3)将成型后的刹车片在6小时从室温升温到200℃，保温4小时，然后随炉冷却至室温；
(4)将热处理后的刹车片按技术要求进行平磨、钻孔、喷涂、印标、检验、包装。
按GB5763-2008、QC/T479-1999和QC/T239-1997分别对刹车片样件进行试验及评价，实验结果见表7-9。
表7 AK噪音实验(SAE J2521标准)主要数据。
表8本实施例制备的刹车片样件定速检验报告
表9本实施例制备的刹车片样件热衰退及稳定性主要数据检验报告
结果表明，该低噪音商用车用气压盘式刹车片的摩擦性能稳定，且无明显衰退，摩擦系数维持在0.36～0.40，磨损率为2.3cm3/(N.m)，噪音发生率仅为0.9％。摩擦片表面完整、较少落灰、无塌边、无裂纹等缺陷。
综上所述，本发明制得的盘式刹车片，其刹车平稳性较好，摩擦稳定性和耐磨性均很好，不伤对偶，而且落灰较少，特别是噪音发生率控制在3％以内。即本发明在保留半金属配方的大部分优良性能的同时，也使噪音发生率得到有效的控制，非常适用于商用车用气压盘式制动器的发展要求，具有广阔的市场应用前景。
Claims (8)
1.一种低噪音商用车用气压盘式刹车片，其特征在于，原料按照质量百分比计组成如下，且原料中各组分含量都不为0：
2.如权利要求1所述的低噪音商用车用气压盘式刹车片，其特征在于，所述的填料按如下比例组成，所述比例为组分在整个原料中的质量比例：
3.权利要求1或2所述低噪音商用车用气压盘式刹车片的制备方法，其特征在于，首先将各原料按比例取用后进行混匀，然后按照传统树脂基摩擦材料的干法一次成型工艺进行压制、热固化处理，之后进行后续处理。
4.如权利要求3所述的低噪音商用车用气压盘式刹车片的制备方法，其特征在于，混匀时将称量好的各物料投入高速混料机中，次序如下：先将非金属复合纤维、摩擦性能调节剂进行预混合，保证非金属复合纤维处于均匀分散状态，然后加入其它原料，进行均匀搅拌；所述的非金属复合纤维为芳纶纤维、丙烯腈纤维、矿物纤维和碳纤维，所述的摩擦性能调节剂为有机摩擦粉、石墨、氧化铝。
5.如权利要求3所述的低噪音商用车用气压盘式刹车片的制备方法，其特征在于，压制时参数如下：压制压力260-310kgf/cm2，热压温度150-160℃，排气5-8次。
6.如权利要求5所述的低噪音商用车用气压盘式刹车片的制备方法，其特征在于，保压时间按照刹车片的厚度定为55-65s/mm。
7.如权利要求3所述的低噪音商用车用气压盘式刹车片的制备方法，其特征在于，所述的热固化处理如下：将成型后的刹车片在6小时内从室温升温到200-240℃，之后保温4-8小时，然后随炉冷却至室温。
8.如权利要求3所述的低噪音商用车用气压盘式刹车片的制备方法，其特征在于，所述的后续 处理为将热固化处理后的刹车片按要求进行平磨、倒角或开槽,然后380-420℃进行陶瓷化处理，喷涂、印标、检验、包装。
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