CN107489715A - 一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,包括以下重量份的原料组成:陶瓷纤维20‑30份;碳纤维5‑10份;芳纶纤维4‑8份;粘结剂10‑15份;摩擦改性剂10‑20份;填料15‑25份;润滑剂12‑18份;增韧剂6‑10份。本发明制得的陶瓷摩擦材料,具有制动噪音低、耐磨损以及少落灰等优异的性能;制备工艺简单,适应于工业化生产,具有良好的经济与社会效益;而且不含金属成分,能够解决现有摩擦材料损伤制动盘的问题,具有摩擦系数稳定,不易腐蚀生锈等优点,可广泛应用于汽车制动系统。
Description
技术领域
本发明涉及摩擦材料技术领域,尤其涉及了一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料。
背景技术
摩擦材料是一种应用在动力机械上,依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料,被广泛应用在汽车,火车,飞机及各类工程机械设备中。汽车用摩擦材料主要由粘结、纤维增强材料、摩擦性能调节剂及填料四大类组元混合后经压制而成。随着车辆向环保、高速以及重载方向发展,人们对汽车制动材料的性能提出了更高的要求。
在现有技术中,陶瓷摩擦材料配方中由于含有金属容易损伤制动盘,随外界环境条件如温度、空气湿度、油污的变化出现噪音大、摩擦系数不稳定的现象;含有金属成分的制动刹车片容易腐蚀生锈;另外,这类含有金属的摩擦材料产生的摩擦粉末容易对其它机械部件造成损伤,出现耐磨性差、使用寿命短、以及落灰严重等问题。
因此,为了解决上述存在的问题,本发明特提供了一种新的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供了一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,能够解决现有技术陶瓷摩擦材料易腐蚀生锈、噪音大以及落灰严重等问题。
本发明针对上述技术缺陷所采用的技术方案是:
一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,包括以下重量份的原料组成:
陶瓷纤维 20-30份;
碳纤维 5-10份;
芳纶纤维 4-8份;
粘结剂 10-15份;
摩擦改性剂 10-20份;
填料 15-25份;
润滑剂 12-18份;
增韧剂 6-10份。
进一步地,包括以下重量份的原料组成:
陶瓷纤维 25份;
碳纤维 8份;
芳纶纤维 6份;
粘结剂 13份;
摩擦改性剂 15份;
填料 20份;
润滑剂 15份;
增韧剂 8份。
进一步地,所述粘结剂为丁腈胶粉、丁腈改性酚醛树脂按照等量比例组成。
进一步地,所述摩擦改性剂为石墨颗粒、碳化硅、二氧化钼、耐磨碳黑按照等量比例组成。
进一步地,所述石墨颗粒的粒径范围为20-100μm。
进一步地,所述填料为矿粉、高岭土、碳酸钙、重晶石、摩擦粉、膨胀蛭石按照等量比例组成。
进一步地,所述润滑剂为石墨、云母中的任意一种或一种以上的组合。
进一步地,所述增韧剂为环氧树脂增韧剂。
一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料的制备方法,包括如下步骤:
a:配料:按上述配比称量各个组分物料;
b:混料:将步骤a所配比好的各组分物料置于混料机中混料,将其温度控制在80-120℃,采用搅拌速度为1000-3000r/min搅拌混料10-20min,
c:压制成型:将步骤b所得的混料加入热压模具模芯中压制成型,将压制温度控制在140-180℃,排气4-6次,时间为12-16s,压制压力为350-400kgf/cm2,保压时间为200-250s。
d:热处理:将步骤c压制成型的产品置于烤箱进行热处理,将烤箱温度在45min内从室温升温至180℃,保温20-30min;再将烤箱在1h内从180℃升温至400℃,保温45-60min;再将烤箱在30min内从400℃升温至500℃,保温60-120min然后将烤箱风冷至室温得到半成品,
e:机械加工:将步骤d所得的半成品根据尺寸规格进行磨削、开槽和倒角处理。
本发明的有益效果是:
1、本发明制得的陶瓷摩擦材料,具有制动噪音低、耐磨损以及少落灰等优异的性能;
2、本发明制备工艺简单,适应于工业化生产,具有良好的经济与社会效益;
3、本发明不含金属成分,能够解决现有摩擦材料损伤制动盘的问题,具有摩擦系数稳定,不易腐蚀生锈等优点,可广泛应用于汽车制动系统。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
图1为本发明实施例所公开的一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料的摩擦系数在升温时与温度的关系曲线图。
图2为本发明实施例所公开的一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料的磨损率与温度的关系曲线图。
具体实施方式
实施例1
一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,包括以下重量份的原料组成:
陶瓷纤维 20份;
碳纤维 5份;
芳纶纤维 4份;
粘结剂 10份,
其中,丁腈胶粉5份、丁腈改性酚醛树脂5份;
摩擦改性剂 10份,
其中,粒径范围为20μm的石墨颗粒2.5份、碳化硅2.5份、二氧化钼2.5份、耐磨碳黑2.5份;
填料 15份,
其中,矿粉2.5份、高岭土2.5份、碳酸钙2.5份、重晶石2.5份、摩擦粉2.5份、膨胀蛭石2.5份。
石墨润滑剂 12份;
环氧树脂增韧剂 6份。
其中,一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料的制备方法,包括如下步骤:
a:配料:按上述配比称量各个组分物料;
b:混料:将步骤a所配比好的各组分物料置于混料机中混料,将其温度控制在80℃,采用搅拌速度为1000r/min搅拌混料10min,
c:压制成型:将步骤b所得的混料加入热压模具模芯中压制成型,将压制温度控制在140℃,排气4次,时间为12s,压制压力为350kgf/cm2,保压时间为200s。
d:热处理:将步骤c压制成型的产品置于烤箱进行热处理,将烤箱温度在45min内从室温升温至180℃,保温20min;再将烤箱在1h内从180℃升温至400℃,保温45min;再将烤箱在30min内从400℃升温至500℃,保温60min然后将烤箱风冷至室温得到半成品,
e:机械加工:将步骤d所得的半成品根据尺寸规格进行磨削、开槽和倒角处理。
实施例2
一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,包括以下重量份的原料组成:
陶瓷纤维 25份;
碳纤维 8份;
芳纶纤维 6份;
粘结剂 12份,
其中,丁腈胶粉6份、丁腈改性酚醛树脂6份;
摩擦改性剂 15份,
其中,粒径范围为60μm的石墨颗粒3.75份、碳化硅3.75份、二氧化钼3.75份、耐磨碳黑3.75份;
填料 20份,
其中,矿粉3.33份、高岭土3.33份、碳酸钙3.33份、重晶石3.33份、摩擦粉3.33份、膨胀蛭石3.33份。
石墨润滑剂 15份;
环氧树脂增韧剂 8份。
其中,一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料的制备方法,包括如下步骤:
a:配料:按上述配比称量各个组分物料;
b:混料:将步骤a所配比好的各组分物料置于混料机中混料,将其温度控制在100℃,采用搅拌速度为2000r/min搅拌混料15min,
c:压制成型:将步骤b所得的混料加入热压模具模芯中压制成型,将压制温度控制在160℃,排气5次,时间为14s,压制压力为380kgf/cm2,保压时间为230s。
d:热处理:将步骤c压制成型的产品置于烤箱进行热处理,将烤箱温度在45min内从室温升温至180℃,保温25min;再将烤箱在1h内从180℃升温至400℃,保温55min;再将烤箱在30min内从400℃升温至500℃,保温90min然后将烤箱风冷至室温得到半成品,
e:机械加工:将步骤d所得的半成品根据尺寸规格进行磨削、开槽和倒角处理。
实施例3
一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,包括以下重量份的原料组成:
陶瓷纤维 230份;
碳纤维 10份;
芳纶纤维 8份;
粘结剂 15份,
其中,丁腈胶粉7.5份、丁腈改性酚醛树脂7.5份;
摩擦改性剂 20份,
其中,粒径范围为100μm的石墨颗粒5份、碳化硅5份、二氧化钼5份、耐磨碳黑5份;
填料 25份,
其中,矿粉4.17份、高岭土4.17份、碳酸钙4.17份、重晶石4.17份、摩擦粉4.17份、膨胀蛭石4.17份。
石墨润滑剂 18份;
环氧树脂增韧剂 10份。
其中,一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料的制备方法,包括如下步骤:
a:配料:按上述配比称量各个组分物料;
b:混料:将步骤a所配比好的各组分物料置于混料机中混料,将其温度控制在120℃,采用搅拌速度为3000r/min搅拌混料20min,
c:压制成型:将步骤b所得的混料加入热压模具模芯中压制成型,将压制温度控制在180℃,排气6次,时间为16s,压制压力为400kgf/cm2,保压时间为250s。
d:热处理:将步骤c压制成型的产品置于烤箱进行热处理,将烤箱温度在45min内从室温升温至180℃,保温30min;再将烤箱在1h内从180℃升温至400℃,保温60min;再将烤箱在30min内从400℃升温至500℃,保温120min然后将烤箱风冷至室温得到半成品,
e:机械加工:将步骤d所得的半成品根据尺寸规格进行磨削、开槽和倒角处理。
本发明的三个实施例制备的一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料的摩擦系数与温度的关系曲线图以及磨损率与温度的关系曲线图基本相同,如图1、图2所示。
本发明的有益效果是:
1、本发明制得的陶瓷摩擦材料,具有制动噪音低、耐磨损以及少落灰等优异的性能;
2、本发明制备工艺简单,适应于工业化生产,具有良好的经济与社会效益;
3、本发明不含金属成分,能够解决现有摩擦材料损伤制动盘的问题,具有摩擦系数稳定,不易腐蚀生锈等优点,可广泛应用于汽车制动系统。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,其特征在于:包括以下重量份的原料组成:
陶瓷纤维 20-30份;
碳纤维 5-10份;
芳纶纤维 4-8份;
粘结剂 10-15份;
摩擦改性剂 10-20份;
填料 15-25份;
润滑剂 12-18份;
增韧剂 6-10份。
2.根据权利要求1所述的一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,其特征在于:包括以下重量份的原料组成:
陶瓷纤维 25份;
碳纤维 8份;
芳纶纤维 6份;
粘结剂 13份;
摩擦改性剂 15份;
填料 20份;
润滑剂 15份;
增韧剂 8份。
3.根据权利要求1或2所述的一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,其特征在于:所述粘结剂为丁腈胶粉、丁腈改性酚醛树脂按照等量比例组成。
4.根据权利要求1所述的一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,其特征在于:所述摩擦改性剂为石墨颗粒、碳化硅、二氧化钼、耐磨碳黑按照等量比例组成。
5.根据权利要求4所述的一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,其特征在于:所述石墨颗粒的粒径范围为20-100μm。
6.根据权利要求1或2所述的一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,其特征在于:所述填料为矿粉、高岭土、碳酸钙、重晶石、摩擦粉、膨胀蛭石按照等量比例组成。
7.根据权利要求1或2所述的一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,其特征在于:所述润滑剂为石墨、云母中的任意一种或一种以上的组合。
8.根据权利要求1或2所述的一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料,其特征在于:所述增韧剂为环氧树脂增韧剂。
9.根据权利要求1所述的一种少落灰无金属陶瓷摩擦材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
a:配料:按上述配比称量各个组分物料;
b:混料:将步骤a所配比好的各组分物料置于混料机中混料,将其温度控制在80-120℃,采用搅拌速度为1000-3000r/min搅拌混料10-20min,
c:压制成型:将步骤b所得的混料加入热压模具模芯中压制成型,将压制温度控制在140-180℃,排气4-6次,时间为12-16s,压制压力为350-400kgf/cm2,保压时间为200-250s,
d:热处理:将步骤c压制成型的产品置于烤箱进行热处理,将烤箱温度在45min内从室温升温至180℃,保温20-30min;再将烤箱在1h内从180℃升温至400℃,保温45-60min;再将烤箱在30min内从400℃升温至500℃,保温60-120min然后将烤箱风冷至室温得到半成品,
e:机械加工:将步骤d所得的半成品根据尺寸规格进行磨削、开槽和倒角处理。
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