CN107906147A - 一种制动闸片及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于车辆制动技术领域，具体涉及一种制动闸片及其生产工艺。所述制动闸片包括闸片背板、摩擦片及减震消音片，减震消音片设置于闸片背板与摩擦片之间，此结构使得本发明的制动闸片具有更佳的减震、降噪效果。本发明的生产工艺包括，依次将闸片背板、减震消音片、摩擦片的混合原料放入下模具内，在温度为120～150℃，压力为5～12MP条件下压制60～180s得到毛坯，再将毛坯加热固化即可；上述工艺不仅可以省略摩擦片的成型工序以及减震消音片的装配工序，大幅简化了工艺步骤，更重要的是还可在确保摩擦片与闸片背板间的结合强度的同时，提高摩擦片与减震消音片之间的粘结强度，以兼顾制动闸片的制动、减震和降噪性能。
Description
技术领域
本发明属于车辆制动技术领域，具体涉及一种制动闸片及其生产工艺。
背景技术
制动装置是铁路列车安全减速或停车的重要装置，为了保证火车的安全，必须在各种条件下都能保证列车的制动性能。目前铁路列车基本都采用盘式制动，在车轴上或车轮辐板侧面安装制动盘，用制动夹钳使合成材料制成的闸片紧压制动盘侧面，通过摩擦产生制动力，把列车动能转化为热能。合成闸片由钢背和摩擦体组成，钢背位于合成闸片的背面是由钢板冲压而成的并带有燕尾槽的结构，摩擦体由粘结材料，增强材料和摩擦材料组成。制动时，摩擦体和制动盘的两个表面直接接触摩擦，摩擦表面接触压力增大造成摩擦材料的急剧磨损，最终使得摩擦体和制动盘之间的相对位置发生改变而诱导震动，并引发噪声。
随着我国进入高铁时代，高速列车组作为一种快速载运工具，受到越来越多的青睐，不过随之而来的噪声污染，也引起了人们的关注。列车制动产生的噪声不仅严重影响车内乘员的感官感受，干扰沿线人员的生活环境，而且还会造成制动装置的疲劳损伤，为了解决这一问题，国内采用声屏障，但这种方法不能从本质上消除噪音，而且对于制动装置的疲劳损伤没有任何意义。抑制或者消除制动噪音才是解决噪声问题的最好措施，例如中国专利CN203051558U公开了一种刹车片，包括钢背、减震消音片和摩擦片，钢背上方设置有摩擦片，下方设置有减震消音片；通过将摩擦片的材料分散、混合、制模后与钢背和减震消音片送入平板硫化机内压制成型，制得上述刹车片。由于刹车制动所产生的噪声主要是由摩擦体和制动盘的震动而引发的，上述技术将减震消音片放于钢背下方远离摩擦片，这势必会导致消音和减震效果不理想。另外，上述技术在制备刹车片时需要先将摩擦片成型之后再与钢背和减震消音片压合，其生产工艺复杂，工期较长。
鉴于此，如何对现有的刹车片结构及制备工艺进行改进以克服上述缺陷，是本领域技术人员亟待解决的一个技术难题。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的刹车片结构消音和减震效果较差、且其制备工艺繁琐的技术缺陷，从而提供一种减震消音效果好的制动闸片及其生产工艺。
本发明采用的技术方案如下：
一种制动闸片，包括闸片背板、摩擦片及减震消音片，所述减震消音片设置于所述闸片背板与所述摩擦片之间。
所述闸片背板为燕尾状结构；所述摩擦片的非制动面上设置有与所述闸片背板的形状相配适的凸台；所述减震消音片套设在所述凸台上，并与所述摩擦片的非制动面紧密贴合。
所述减震消音片与所述摩擦片的厚度之比为1：(3～15)。
所述摩擦片的制动面上设置有若干排屑槽。
所述排屑槽的一端延伸并贯通所述摩擦片的边缘，另一端不与所述摩擦片的边缘贯通。
一种制动闸片的生产工艺，包括如下步骤：依次将闸片背板、减震消音片、摩擦片的混合原料放入模具内，压制40～100s，在压制过程中控制温度为110～150℃、压力为5～12MPa，得到毛坯；再将所述毛坯加热固化，即制得制动闸片。
压制过程中的温度为120～135℃、压力为7～8.5MPa、时间为50～70s。
压制过程中的温度为130℃、压力为8MPa、时间为60s。
固化温度为200～250℃、时间为18～30h。
固化温度为230℃、时间为24h。
本发明技术方案，具有如下优点：
1、本发明提供的制动闸片，通过将减震消音片设置于闸片背板与摩擦片之间，与现有的将减震消音片和摩擦片分设于闸片背板两侧的制动闸片相比，更有利于吸收制动过程中所产生的噪音，同时也更有利于减少制动过程中所产生的震动，从而使得本发明所述的制动闸片具有更佳的减震、降噪效果。
2、本发明提供的制动闸片，通过将减震消音片套设在摩擦片的凸台上并与摩擦片紧密贴合，这样可以在不影响摩擦片与闸片背板间的结合强度的前提下，提高制动闸片的减震、降噪效果。
3、本发明提供的制动闸片，通过在其摩擦片的制动面上设置若干排屑槽，其中切向槽与径向槽交叉布置，不仅有利于排出摩擦片被磨耗所产生的粉末，而且还可避免热膨胀后摩擦片的变形，从而使工作中的闸片与制动盘具有良好的接触面积。
4、本发明提供的制动闸片的生产工艺，通过依次将闸片背板、减震消音片、摩擦片的混合原料放入下模具内进行压制，并在压制过程中控制温度为110～150℃、压力为5～12MPa、时间为40～100s，而后再将热压所得的毛坯加热固化即可制得制动闸片；不仅可以省略摩擦片的成型工序以及减震消音片的装配工序，大幅简化了工艺步骤，更重要的是还可在确保摩擦片与闸片背板间的结合强度的同时，提高摩擦片与减震消音片之间的粘结强度，以兼顾制动闸片的制动、减震和降噪性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中提供的制动闸片的结构图；
图2为本发明实施例2中提供的制动闸片的立体图；
图3为图2所示的制动闸片的纵截面示意图；
图4为图2所示的制动闸片的仰视图；
图5为图2所示的制动闸片的横截面示意图。
其中，附图标记说明：
1-闸片背板；2-摩擦片；3-减震消音片；4-凸台；5-排屑槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供的制动闸片，如图1所示，包括闸片背板1、摩擦片2及减震消音片3，其中，所述减震消音片3设置于所述闸片背板1与所述摩擦片2之间。
实施例2
请同时参见图2-5，本实施例提供的制动闸片，包括：
闸片背板1，为燕尾状结构(见图5)；
摩擦片2，具有相对设置的制动面和非制动面，在其非制动面上设置有与闸片背板1的形状相配适的凸台4；在其制动面上设置有若干排屑槽5，同时参见图4，排屑槽5的一端延伸并贯通所述摩擦片2的边缘、而另一端不与所述摩擦片2的边缘贯通，排屑槽5根据其设置位置可分为切向槽和径向槽，切向槽与径向槽交叉布置；
减震消音片3，设置于闸片背板1与摩擦片2之间，在本实施例中减震消音片3套设在凸台4上，并与摩擦片2的非制动面紧密贴合。
为达到更好的减震、降噪效果，可根据实际情况设置减震消音片3的厚度，本实施例中减震消音片3与所述摩擦片2的厚度之比为1：10，当然在其它实施例中该比值还可以是1：(3～15)中的任意值，均可实现本发明的目的。
本实施例中的制动闸片可通过如下工艺生产得到：
S1、以摩擦片2的总质量计，取Cu 50％、Fe 7％、Sn 7％、Ni 3％、Mn2％、Cr 3％、C(鳞片石墨)16％、SiC 6％和MoO3 6％，混合均匀，得混合料；
S2、依次将闸片背板1、减震消音片3、步骤S1的混合料放入下模具内，压制60s，在压制过程中控制温度为130℃、压力为8MPa，得到毛坯；
S3、将步骤S2的毛坯于230℃下加热固化24h，即制得制动闸片。
实施例3
本实施例提供的制动闸片的材质和结构与本发明实施例2中的制动闸片完全相同，但其生产工艺有所区别，具体为：
压制过程中，控制温度为110℃、压力为12MPa、时间为70s；
固化过程中，控制温度为200℃、时间为26h。
实施例4
本实施例提供的制动闸片的材质和结构与本发明实施例2中的制动闸片完全相同，但其生产工艺有所区别，具体为：
压制过程中，控制温度为120℃、压力为8.5MPa、时间为50s；
固化过程中，控制温度为250℃、时间为18h。
实施例5
本实施例提供的制动闸片的材质和结构与本发明实施例2中的制动闸片完全相同，但其生产工艺有所区别，具体为：
压制过程中，控制温度为135℃、压力为7MPa、时间为60s；
固化过程中，控制温度为220℃、时间为30h。
实施例6
本实施例提供的制动闸片的材质和结构与本发明实施例2中的制动闸片完全相同，但其生产工艺有所区别，具体为：
压制过程中，控制温度为150℃、压力为5MPa、时间为40s；
固化过程中，控制温度为240℃、时间为27h。
对比例1
本对比例提供的制动闸片中，仅仅是减震消音片3的设置位置与本发明实施例2不同，具体为，减震消音片3和摩擦片2分设于闸片背板1两侧。
实验例1
采用粘结强度测试仪对本发明实施例2-6的制动闸片中的摩擦片2与减震消音片3间的粘接强度MPa进行了测试，结果见表1。
表1
| 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| 粘接强度 | 7.5 | 7.2 | 7.4 | 7.5 | 7.3 |
实验例2
采用振动噪声测试仪对本发明实施例2及对比例1中的制动闸片在不同时速下制动时的噪音dB进行了测试，结果如表2所示。
表2
| 制动速度 | 50km/h | 80km/h | 100km/h | 120km/h | 140km/h | 160km/h |
| 对比例1 | 75 | 80 | 92 | 87 | 84 | 95 |
| 实施例2 | 57 | 61 | 60 | 65 | 63 | 62 |
注：测试设备距离制动闸片50cm。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种制动闸片，包括闸片背板(1)、摩擦片(2)及减震消音片(3)，其特征在于，所述减震消音片(3)设置于所述闸片背板(1)与所述摩擦片(2)之间。
2.根据权利要求1所述的制动闸片，其特征在于，
所述闸片背板(1)为燕尾状结构；
所述摩擦片(2)的非制动面上设置有与所述闸片背板(1)的形状相配适的凸台(4)；
所述减震消音片(3)套设在所述凸台(4)上，并与所述摩擦片(2)的非制动面紧密贴合。
3.根据权利要求1或2所述的制动闸片，其特征在于，所述减震消音片(3)与所述摩擦片(2)的厚度之比为1：(3～15)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制动闸片，其特征在于，所述摩擦片(2)的制动面上设置有若干排屑槽(5)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制动闸片，其特征在于，所述排屑槽(5)的一端延伸并贯通所述摩擦片(2)的边缘，另一端不与所述摩擦片(2)的边缘贯通。
6.一种制动闸片的生产工艺，包括如下步骤：
依次将闸片背板(1)、减震消音片(3)、摩擦片(2)的混合原料放入模具内，压制40～100s，在压制过程中控制温度为110～150℃、压力为5～12MPa，得到毛坯；
再将所述毛坯加热固化，即制得制动闸片。
7.根据权利要求6所述的制动闸片的生产工艺，其特征在于，压制过程中的温度为120～135℃、压力为7～8.5MPa、时间为50～70s。
8.根据权利要求6或7所述的制动闸片的生产工艺，其特征在于，压制过程中的温度为130℃、压力为8MPa、时间为60s。
9.根据权利要求6-8任一项所述的制动闸片的生产工艺，其特征在于，固化温度为200～250℃、时间为18～30h。
10.根据权利要求6-9任一项所述的制动闸片的生产工艺，其特征在于，固化温度为230℃、时间为24h。
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