CN109322950A - 一种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及其制备方法，刹车片包括如下重量份的原料：铁粉50‑70份，铜粉5‑15份，钢纤维5‑10份，石墨粒5‑15份，鳞片石墨5‑15份，硅酸锆0.5‑3份，氧化铝0.5‑3份及镍粉1‑3份。该刹车片以铁粉和铜粉为基体，添加钢纤维能增加刹车片的强度，添加石墨粒及鳞片石墨都具有润滑作用，可以稳定刹车片的摩擦系数，而添加硅酸锆能增加刹车片的摩擦系数，添加镍粉能调节刹车片的力学性能，通过合理配置各原料的重量份，使得制得的刹车片在高温下能克服热衰退的问题，其摩擦系数会随着温度的升高而略有提高，同时能降低刹车片的磨损，用户使用更安全，提高刹车片的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及车辆制动技术领域，具体涉及一种刹车片及其制备方法。
背景技术
随着当前能源的快速消耗及其对大气造成的污染日益严峻，找出可降低能源对大气造成污染的办法越来越迫在眉睫。相关数据显示：汽车每减重10％，可减少4％-10％的尾气排放，由此推动了汽车轻量化的提出及发展。而汽车簧下重量减轻1kg，相当于汽车簧上重量减轻9kg-10kg，制动盘及刹车片均属于汽车的簧下，从而推动了轻量化制动盘的研究，随着对轻量化制动盘的不断研究，轻量化碳陶盘应运而生，其采用碳陶材料制备而成，具有高强度、高硬度等优点。
传统刹车片可以与铸铁盘进行匹配，但其重量重、不耐摩擦，使用时，会释放大量的尾气污染大气，而且，传统刹车片与铸铁盘之间的磨损严重，严重降低了其刹车性能及使用寿命。于是想到了将铸铁盘换成碳陶盘，但是，当铸铁盘换成碳陶盘后，由于碳陶盘的硬度远高于铸铁盘，导致传统刹车片与碳陶盘之间的磨损太大，而且，存在热衰退的问题，使得车辆使用不久后传统刹车片就牺牲的现状，寿命极短。由于传统刹车片与碳陶盘之间无法匹配进行正常工作，因此急需研发出一种可与轻量化碳陶盘匹配的刹车片。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的刹车片与碳陶盘之间因磨损太大导致其无法与碳陶盘匹配的技术缺陷，从而提供一种刹车片及其制备方法。
为了解决上述问题，一方面，本发明提供一种刹车片，包括如下重量份的原料：铁粉50-70份，铜粉5-15份，钢纤维5-10份，石墨粒5-15份，鳞片石墨5-15份，硅酸锆0.5-3份，氧化铝0.5-3份及镍粉1-3份。
可选地，所述刹车片的原料的目数分别为：铁粉-200+325目，铜粉-325目，石墨粒-80+120目，鳞片石墨-40目，硅酸锆-600目，氧化铝-325目及镍粉-325目。
可选地，所述钢纤维的粒径为3-5μm。
另一方面，本发明提供一种刹车片的制备方法，包括如下步骤：
混料：将称量好的原料放入混料机中进行混料，混合均匀；
压制成型：将混合均匀的原料放置在压力容器中保压压制成摩擦体；
钢背处理：将钢背进行去油及镀铜处理；
烧结：将所述摩擦体及进行处理后的钢背一起放入烧结炉内进行烧结保温，直至烧结成型成刹车片。
可选地，所述混料步骤中，所述混料机的转速为25-30r/min，混料时间为1-1.5h。
可选地，所述压制成型步骤中，所述压力容器中设置的压强为300-400MPa，所述保压时间为15-20s。
可选地，所述烧结工艺中，烧结温度为1050-1080℃，保温时间为1.5-2h。
可选地，所述刹车片的制备方法还包括打磨步骤。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的刹车片，以铁粉和铜粉为基体，再添加钢纤维能增加刹车片的强度，添加石墨粒及鳞片石墨都具有润滑作用，可以稳定刹车片的摩擦系数，而添加硅酸锆能增加刹车片的摩擦系数，添加镍粉能调节刹车片的力学性能，通过合理配置各原料的重量份，使得制得的刹车片在高温下能克服热衰退的问题，其摩擦系数会随着温度的升高而略有提高，同时能降低刹车片的磨损，用户使用更安全，提高刹车片的使用寿命。进一步地，该刹车片可以很好的与碳陶盘配合使用，减轻车辆的重量，降低尾气的排放量，减少对大气的污染，具有一定的环保作用。
2、本发明提供的刹车片的原料适当限制了其目数及粒径，使其具有更好的性能。目数前加负号则表示能否漏过该目数的网孔。负数表示能漏过该目数的网孔，即颗粒尺寸小于网孔尺寸；而正数表示不能漏过该目数的网孔，即颗粒尺寸大于网孔尺寸。即，铜粉-325目是指铜粉的目数小于325目，鳞片石墨-40目是指鳞片石墨的目数小于40目，硅酸锆-600目是指硅酸锆的目数小于600目，氧化铝-325目是指氧化铝的目数小于325目，镍粉-325目是指镍粉的目数小于325目，铁粉-200+325目是指铁粉的目数为200-325目，石墨粒-80+120目是指石墨粒的目数为80-120目。
3、本发明提供的刹车片的制备方法，钢背镀铜可以增加钢背与摩擦体的结合强度，同时，能起到防锈的作用，防止影响刹车片的性能。通过该方法制备的刹车片具有提高降低磨损、解决其高温下存在的热衰退问题的作用。
附图说明
图1-图4分别对应实施例1-实施例4制备得到的刹车片的热衰退性能图；
图5-图7分别对应对比例1-对比例3制备得到的刹车片的热衰退性能图；
图8为对比例4提供的刹车片的热衰退性能图。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
以下实施例1-4及对比例1-3中的刹车片的原料的总质量均为10kg。
实施例1
刹车片的原料的组成见表1。
刹车片的原料的粒度为：铁粉-200+325目，铜粉-325目，钢纤维4-5μm，石墨粒-80+120目，鳞片石墨-40目，硅酸锆-600目，氧化铝-325目，镍粉-325目。
刹车片的制备方法：
将称量好的原料放入混料机中进行混料，混料机的转速为25r/min，混料时间为1h；将混合均匀的原料放置在压强为300MPa的压力容器中，保压1.5h成型成摩擦体；同时将钢背进行去油及镀铜处理；将摩擦体及进行处理后的钢背一起放置在烧结炉内进行烧结，烧结温度为1050℃，保温时间为1.5。
实施例2
刹车片的原料的组成见表1。
刹车片的原料的粒度为：铁粉-200+325目，铜粉-325目，钢纤维3-4μm，石墨粒-80+120目，鳞片石墨-40目，硅酸锆-600目，氧化铝-325目，镍粉-325目。
刹车片的制备方法：
将称量好的原料放入混料机中进行混料，混料机的转速为26r/min，混料时间为1.2h；将混合均匀的原料放置在压强为330MPa的压力容器中，保压1.3h成型成摩擦体；同时将钢背进行去油及镀铜处理；将摩擦体及进行处理后的钢背一起放置在烧结炉内进行烧结，烧结温度为1060℃，保温时间为1.6。
实施例3
刹车片的原料的组成见表1。
刹车片的原料的粒度为：铁粉-200+325目，铜粉-325目，钢纤维3-4μm，石墨粒-80+120目，鳞片石墨-40目，硅酸锆-600目，氧化铝-325目，镍粉-325目。
刹车片的制备方法：
将称量好的原料放入混料机中进行混料，混料机的转速为28r/min，混料时间为1.3h；将混合均匀的原料放置在压强为350MPa的压力容器中，保压1.1h成型成摩擦体；同时将钢背进行去油及镀铜处理；将摩擦体及进行处理后的钢背一起放置在烧结炉内进行烧结，烧结温度为1068℃，保温时间为1.8。
实施例4
刹车片的原料的组成见表1。
刹车片的原料的粒度为：铁粉-250+325目，铜粉-325目，钢纤维4-5μm，石墨粒-80+120目，鳞片石墨-40目，硅酸锆-600目，氧化铝-325目，镍粉-325目。
刹车片的制备方法：
将称量好的原料放入混料机中进行混料，混料机的转速为30r/min，混料时间为1.5h；将混合均匀的原料放置在压强为380MPa的压力容器中，保压1.0h成型成摩擦体；同时将钢背进行去油及镀铜处理；将摩擦体及进行处理后的钢背一起放置在烧结炉内进行烧结，烧结温度为1075℃，保温时间为2.0。
对比例1
刹车片的原料的组成见表1。
刹车片的原料的粒度为：铁粉-200+325目，铜粉-325目，钢纤维3-4μm，石墨粒-80+120目，鳞片石墨-40目，硅酸锆-600目，氧化铝-325目，镍粉-325目。
刹车片的制备方法：
将称量好的原料放入混料机中进行混料，混料机的转速为26r/min，混料时间为1.1h；将混合均匀的原料放置在压强为390MPa的压力容器中，保压1.2h成型成摩擦体；同时将钢背进行去油及镀铜处理；将摩擦体及进行处理后的钢背一起放置在烧结炉内进行烧结，烧结温度为1059℃，保温时间为1.7。
对比例2
刹车片的原料的组成见表1。
刹车片的原料的粒度为：铁粉-200+325目，铜粉-325目，钢纤维3-4μm，石墨粒-80+120目，鳞片石墨-40目，硅酸锆-600目，氧化铝-325目，镍粉-325目。
刹车片的制备方法：
将称量好的原料放入混料机中进行混料，混料机的转速为28r/min，混料时间为1.5h；将混合均匀的原料放置在压强为370MPa的压力容器中，保压1.2h成型成摩擦体；同时将钢背进行去油及镀铜处理；将摩擦体及进行处理后的钢背一起放置在烧结炉内进行烧结，烧结温度为1066℃，保温时间为1.9。
对比例3
刹车片的原料的组成见表1。
刹车片的原料的粒度为：铁粉-200+325目，铜粉-325目，钢纤维4-5μm，石墨粒-80+120目，鳞片石墨-40目，硅酸锆-600目，氧化铝-325目，镍粉-325目。
刹车片的制备方法：
将称量好的原料放入混料机中进行混料，混料机的转速为29r/min，混料时间为1.3h；将混合均匀的原料放置在压强为340MPa的压力容器中，保压1.4h成型成摩擦体；同时将钢背进行去油及镀铜处理；将摩擦体及进行处理后的钢背一起放置在烧结炉内进行烧结，烧结温度为1077℃，保温时间为1.8。
对比例4
采用奥迪Q5原装刹车片。
上述实施例1-4及对比例1-4中的刹车片按照SAEJ2522试验大纲中的热衰退性能测试及磨损测试方法，分别进行刹车片的热衰退测试及磨损测试，磨损测试结果见表1，热衰退测试结果见图1至图8。
表1刹车片的原料的重量(％)
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 (8)
1.一种刹车片，其特征在于，包括如下重量份的原料：铁粉50-70份，铜粉5-15份，钢纤维5-10份，石墨粒5-15份，鳞片石墨5-15份，硅酸锆0.5-3份，氧化铝0.5-3份及镍粉1-3份。
2.根据权利要求1所述的刹车片，其特征在于，所述刹车片的原料的目数分别为：铁粉-200+325目，铜粉-325目，石墨粒-80+120目，鳞片石墨-40目，硅酸锆-600目，氧化铝-325目及镍粉-325目。
3.根据权利要求2所述的刹车片，其特征在于，所述钢纤维的粒径为3-5μm。
4.一种权利要求1-3任意一项所述的刹车片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
混料：将称量好的原料放入混料机中进行混料，混合均匀；
压制成型：将混合均匀的原料放置在压力容器中保压压制成摩擦体；
钢背处理：将钢背进行去油及镀铜处理；
烧结：将所述摩擦体及进行处理后的钢背一起放入烧结炉内进行烧结保温，直至烧结成型成刹车片。
5.根据权利要求4所述的刹车片的制备方法，其特征在于，所述混料步骤中，所述混料机的转速为25-30r/min，混料时间为1-1.5h。
6.根据权利要求4所述的刹车片的制备方法，其特征在于，所述压制成型步骤中，所述压力容器中设置的压强为300-400MPa，所述保压时间为15-20s。
7.根据权利要求4所述的刹车片的制备方法，其特征在于，所述烧结工艺中，烧结温度为1050-1080℃，保温时间为1.5-2h。
8.根据权利要求4-7任意一项所述的刹车片的制备方法，其特征在于，所述刹车片的制备方法还包括打磨步骤。
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2018
- 2018-10-24 CN CN201811244534.3A patent/CN109322950A/zh active Pending
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