CN109505901A - 一种含芳纶纤维的摩擦材料及摩擦材料构件制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种含芳纶纤维的摩擦材料及摩擦材料构件制备方法,涉及摩擦材料技术领域。本发明含芳纶纤维的摩擦材料由以下原料制成:矿物纤维、芳纶纤维、摩擦粉、丁腈胶粉、石油焦、锆英粉、蛭石、重晶石、人造石墨、轻质碳酸钙、树脂、石墨。本发明含芳纶纤维的摩擦材料不含任何金属材料,具有优良的吸附性能、隔热性能、稳定性能,耐酸碱耐高温,化学性能稳定好,高温吸音性能好,可减轻制动噪音,该材料具有优良的机械性能,使其应用范围更加宽广,一些需要具有耐磨擦的特殊材料亦可以使用,如使用在汽车的离合器及制动装置上,可以延长离合器、制动装置等摩擦材料构件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及摩擦材料技术领域,具体涉及一种含芳纶纤维的摩擦材料及摩擦材料构件制备方法。
背景技术
摩擦材料是用于诸多运动机械和装备中起传动、制动、减速、转向、驻车等作用的功能配件,可以说从有机械运动开始,人类就有了刹车制动的要求,木块、牛皮、橡胶等都曾经被用来作为制动材料。增强材料是摩擦材料配方的重要组成部份之一,在摩擦材料配方中,主要使用的有金属纤维、有机纤维和无机纤维,它们不但对摩擦材料的强度起着至关重要的作用,而且对改善摩擦材料的磨损性能有着重要作用。摩擦材料在使用过程中会受到垂直方向的正压力和径向的剪切力的作用,所以摩擦材料必须要有足够的强度,否则会出现摩擦材料脱片或碎裂的问题而导致制动功能失效。
芳纶纤维又称Kevlar纤维,是一种芳族聚酰胺有机人造纤维,具有相当高的强度和韧性、中等的模量、很小的密度,而且耐磨、耐热性能好,高温下尺寸稳定好,没有碳纤维与玻璃纤维所呈现的脆性。
因此,研制一种含芳纶纤维的摩擦材料及摩擦片的制作方法对于汽车摩擦片领域的发展尤为重要。
发明内容
针对现有技术不足,本发明提供一种含芳纶纤维的摩擦材料及摩擦片的制作方法。
为实现以上目的,本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现:
一种含芳纶纤维的摩擦材料,所述含芳纶纤维的摩擦材料由以下重量份的原料制成:矿物纤维10-18份、芳纶纤维2-6份、摩擦粉2-6份、丁腈胶粉2-6份、石油焦4-13份、锆英粉3-8份、蛭石2-6份、重晶石17-28份、人造石墨2-8份、轻质碳酸钙8-20份、树脂5-15份、石墨6-12份。
优选的,所述含芳纶纤维的摩擦材料由以下重量份的原料制成:矿物纤维12-15份、芳纶纤维3-4份、摩擦粉2-4份、丁腈胶粉3-5份、石油焦6-10份、锆英粉4-7份、蛭石3-5份、重晶石20-25份、人造石墨3-6份、轻质碳酸钙10-15份、树脂7-10份、石墨8-10份。
优选的,所述含芳纶纤维的摩擦材料由以下重量份的原料制成:矿物纤维16份、芳纶纤维5份、摩擦粉5份、丁腈胶粉4份、石油焦8份、锆英粉5份、蛭石4份、重晶石23份、人造石墨5份、轻质碳酸钙17份、树脂13份、石墨9份。
优选的,所述石墨为190石墨。
优选的,所述矿物纤维为硅酸铝纤维、玻璃纤维、石膏纤维、碳纤维中的至少一种。
优选的,所述摩擦粉为腰果壳油摩擦粉。
一种利用含芳纶纤维的摩擦材料的摩擦材料构件制备方法,包括以下步骤:
S1、按照原料重量份称取各个原料;
S2、将矿物纤维、芳纶纤维、摩擦粉、丁腈胶粉、石油焦、锆英粉、蛭石、重晶石、人造石墨、轻质碳酸钙、树脂、石墨放入混料机中混配均匀,得到摩擦材料;
S3、将步骤S2制备的摩擦材料倒入模压机内热压成型,热压成型结束后起模,取出压制出的成品;
S4、将压制出的成品放入恒温箱中进行热处理,制得摩擦材料成品,将摩擦材料成品进行机械加工,再依次进行磨削、开槽、倒角、喷涂、安装附件,即可。
优选的,步骤S3所述热压成型的温度为145-155℃,压力为l5-20Mpa,保温时间为6-10min,热压过程中放气2-3次。
优选的,所述热处理时间为12-24h,恒温箱的温度为160-180℃。
本发明提供一种含芳纶纤维的摩擦材料及摩擦材料构件制备方法,与现有技术相比优点在于:
本发明含芳纶纤维的摩擦材料不含任何金属材料,具有优良的吸附性能、隔热性能、稳定性能,耐酸碱耐高温,化学性能稳定好,高温吸音性能好,可减轻制动噪音,该材料具有优良的机械性能,使其应用范围更加宽广,一些需要具有耐磨擦的特殊材料亦可以使用,如使用在汽车的离合器及制动装置上,可以延长离合器、制动装置等摩擦材料构件的使用寿命;
本发明含芳纶纤维的摩擦材料化学性能稳定,且无毒无害,芳纶纤维密度轻,纤维细,可减少混料时的粉尘量,飞灰少,芳纶纤维在制动过程中因摩擦产生的粉尘会迅速沉降到地面,避免了对人体的伤害和大气的污染;该摩擦材料对能量的反射,阻止或减缓了刹车过程中能量往刹车片里面的传递,使温度的升高得以减缓,从而起到了耐磨作用;芳纶纤维的导热系数低,并且稳定,减慢了刹车过程中能量传递,也起到耐磨作用;该摩擦材料具有高温吸音作用,部分吸收了摩擦材料在刹车过程中所产生的噪音,减少了噪音污染;
本发明含芳纶纤维的摩擦材料构件作为制动摩擦原件在使用过程中,其磨屑无毒无污染绝缘性好,可以广泛的运用在各种由电机驱动的机动车辆(电动汽车和混合动力汽车)上,减少了电机的故障率。同时还减小了制动过程的高频噪声,提高了车辆驾驶的舒适度;
机动车辆上在制动摩擦过程中,由于制动产生的瞬间热量,会通过摩擦表面、次表层、亚表层向复合摩擦材料的基体传递。而作为高聚物的树脂材料在高温作用下,很容易分解,引起包括次表层、亚表层在内的摩擦接触面,机械性能下降,磨损增加,同时摩擦系数减小,即产生制动摩擦材料的热衰退现象。本发明摩擦材料的原料中加入芳纶纤维,而芳纶纤维具有优异的隔热性能,阻断了在制动摩擦过程中,热量向摩擦材料内部的传递路线,较好的保护制动高温对次表层、亚表层和基体的影响,改善了摩擦磨损特性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合本发明实施例对本发明实施例中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作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:
本实施例含芳纶纤维的摩擦材料由以下重量份的原料制成:矿物纤维10份、芳纶纤维2份、摩擦粉2份、丁腈胶粉2份、石油焦4份、锆英粉3份、蛭石2份、重晶石17份、人造石墨2份、轻质碳酸钙8份、树脂5份、石墨6份;
其中,石墨为190石墨,矿物纤维为硅酸铝纤维;摩擦粉为腰果壳油摩擦粉;
本实施例利用含芳纶纤维的摩擦材料的摩擦材料构件制备方法,包括以下步骤:
S1、按照原料重量份称取各个原料;
S2、将矿物纤维、芳纶纤维、摩擦粉、丁腈胶粉、石油焦、锆英粉、蛭石、重晶石、人造石墨、轻质碳酸钙、树脂、石墨放入混料机中混配均匀,得到摩擦材料;
S3、将步骤S2制备的摩擦材料倒入模压机内热压成型,热压成型结束后起模,取出压制出的成品,其中,热压成型的温度为145℃,压力为l5Mpa,保温时间为6min,热压过程中放气2次;
S4、将压制出的成品放入恒温箱中进行热处理,制得摩擦材料成品,将摩擦材料成品进行机械加工,再依次进行磨削、开槽、倒角、喷涂、安装附件,即可,其中,热处理时间为12h,恒温箱的温度为160℃。
实施例2:
本实施例含芳纶纤维的摩擦材料由以下重量份的原料制成:矿物纤维18份、芳纶纤维6份、摩擦粉6份、丁腈胶粉6份、石油焦13份、锆英粉8份、蛭石6份、重晶石28份、人造石墨8份、轻质碳酸钙20份、树脂15份、石墨12份;
其中,石墨为190石墨,矿物纤维为硅酸铝纤维、玻璃纤维、石膏纤维、碳纤维按照重量比1:1:1:1混合而成;摩擦粉为腰果壳油摩擦粉;
本实施例利用含芳纶纤维的摩擦材料的摩擦材料构件制备方法,包括以下步骤:
S1、按照原料重量份称取各个原料;
S2、将矿物纤维、芳纶纤维、摩擦粉、丁腈胶粉、石油焦、锆英粉、蛭石、重晶石、人造石墨、轻质碳酸钙、树脂、石墨放入混料机中混配均匀,得到摩擦材料;
S3、将步骤S2制备的摩擦材料倒入模压机内热压成型,热压成型结束后起模,取出压制出的成品,其中,热压成型的温度为155℃,压力为20Mpa,保温时间为10min,热压过程中放气3次;
S4、将压制出的成品放入恒温箱中进行热处理,制得摩擦材料成品,将摩擦材料成品进行机械加工,再依次进行磨削、开槽、倒角、喷涂、安装附件,即可,其中,热处理时间为24h,恒温箱的温度为180℃。
实施例3:
本实施例含芳纶纤维的摩擦材料由以下重量份的原料制成:矿物纤维16份、芳纶纤维5份、摩擦粉5份、丁腈胶粉4份、石油焦8份、锆英粉5份、蛭石4份、重晶石23份、人造石墨5份、轻质碳酸钙17份、树脂13份、石墨9份;
其中,石墨为190石墨,矿物纤维为硅酸铝纤维、玻璃纤维、碳纤维按照重量比1:1:1混合而成;摩擦粉为腰果壳油摩擦粉;
本实施例利用含芳纶纤维的摩擦材料的摩擦材料构件制备方法,包括以下步骤:
S1、按照原料重量份称取各个原料;
S2、将矿物纤维、芳纶纤维、摩擦粉、丁腈胶粉、石油焦、锆英粉、蛭石、重晶石、人造石墨、轻质碳酸钙、树脂、石墨放入混料机中混配均匀,得到摩擦材料;
S3、将步骤S2制备的摩擦材料倒入模压机内热压成型,热压成型结束后起模,取出压制出的成品,其中,热压成型的温度为150℃,压力为l8Mpa,保温时间为8min,热压过程中放气3次;
S4、将压制出的成品放入恒温箱中进行热处理,制得摩擦材料成品,将摩擦材料成品进行机械加工,再依次进行磨削、开槽、倒角、喷涂、安装附件,即可,其中,热处理时间为18h,恒温箱的温度为170℃。
实施例4:
本实施例含芳纶纤维的摩擦材料由以下重量份的原料制成:矿物纤维12份、芳纶纤维3份、摩擦粉2份、丁腈胶粉3份、石油焦6份、锆英粉4份、蛭石3份、重晶石20份、人造石墨3份、轻质碳酸钙10份、树脂7份、石墨8份;
其中,石墨为190石墨,矿物纤维为硅酸铝纤维、玻璃纤维按照重量比1:1混合而成;摩擦粉为腰果壳油摩擦粉;
本实施例利用含芳纶纤维的摩擦材料的摩擦材料构件制备方法,包括以下步骤:
S1、按照原料重量份称取各个原料;
S2、将矿物纤维、芳纶纤维、摩擦粉、丁腈胶粉、石油焦、锆英粉、蛭石、重晶石、人造石墨、轻质碳酸钙、树脂、石墨放入混料机中混配均匀,得到摩擦材料;
S3、将步骤S2制备的摩擦材料倒入模压机内热压成型,热压成型结束后起模,取出压制出的成品,其中,热压成型的温度为153℃,压力为l7Mpa,保温时间为8min,热压过程中放气3次;
S4、将压制出的成品放入恒温箱中进行热处理,制得摩擦材料成品,将摩擦材料成品进行机械加工,再依次进行磨削、开槽、倒角、喷涂、安装附件,即可,其中,热处理时间为16h,恒温箱的温度为176℃。
实施例5:
本实施例含芳纶纤维的摩擦材料由以下重量份的原料制成:矿物纤维15份、芳纶纤维4份、摩擦粉4份、丁腈胶粉5份、石油焦10份、锆英粉7份、蛭石5份、重晶石25份、人造石墨6份、轻质碳酸钙15份、树脂10份、石墨10份;
其中,石墨为190石墨,矿物纤维为硅酸铝纤维、玻璃纤维、石膏纤维按照重量比1:1:1混合而成;摩擦粉为腰果壳油摩擦粉;
本实施例利用含芳纶纤维的摩擦材料的摩擦材料构件制备方法,包括以下步骤:
S1、按照原料重量份称取各个原料;
S2、将矿物纤维、芳纶纤维、摩擦粉、丁腈胶粉、石油焦、锆英粉、蛭石、重晶石、人造石墨、轻质碳酸钙、树脂、石墨放入混料机中混配均匀,得到摩擦材料;
S3、将步骤S2制备的摩擦材料倒入模压机内热压成型,热压成型结束后起模,取出压制出的成品,其中,热压成型的温度为147℃,压力为l9Mpa,保温时间为9min,热压过程中放气3次;
S4、将压制出的成品放入恒温箱中进行热处理,制得摩擦材料成品,将摩擦材料成品进行机械加工,再依次进行磨削、开槽、倒角、喷涂、安装附件,即可,其中,热处理时间为21h,恒温箱的温度为163℃。
需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种含芳纶纤维的摩擦材料,其特征在于,所述含芳纶纤维的摩擦材料由以下重量份的原料制成:矿物纤维10-18份、芳纶纤维2-6份、摩擦粉2-6份、丁腈胶粉2-6份、石油焦4-13份、锆英粉3-8份、蛭石2-6份、重晶石17-28份、人造石墨2-8份、轻质碳酸钙8-20份、树脂5-15份、石墨6-12份。
2.根据权利要求1所述含芳纶纤维的摩擦材料,其特征在于,所述含芳纶纤维的摩擦材料由以下重量份的原料制成:矿物纤维12-15份、芳纶纤维3-4份、摩擦粉2-4份、丁腈胶粉3-5份、石油焦6-10份、锆英粉4-7份、蛭石3-5份、重晶石20-25份、人造石墨3-6份、轻质碳酸钙10-15份、树脂7-10份、石墨8-10份。
3.根据权利要求1所述含芳纶纤维的摩擦材料,其特征在于,所述含芳纶纤维的摩擦材料由以下重量份的原料制成:矿物纤维16份、芳纶纤维5份、摩擦粉5份、丁腈胶粉4份、石油焦8份、锆英粉5份、蛭石4份、重晶石23份、人造石墨5份、轻质碳酸钙17份、树脂13份、石墨9份。
4.根据权利要求1或2或3所述含芳纶纤维的摩擦材料,其特征在于:所述石墨为190石墨。
5.根据权利要求1或2或3所述含芳纶纤维的摩擦材料,其特征在于:所述矿物纤维为硅酸铝纤维、玻璃纤维、石膏纤维、碳纤维中的至少一种。
6.根据权利要求1或2或3所述含芳纶纤维的摩擦材料,其特征在于:所述摩擦粉为腰果壳油摩擦粉。
7.一种利用权利要求1-6任一所述含芳纶纤维的摩擦材料的摩擦材料构件制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、按照原料重量份称取各个原料;
S2、将矿物纤维、芳纶纤维、摩擦粉、丁腈胶粉、石油焦、锆英粉、蛭石、重晶石、人造石墨、轻质碳酸钙、树脂、石墨放入混料机中混配均匀,得到摩擦材料;
S3、将步骤S2制备的摩擦材料倒入模压机内热压成型,热压成型结束后起模,取出压制出的成品;
S4、将压制出的成品放入恒温箱中进行热处理,制得摩擦材料成品,将摩擦材料成品进行机械加工,再依次进行磨削、开槽、倒角、喷涂、安装附件,即可。
8.根据权利要求7所述摩擦材料构件制备方法,其特征在于:步骤S3所述热压成型的温度为145-155℃,压力为l5-20Mpa,保温时间为6-10min,热压过程中放气2-3次。
9.根据权利要求7所述摩擦材料构件制备方法,其特征在于:所述热处理时间为12-24h,恒温箱的温度为160-180℃。
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