CN110005736B - 一种底板可回收的轻量化汽车刹车片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种底板可回收的轻量化汽车刹车片，包括底板、衬板与摩擦块，所述底板与衬板通过铆钉铆接，所述摩擦块通过粘结剂与衬板粘结，在所述摩擦块上设置排屑槽，底板采用铝合金或钢材质，所述摩擦块为微孔材料。与现有技术相比，本发明中，底板与摩擦块不直接粘结，而是通过衬板来实现固定摩擦块，可以简单将摩擦块与底板分离，底板可以直接回收再次利用，有利于节约成本，大大降低生产费用。本发明摩擦材料采用微孔技术，密度低至1.4‑1.6g/cm3，实现轻量化，微孔材料孔隙率大，可以降低材料硬度，降低噪音。微孔材料散热较快，在使用中可以降低刹车片与制动盘的温度，减少刹车片磨损，保护制动盘，延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种刹车片，尤其是涉及一种底板可回收的轻量化汽车刹车片及其制备方法。
背景技术
在汽车刹车过程中，其关键零件就是刹车片，刹车片一般由底板与摩擦块构成，刹车时，刹车片与刹车盘摩擦达到减速刹车的目的。伴随着我国汽车产量的不断增长，刹车片的产销量也在逐年增加，因此刹车片的市场需求量非常大。随着环境压力的不断增大，对汽车在节能减排方面的要求也刻不容缓，整车轻量化是未来汽车发展的一大趋势，整车轻量化需要各零部件的轻量化来实现，刹车片也不例外。
刹车片一般由底板与摩擦块构成，现有技术中汽车刹车片的底板材质是不锈钢，其密度较大，现有的合成汽车刹车片的密度一般在2.0-2.6g/cm3之间，密度很大，如果底板与摩擦块均采用轻质的材料代替，那么刹车片的重量将会大大降低，减轻汽车簧下质量对汽车轻量化具有非常重要的意义。
随着全球化资源节约，环保等消费理念的普及，汽车刹车片也面临诸多挑战。刹车片属于易耗品，摩擦块使用到一定厚度就需要更换，摩擦块下面的底板往往也一起报废，造成极大的浪费。若底板不想报废，想回收利用的话，底板上面粘有许多摩擦材料，这给清理工作带来极大的困难，造成耗时较长，浪费人力。
此外，现有技术中汽车刹车片存在噪音大，磨损严重，寿命短的缺陷。急需一种低噪音、磨损量小，使用寿命长的摩擦材料来代替。
中国专利CN207333511U公布了一种新型高效制动降噪刹车片，涉及刹车片技术领域。它包括内层消音片、外层消音片、钢背和摩擦块；摩擦块粘接在钢背的正面上，所述钢背的反面上并列设置有两个圆柱凸起；内层消音片具有与所述钢背相适配的外围形状，在内层消音片上开设有与所述钢背反面上圆柱凸起位置相对应的内层圆通孔，内层消音片粘接在所述钢背的反面上，并使得钢背反面上的圆柱凸起穿过内层消音片上开设的内层圆通孔，在所述内层消音片反面的左右两端各固接有一个卡扣凸起。
中国专利CN208185304U公布了一种用于盘式制动器的刹车片，包括钢背和摩擦片，所述摩擦片与所述钢背固定连接，还包括报警机构，所述钢背与所述摩擦片连接的面上具有连接柱，所述报警机构固定在所述连接柱上，所述摩擦片与所述钢背连接的面上具有用于容纳所述报警机构的安装槽，所述报警机构设置在所述安装槽内。该专利能够有效起到报警作用，且能够有效防止报警机构失效。
上述两个专利分别从降噪与进行预警的角度来改善刹车片的结构，但是现有技术中并没有从底板可回收的角度来改善汽车刹车片的结构。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种底板可回收的轻量化汽车刹车片及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种底板可回收的轻量化汽车刹车片，包括底板、衬板与摩擦块，所述底板与衬板通过铆钉铆接，所述摩擦块通过粘结剂与衬板粘结，在所述摩擦块上设置排屑槽。
所述底板采用铝合金或钢材质；所述摩擦块为微孔材料，由以下组分及重量百分含量的组分制备而成：
底板的作用主要是固定摩擦块，便于安装在刹车系统上，衬板的作用是固定摩擦块，同时起到摩擦块与底板连接的作用。
压制前底板与衬板均经过防锈处理。
摩擦块使用到一定厚度需要更换时，只需将铆钉敲出，底板与衬板以及衬板上的摩擦块就可以简单轻松分离，底板上面很干净，可以直接回收再次利用，有利于节约成本，大大降低生产费用。
所述底板采用铝合金或钢材质，大大减轻重量，底板厚度为4mm-6mm。
衬板用Q235钢，厚度0.5mm-2.5mm，铆钉是抽芯铝铆钉。
所述摩擦块采用具有微孔结构的高分子复合材料。
所述衬板通过粘结剂粘结摩擦块的一侧设有喷砂层，提高衬板粗糙度，增加衬板与摩擦块粘结强度。
所述衬板面积与摩擦块底侧面积相同，或，所述衬板面积小于摩擦块底侧面积同时所述衬板边缘距离摩擦块边缘1mm-7mm。
所述底板与衬板之间通过4个铆钉连接在一起，4个铆钉分别位于底板长边与短边的内侧，使摩擦块、衬板与底板牢固的连接在一起。
所述底板与衬板的厚度比为(4-6)：(0.5-2.5)。
在本发明的一个实施方式中，所述底板厚度为4mm-6mm，衬板厚度为0.5mm-2.5mm。
所述摩擦块上设置有2个相互平行且距离相等的长条状排屑槽，沿摩擦块宽度方向，所述排屑槽贯穿摩擦块的侧面。
排屑槽作用有2个：一是散热，把制动摩擦中产生的热量直接散出去，降低刹车片表面温度，延长使用寿命，有效保护对偶。二是排屑，把摩擦后产生的灰尘排出，保证刹车片正常使用。
所述底板可回收的轻量化汽车刹车片的制备方法，包括以下步骤：
(1)摩擦块原料的配制：
(2)制备，包括如下步骤：
将构成摩擦块原料的各组分按比例顺序混合，得到混合料；
将底板与衬板先用铆钉铆接，然后在衬板内侧涂上一层粘结剂，将带有衬板的底板，混合料置于模具中进行压制，得到毛坯；
对所述毛坯加热固化，最后进行机加工，得到汽车刹车片。
将构成摩擦块原料的各组分按比例顺序混合，得到混合料的方法为：
按比例把丁腈橡胶改性酚醛树脂、丁基橡胶、炭黑、石墨、氧化镁、铁黑、硫酸钡、白云岩、硅藻土加入到高速犁耙式混料机中混合搅拌15-20min，再按比例加入硅灰石纤维，芳纶纤维进行混合搅拌10-15min至均匀，得到混合料。
所述压制的工艺是：成型压力15-22MPa，压制温度150-200℃，压制时间300-500秒。
所述固化的工艺是：加热温度为160-200℃，固化时间12-18小时。
制备摩擦块的微孔材料采用特殊的生产工艺，在压制过程中，压力太高，材料密度较大，硬度增加；压力太低，材料密度太小，强度会大大降低。通过适当降低压力来增加材料的气孔率，压力越小，摩擦材料越疏松，气孔率越高。通过适当提高固化温度可以增大孔径，但温度不能太高，否者摩擦材料的硬度会增加。同时增加芳纶纤维来提高微孔材料的力学性能。摩擦材料体系组成不同，成型工艺也不同，通过多次优化配方与工艺，制得汽车刹车片。微孔材料孔隙率大，可以降低材料硬度，降低噪音。微孔材料散热较快，在使用中可以降低刹车片与制动盘的温度，减少刹车片磨损，延长使用寿命。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
1、本发明中，底板与摩擦块不直接粘结，而是通过衬板来连接底板与摩擦块作用，当摩擦块使用到一定厚度需要更换时，只需将铆钉敲出，底板与衬板以及衬板上的摩擦块可以简单轻松分离，底板上面很干净，可以直接回收再次利用，有利于节约成本，降低生产费用。
2、本发明中，底板采用铝合金或钢材质，摩擦材料采用微孔技术，密度低至1.4-1.6g/cm3。若底板采用钢材质，摩擦块采用微孔材料，能够减重，可以实现刹车片轻量化，若底板采用铝合金材质，摩擦块采用微孔材料，那么刹车片减重效果会更加明显。
3、摩擦材料采用微孔技术，材料孔隙率大，可以降低材料硬度，降低噪音。微孔材料散热较快，在制动摩擦中可以降低刹车片与制动盘表面的温度，减少刹车片与盘面磨损，延长使用寿命。
4、本发明中，摩擦块上设置有2个相互平行且距离相等的长条状排屑槽，沿摩擦块宽度方向，所述排屑槽贯穿摩擦块的侧面。排屑槽作用有2个：一是散热，把制动摩擦中产生的热量直接散出去，降低刹车片表面温度，延长使用寿命，有效保护对偶。二是排屑，把摩擦后产生的灰尘排出，保证刹车片正常使用。
附图说明
图1为底板可回收的轻量化汽车刹车片主视结构示意图。
图中标号：1.底板，2.衬板，3.摩擦块，4.铆钉，5.排屑槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
参考图1，一种底板可回收的轻量化汽车刹车片，包括底板1、衬板2与摩擦块3，底板1与衬板2通过铆钉4铆接，摩擦块3通过粘结剂与衬板2粘结，在摩擦块3上设置排屑槽5。
其中，所述底板采用铝合金或钢材质；所述摩擦块为微孔材料，由以下组分及重量百分含量的组分制备而成：
压制前底板与衬板均经过防锈处理。
底板的作用主要是固定摩擦块，便于安装在刹车系统上，衬板的作用是固定摩擦块，同时起到摩擦块与底板连接的作用。
摩擦块使用到一定厚度需要更换时，只需将铆钉敲出，底板与衬板以及衬板上的摩擦块就可以简单轻松分离，底板上面很干净，可以直接回收再次利用，有利于节约成本，大大降低生产费用。
本实施例中，所述底板采用铝合金或钢材质，大大减轻重量，底板厚度为4mm-6mm。衬板用Q235钢，厚度0.5mm-2.5mm，铆钉是抽芯铝铆钉。
本实施例中，衬板2通过粘结剂粘结摩擦块3的一侧设有喷砂层，提高衬板粗糙度，增加衬板与摩擦块粘结强度。
本实施例中，衬板面积与摩擦块底侧面积相同，或，衬板面积小于摩擦块底侧面积同时衬板边缘距离摩擦块边缘1mm-7mm。
本实施例中，底板1与衬板2之间通过4个铆钉4连接在一起，4个铆钉分别位于底板长边与短边的内侧，使摩擦块3、衬板2与底板1牢固的连接在一起。
本实施例中，摩擦块3上设置有2个相互平行且距离相等的长条状排屑槽5，沿摩擦块3宽度方向，排屑槽5贯穿摩擦块3的侧面。排屑槽作用有2个：一是散热，把制动摩擦中产生的热量直接散出去，降低刹车片表面温度，延长使用寿命，有效保护对偶。二是排屑，把摩擦后产生的灰尘排出，保证刹车片正常使用。
实施例2
一种底板可回收的轻量化汽车刹车片的制造方法，包括以下步骤：
(1)原料的配制：
(2)制备：
按比例把丁腈橡胶改性酚醛树脂、丁基橡胶、炭黑、石墨、氧化镁、铁黑、硫酸钡、白云岩、硅藻土加入到高速犁耙式混料机中混合搅拌15min，再按比例加入硅灰石纤维，芳纶纤维进行混合搅拌10min至均匀得到混合料。将底板与衬板先用铆钉铆接，然后在衬板内侧涂上一层粘结剂，将带有衬板的底板，混合料置于模具中进行压制，成型压力15MPa，压制温度150℃，压制时间300秒，得到毛坯。将毛坯加热固化，加热温度为160℃，固化时间12小时，最后进行机加工，得到汽车刹车片。
实施例3
一种底板可回收的轻量化汽车刹车片的制造方法，包括以下步骤：
(1)原料的配制：
(2)制备：
按比例把丁腈橡胶改性酚醛树脂、丁基橡胶、炭黑、石墨、氧化镁、铁黑、硫酸钡、白云岩、硅藻土加入到高速犁耙式混料机中混合搅拌16min，再按比例加入硅灰石纤维，芳纶纤维进行混合搅拌12min至均匀得到混合料。将底板与衬板先用铆钉铆接，然后在衬板内侧涂上一层粘结剂，将带有衬板的底板，混合料置于模具中进行压制，成型压力18MPa，压制温度165℃，压制时间400秒，得到毛坯。将毛坯加热固化，加热温度为180℃，固化时间15小时，最后进行机加工，得到汽车刹车片。
实施例4
一种底板可回收的轻量化汽车刹车片的制造方法，包括以下步骤：
(1)原料的配制：
(2)制备：
按比例把丁腈橡胶改性酚醛树脂、丁基橡胶、炭黑、石墨、氧化镁、铁黑、硫酸钡、白云岩、硅藻土加入到高速犁耙式混料机中混合搅拌18min，再按比例加入硅灰石纤维，芳纶纤维进行混合搅拌15min至均匀得到混合料。将底板与衬板先用铆钉铆接，然后在衬板内侧涂上一层粘结剂，将带有衬板的底板，混合料置于模具中进行压制，成型压力20MPa，压制温度200℃，压制时间450秒，得到毛坯。将毛坯加热固化，加热温度为190℃，固化时间16小时，最后进行机加工，得到汽车刹车片。
实施例5
一种底板可回收的轻量化汽车刹车片的制造方法，包括以下步骤：
(1)原料的配制：
(2)制备：
按比例把丁腈橡胶改性酚醛树脂、丁基橡胶、炭黑、石墨、氧化镁、铁黑、硫酸钡、白云岩、硅藻土加入到高速犁耙式混料机中混合搅拌20min，再按比例加入硅灰石纤维，芳纶纤维进行混合搅拌14min至均匀得到混合料。将底板与衬板先用铆钉铆接，然后在衬板内侧涂上一层粘结剂，将带有衬板的底板，混合料置于模具中进行压制，成型压力22MPa，压制温度180℃，压制时间500秒，得到毛坯。将毛坯加热固化，加热温度为200℃，固化时间18小时，最后进行机加工，得到汽车刹车片。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种底板可回收的轻量化汽车刹车片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)摩擦块原料的配制：
(2)制备，包括如下步骤：
将构成摩擦块原料的各组分按比例顺序混合，得到混合料；
将底板与衬板先用铆钉铆接，然后在衬板内侧涂上一层粘结剂，将带有衬板的底板，混合料置于模具中进行压制，得到毛坯；
对所述毛坯加热固化，最后进行机加工，得到汽车刹车片；
所述汽车刹车片包括底板(1)、衬板(2)与摩擦块(3)，所述底板(1)与衬板(2)通过铆钉(4)铆接，所述摩擦块(3)通过粘结剂与衬板(2)粘结，在所述摩擦块(3)上设置排屑槽(5)；所述底板(1)采用铝合金或钢材质；所述摩擦块(3)密度为1.4-1.6g/cm3。
2.根据权利要求1所述的一种底板可回收的轻量化汽车刹车片的制备方法，其特征在于，所述衬板(2)通过粘结剂粘结摩擦块(3)的一侧设有喷砂层。
3.根据权利要求1所述的一种底板可回收的轻量化汽车刹车片的制备方法，其特征在于，所述衬板面积与摩擦块底侧面积相同，或，所述衬板面积小于摩擦块底侧面积同时所述衬板边缘距离摩擦块边缘1mm-7mm。
4.根据权利要求1所述的一种底板可回收的轻量化汽车刹车片的制备方法，其特征在于，所述底板(1)与衬板(2)的厚度比为(4-6)：(0.5-2.5)。
5.根据权利要求1所述的一种底板可回收的轻量化汽车刹车片的制备方法，其特征在于，所述摩擦块(3)上设置有2个相互平行且距离相等的长条状排屑槽(5)，沿摩擦块(3)宽度方向，所述排屑槽(5)贯穿摩擦块(3)的侧面。
6.根据权利要求1所述底板可回收的轻量化汽车刹车片的制备方法，其特征在于，将构成摩擦块原料的各组分按比例顺序混合，得到混合料的方法为：
按比例把丁腈橡胶改性酚醛树脂、丁基橡胶、炭黑、石墨、氧化镁、铁黑、硫酸钡、白云岩、硅藻土加入到高速犁耙式混料机中混合搅拌15-20min，再按比例加入硅灰石纤维，芳纶纤维进行混合搅拌10-15min至均匀，得到混合料。
7.根据权利要求1所述底板可回收的轻量化汽车刹车片的制备方法，其特征在于，所述压制的工艺是：成型压力15-22MPa，压制温度150-200℃，压制时间300-500秒。
8.根据权利要求1所述底板可回收的轻量化汽车刹车片的制备方法，其特征在于，所述固化的工艺是：加热温度为160-200℃，固化时间12-18小时。
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