CN110497149A - 一种鼓式刹车片制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鼓式刹车片制造方法，具体包括以下步骤：1)将钢板冲裁成蹄铁筋板和蹄铁弧板，经处理后，将二者焊接成蹄铁，并对蹄铁进行预处理；2)将配制好的摩擦材料采用多腔模具进行平板预成型，而后压弯，得到摩擦片毛坯；3)将步骤1)中所得蹄铁与步骤2)中所得摩擦片毛坯进行热压成型，然后烘烤，得到刹车片；4)将步骤3)中所得刹车片进行处理后包装。本发明提供的制备工艺解决了传统制造方法中的难摊平问题和废品浪费问题，降低了生产成本，提高了产品摩擦性能的稳定性和粘结强度，可以满足高强度刹车要求。

Description

一种鼓式刹车片制造方法

技术领域

本发明属于鼓式刹车片加工技术领域，具体涉及一种鼓式刹车片制造方法。

背景技术

鼓式刹车片在汽车的刹车系统中是最关键的安全零件。机动车辆刹车效果的好坏是刹车片起决定性作用，因此刹车片是汽车的安全行驶的保障。鼓式刹车片是有钢板制成的蹄铁和摩擦材料块组成的。摩擦块是有各种摩擦材料和粘接剂经过一定比例配比和工艺粘接在蹄铁上面的，刹车时和制动鼓摩擦，从而达到车辆减速的目的。

鼓式刹车片的制造方法一般有两种，一种是一次热压成型，把摩擦材料直接压倒蹄铁上；另一种是想通过筒模(把摩擦材料直接压成弧形摩擦块)和排模(把摩擦材料先压平板毛坯再压弯压成摩擦块)压制摩擦材料块，在粘接到蹄铁上；以上两种都有缺陷：一次成型和筒模工艺难摊平，易造成疏松废品，造成废品浪费；鼓式筒模和排模制造方法在材料和蹄铁粘接时，粘接强度低，满足不了新时代新车刹车技术要求。

发明内容

本发明的目的是一种鼓式刹车片制造方法，解决鼓式刹车片现有制造方法生产难题，降低产品废品率，降低产品成本。

本发明具体的技术方案如下：

一种鼓式刹车片制造方法，所述鼓式刹车片制造方法使用多腔模具，所述多腔模具包括：上模板、中模凹模和下模凸膜；其中上模板为平板，中模凹模是具有一定厚度的平板，在其平板上开设有多个模腔，模腔的尺寸与刹车片的尺寸相匹配；下模凸模是在平板上设置有多个与中模凹模的模腔相对应的凸模，中模凹模上的模腔与下模凸膜上的凸模的尺寸、位置一一对应，所述鼓式刹车片制造方法包括以下步骤：

1)将钢板冲裁成蹄铁筋板和蹄铁弧板，经处理后，将二者焊接成蹄铁，并对蹄铁进行预处理；

2)将配制好的摩擦材料采用多腔模具进行平板预成型，而后压弯，得到摩擦片毛坯；

3)将步骤1)中所得蹄铁与步骤2)中所得摩擦片毛坯进行热压成型，然后烘烤，得到刹车片；

4)将步骤3)中所得刹车片进行处理后包装。

进一步的方案是，所述平板预成型温度为50℃-120℃。

进一步的方案是，所述平板预成型温度为60℃-115℃。

进一步的方案是，所述压弯温度为50℃-110℃。

进一步的方案是，所述热压成型温度为140℃-160℃。

进一步的方案是，所述烘烤温度范围为150℃-300℃。

进一步的方案是，所述预处理包括对蹄铁进行整形、抛丸和涂胶，涂胶厚度为10微米-30微米。

进一步的方案是，所述平板预成型过程中使用了加料摊平器；所述加料摊平器包括加料器下板、加料器上板、加料器抽板、加料器隔板和加料器加料仓；其中加料器上板与加料器加料仓固定连接；加料仓下板位于加料仓上板的下部，二者通过螺栓固定连接；在螺栓连接的中间位置连接有加料器隔板；该加料仓隔板可以使得加料仓下板和加料仓上板之间形成一个空腔，该空腔的开口的大小与加料器加料仓的下开口的大小相匹配，该空腔用于放置加料器加料仓抽板。

进一步的方案是，所述加料摊平器加料仓下开口的尺寸与模具上模腔的开口尺寸相匹配，位置一一对应。

需要说明的是，本发明的技术方案中是将摩擦材料的混合料先平板预成型，再压弯，再进行热压成型和烘烤；在平板预成型的过程中，由于热处理的温度较低，摩擦材料的粘结剂没有固化；在热压成型的过程中，再通过高温高压把毛坯和蹄铁放到热压模具里固化粘接到一起；这样做的优点是摩擦材料均匀一致，摩擦性能一致；再者因密度不均的废品消失，节约成本；还有产品的粘接强度(摩擦材料和蹄铁粘接性能)提升了很多，可以满足高强度刹车要求。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1)本发明利用了先预成型再压弯的工艺，解决了传统制造方法中的难摊平问题和废品浪费问题，降低了生产成本，且制备工艺简单；

2)本发明制备工艺解决了传统工艺为了弥补弧度密度差异而多加原料压制问题，不仅节省了原料，摩擦片密度差异得到了改善，进而提高了产品摩擦性能的稳定性。

3)本发明得制备工艺所得刹车片的粘结强度得到了较大的提高，可以满足高强度刹车要求。

附图说明

图1为本发明实施例的工艺流程图；

图2为本发明实施例中所制备刹车片的结构示意图；

图3为本发明实施例中平板预成型摊平器和模具的结构图；

图4为本发明实施例中加料摊平器的主视图；

图5为本发明实施例中加料摊平器的俯视图；

图6为本发明实施例中加料摊平器的侧视图；

图7为本发明实施例中加料摊平器的主视图中A部分的局部放大图；

图8为本发明实施例中上模板俯视图；

图9为本发明实施例中模凹模的主视图；

图10为本发明实施例中模凹模的俯视图；

图11为本发明实施例下模凸模的主视图；

图12为本发明实施例下模凸模的俯视图；

图中：1’-摩擦材料块；2’-蹄铁弧板；3’-蹄铁筋板；1-上模板；2-中模凹模；3-低模凹模；4-加料摊平器；5-混合料；41-加料器下板；42-加料器上板；43-加料器抽板；44-加料器隔板；45-加料器加料仓；46-加料器把手。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。

实施例1

本发明实施例中平板预成型过程采用多腔压制，使用的模具为多腔磨具，具体如图8-12所示；多腔模具上分布有多个模腔；所述模具腔的尺寸根据刹车片的尺寸进行设计，其大小与生产中所使用的刹车片的尺寸相匹配；这样可大大的提高生产的效率，简化制造方法。

具体的多腔模具包括有上模板1、中模凹模2和下模凸膜3；其中上模板1为平板，中模凹模2是具有一定厚度的平板，在其平板上开设有多个模腔，模腔的尺寸与刹车片的尺寸相匹配；下模凸模3是在平板上设置有多个与中模凹模2的模腔相对应的凸模，中模凹模2上的模腔与下模凸膜3上的凸模的尺寸、位置一一对应；在使用时，上模板1放置于中模凹模2的上部，中模凹模2位于中部，下模凸模3位于中模凹模2的下部，在压力的作用下，下模凸模3中的凸模可在压力的作用下，进入到中模凹模2的模腔中，实现对混合料的压制。

为了解决多腔压制时的难摊平问题，本发明在压制过程中使用了加料摊平器4，具体结构如下:

本发明实施例中所使用的平板预成型模具如图3-7所示，如图4-6所示为本发明在平板预成型模具中使用的加料摊平器，该加料摊平器包括加料器下板41、加料器上板42、加料器抽板43、加料器隔板44和加料器加料仓45；其中加料器上板42与加料器加料仓45固定连接，例如焊接；加料仓下板41位于加料仓上板42的下部，二者通过螺栓固定连接；在螺栓连接的中间位置连接有加料器隔板44；该加料仓隔板44可以使得加料仓下板41和加料仓上板42之间形成一个空腔，该空腔的开口的大小与加料器加料仓45的下开口的大小相匹配，且该空腔用于放置加料仓抽板43，当摩擦材料混合料在加料摊平器4中摊平后，抽离加料器隔板44，使得混合料落到模具中。进一步地，在加料器加料仓45上还设置有加料仓把手46，有利于对加料器的取放。

进一步地，加料摊平器4上设置有多个与模具上的模腔相匹配的加料仓，加料仓下开口的尺寸与多腔模具上模腔的开口尺寸相适应。优选的，多腔模具上并排设置有8个模腔，相应地，加料器加料仓45也设置有8个，且尺寸、位置均与多腔模具上的模腔一一匹配对应，如图5和图10所示。

如图3所示，具体的压制过程如下：将摩擦材料混合料称好倒入加料摊平器4内摊平，把带有混合料的加料摊平器4放到中模凹模2上，使其相应的模腔与各个加料仓相对应，抽动加料仓抽板44，把料加到中模凹模2内，拿走加料摊平器1；中模凹模2和底模凸模3同时在设备压力下向上运动，中模凹模2顶到上模板1后，底模凸模3开始加压力，把散料压制成毛坯。

以下实施例中的平板预成型过程均使用了以上所述的多腔模具及其加料摊平器。

实施例2

本实施例公开了一种鼓式刹车片的制备工艺，如图1所示，主要包括以下步骤：

1)冲裁：将标准钢板利用冷冲机或液压机冲裁成型，得到蹄铁筋板和蹄铁弧板；

2)清洗：将蹄铁筋板和蹄铁弧板放入碱性环保清洗液中，同时用超声清除筋板弧版上面的污物；

3)焊接：为了将蹄铁筋板和蹄铁弧板更好的焊接起来，本实施例中用于焊接的弧板上存在数量不等的凸起，通过电流加热把凸起熔化焊接在筋板上；

4)整形：为了将焊接的蹄铁矫正成符合标准的形状，防止焊接的蹄铁焊接融合过程中会有热胀冷缩变形，本实施例采用整形模具把蹄铁加工到标准的状态；

5)抛丸：为了清除蹄铁上面的严重的锈斑、焊接焊渣和在在蹄铁表面增加凸凹不平的曲面，增加材料和蹄铁的粘接面积，本实施例采用抛丸机对蹄铁表面进行抛丸，且本实施例所用的钢砂是三角细砂，以便清理蹄铁尖角处的污垢、锈蚀；在其他实施例中也可采用其他的设备或钢砂对蹄铁表面进行处理；

6)涂胶：为了实现蹄铁和摩擦片更好的粘结，本实施例采用滚轮把粘接胶涂到蹄铁弧面，或者用喷枪把粘接胶喷到蹄铁上，在自然状态下晾干或在一定的温度下烘烤干燥；涂胶厚度20微米。

7)配料：将酚醛树脂8重量份；摩擦粉3重量份；颗粒焦炭5重量份；硫化锑3重量份；氧化锆2重量份；石墨10重量份；铜粉10重量份；蛭石5重量份；芳纶纤维3重量份；陶瓷纤维3重量份；碳纤维1重量份；钛酸钾10重量份，重晶石10重量份的原料混合，用搅拌机进行搅拌均匀；

8)平板预成型：将步骤7)中所得的摩擦材料放入预成型模具，摊平，利用液压机在60℃的温度下和单位面积压力为5MPa的条件下压制成密度均匀的平整毛坯；

9)压弯：将毛坯利用液压机在温度为60℃条件下和单位面积压力为1MPa的条件下在压弯模具中压弯；压弯时的毛坯内弧和蹄铁外弧相同；

10)热压成型：将步骤6)中涂好胶的蹄铁和步骤9)中的压弯的摩擦材料块放入热压模具里，在温度为150℃和单位面积压力为5MPa的条件下进行热压成型，使两者粘接在一起；

11)烘烤：热压成型后，将步骤10)得到的刹车片在烘箱内进行二次固化，其烘烤温度为200℃，烘烤时间为40min；

12)将步骤11)中烘烤固化后的刹车片清理表面污物后喷漆，并按标准进行模削，打码，铆接并安装附件；最后把成品进行包装。

经检测本实施例所得的刹车片在常温下的剪切强度可达8.3MPa；刹车片的粘结强度大大的提高，摩擦片的密度均匀一致，保证了较为稳定的摩擦性能；同时解决了难摊平问题，节省了大量的原料，大大减少了制备工艺流程。

对比例1

本实施例公开一种鼓式刹车片制造方法，

1)冲裁：将标准钢板利用冷冲机或液压机冲裁成型，得到蹄铁筋板和蹄铁弧板；

2)清洗：将蹄铁筋板和蹄铁弧板放入碱性环保清洗液中，同时用超声清除筋板弧版上面的污物；

3)焊接：为了将蹄铁筋板和蹄铁弧板更好的焊接起来，本实施例中用于焊接的弧板上存在数量不等的凸起，通过电流加热把凸起熔化焊接在筋板上；

4)整形：为了将焊接的蹄铁矫正成符合标准的形状，防止焊接的蹄铁焊接融合过程中会有热胀冷缩变形，本实施例采用整形模具把蹄铁加工到标准的状态；

5)抛丸：为了清除蹄铁上面的严重的锈斑、焊接焊渣和在在蹄铁表面增加凸凹不平的曲面，增加材料和蹄铁的粘接面积，本实施例采用抛丸机对蹄铁表面进行抛丸，且本实施例所用的钢砂是三角细砂，以便清理蹄铁尖角处的污垢、锈蚀；在其他实施例中也可采用其他的设备或钢砂对蹄铁表面进行处理；

6)浸胶：在蹄铁的表面浸上一层防锈涂层。

7)配料：将酚醛树脂8重量份；摩擦粉3重量份；颗粒焦炭5重量份；硫化锑3重量份；氧化锆2重量份；石墨10重量份；铜粉10重量份；蛭石5重量份；芳纶纤维3重量份；陶瓷纤维3重量份；碳纤维1重量份；钛酸钾10重量份，重晶石10重量份的原料混合，用搅拌机进行搅拌均匀；

8)瓦片预成型：将步骤7)中的摩擦材料利用液压机进行排摸瓦片预成型，温度为110℃，压力为5MPa；

9)瓦片压弯：利用液压机将瓦片在温度为110℃，压力为0.4MPa的条件下在压弯模具中进行压弯；

10)热压成型：在温度为170℃，压力为5MPa的条件下，将瓦片放入热压成型模具中进行热压成型；

11)烘烤：在温度为200℃，压力为3MPa的条件下将热压成型后的瓦片进行烘烤；

12)瓦片切割：将烘烤后所得的瓦片切割成与蹄铁相匹配的尺寸；

13)摩擦片预处理：切割后需要将所得摩擦片进行外弧粗模、模内弧、模外弧、倒角等工艺，使得蹄铁与摩擦片更好的贴合；

14)涂胶：将预处理后的摩擦片进行涂胶处理，厚度为20微米；

15)装夹：将涂胶后的蹄铁和摩擦片通过装夹工装的高压力夹到一起；

16)高温固化：在温度为200℃的条件下使粘结剂固化40min。

17)后处理：将高温固化后刹车片与装夹工具拆卸，清理溢胶，打模，铆接安装附件后，进行包装。

经检测本对比例所得的刹车片在常温下的剪切强度可达4.5MPa；刹车片的粘结强度不高，摩擦性能不稳定；制备工艺流程复杂，需要进行瓦片的切割，浪费了大量的原料。

实施例3

本实施例公开了一种鼓式刹车片制造方法，如图1所示，主要包括以下步骤：

步骤1)-步骤5)参见实施例1；

6)涂胶：为了实现蹄铁和摩擦片更好的粘结，本实施例采用滚轮把粘接胶涂到蹄铁弧面，或者用喷枪把粘接胶喷到蹄铁上，在自然状态下晾干或在一定的温度下烘烤干燥；涂胶厚度15微米。

7)配料：将酚醛树脂8重量份；摩擦粉3重量份；颗粒焦炭5重量份；硫化锑3重量份；氧化锆2重量份；石墨10重量份；铜粉10重量份；蛭石5重量份；芳纶纤维3重量份；陶瓷纤维3重量份；碳纤维1重量份；钛酸钾10重量份，重晶石10重量份的原料混合，用搅拌机进行搅拌均匀；

8)平板预成型：将步骤7)中所得的摩擦材料放入预成型模具，摊平，利用液压机在90℃的温度下和单位面积压力为5MPa的条件下压制成密度均匀的平整毛坯；

9)压弯：将毛坯利用液压机在温度为90℃条件下和单位面积压力为1MPa的条件下在压弯模具中进行压弯；压弯时的毛坯内弧和蹄铁外弧相同；

10)热压成型：将步骤6)中涂好胶的蹄铁和步骤9)中压弯的摩擦材料块放入热压模具里，在温度为160℃和单位面积压力为5MPa的条件下进行热压成型，使两者粘接在一起；

11)烘烤：热压成型后，将得到的刹车片在烘箱内进行二次固化，其烘烤温度为250℃；烘烤时间为40min；

12)将烘烤固化后的刹车片清理表面污物后喷漆，并按标准进行模削，打码，铆接并安装附件；最后把成品进行包装。

经检测本实施例所得的刹车片在常温下的剪切强度可达9.5MPa；刹车片的粘结强度大大的提高，摩擦片的密度均匀一致，保证了较为稳定的摩擦性能；同时解决了难摊平问题，节省了大量的原料，大大减少了制备工艺流程。

实施例4

本实施例公开了一种鼓式刹车片制造方法，如图1所示，主要包括以下步骤：

步骤1)-步骤5)参见实施例1；

6)涂胶：为了实现蹄铁和摩擦片更好的粘结，本实施例采用滚轮把粘接胶涂到蹄铁弧面，或者用喷枪把粘接胶喷到蹄铁上，在自然状态下晾干或在一定的温度下烘烤干燥；涂胶厚度15微米。

7)配料：将酚醛树脂8重量份；摩擦粉3重量份；颗粒焦炭5重量份；硫化锑3重量份；氧化锆2重量份；石墨10重量份；铜粉10重量份；蛭石5重量份；芳纶纤维3重量份；陶瓷纤维3重量份；碳纤维1重量份；钛酸钾10重量份，重晶石10重量份的原料混合，用搅拌机进行搅拌均匀；

8)平板预成型：将步骤7)中所得的摩擦材料放入预成型模具，摊平，利用液压机在115℃的温度下和单位面积压力为5MPa的条件下压制成密度均匀的平整毛坯；

9)压弯：将毛坯利用液压机在温度为110℃条件下和单位面积压力为1MPa的条件下在压弯模具中进行压弯；压弯时的毛坯内弧和蹄铁外弧相同；

10)热压成型：将步骤6)中涂好胶的蹄铁和步骤9)中压弯的摩擦材料块放入热压模具里，在温度为140℃和单位面积压力为5MPa的条件下进行热压成型，使两者粘接在一起；

11)烘烤：热压成型后，将得到的刹车片在烘箱内进行二次固化，其烘烤温度为150℃；烘烤时间为40min；

12)将烘烤固化后的刹车片清理表面污物后喷漆，并按标准进行模削，打码，铆接并安装附件；最后把成品进行包装。

经检测本实施例所得的刹车片在常温下的剪切强度可达9.2MPa；刹车片的粘结强度大大的提高，摩擦片的密度均匀一致，保证了较为稳定的摩擦性能；同时解决了难摊平问题，节省了大量的原料，大大减少了制备工艺流程。

将对比例1、实施例2、实施例3和实施例4所得刹车片在常温下进行剪切强度测试比较，具体数据如表1所示。

检测项目	对比例1	实施例2	实施例3	实施例4
					剪切强度(常温)	4.5MPa	8.3MPa	9.5MPa	9.2MPa

经过实施例与对比例1的对比，本发明中提供的制备工艺优势表现为：

1)刹车片的粘结强度大大的提高；

2)与传统工艺相比，解决了难摊平问题，同时节省了大量的原料，且大大减少了制备工艺流程，提高了生产效率；

3)摩擦片密度均匀一致，保证了较为稳定的摩擦性能；

4)废品可减少60％，大大降低了生产成本。

本具体的实施例仅仅是对本发明的解释，而并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种鼓式刹车片制造方法，其特征是，所述鼓式刹车片制造方法使用多腔模具，所述多腔模具包括：上模板、中模凹模和下模凸膜；其中上模板为平板，中模凹模是具有一定厚度的平板，在其平板上开设有多个模腔，模腔的尺寸与刹车片的尺寸相匹配；下模凸模是在平板上设置有多个与中模凹模的模腔相对应的凸模，中模凹模上的模腔与下模凸膜上的凸模的尺寸、位置一一对应，所述鼓式刹车片制造方法包括以下步骤：

1)将钢板冲裁成蹄铁筋板和蹄铁弧板，经处理后，将二者焊接成蹄铁，并对蹄铁进行预处理；

2)将配制好的摩擦材料采用多腔模具进行平板预成型，而后压弯，得到摩擦片毛坯；

3)将步骤1)中所得蹄铁与步骤2)中所得摩擦片毛坯进行热压成型，然后烘烤，得到刹车片；

4)将步骤3)中所得刹车片进行处理后包装。

2.根据权利要求1所述的鼓式刹车片制造方法，其特征是，所述平板预成型温度为50℃-120℃。

3.根据权利要求1所述的鼓式刹车片制造方法，其特征是，所述平板预成型温度为60℃-115℃。

4.根据权利要求3所述的鼓式刹车片制造方法，其特征是，所述压弯温度为50℃-110℃。

5.根据权利要求4所述的鼓式刹车片制造方法，其特征是，所述热压成型温度为140℃-160℃。

6.根据权利要求5所述的鼓式刹车片制造方法，其特征是，所述烘烤温度范围为150℃-300℃。

7.根据权利要求1所述的鼓式刹车片制造方法，其特征是，所述预处理包括对蹄铁进行整形、抛丸和涂胶，涂胶厚度为10微米-30微米。

8.根据权利要求6所述的鼓式刹车片制造方法，其特征是，所述平板预成型过程中使用了加料摊平器；所述加料摊平器包括加料器下板、加料器上板、加料器抽板、加料器隔板和加料器加料仓；其中加料器上板与加料器加料仓固定连接；加料仓下板位于加料仓上板的下部，二者通过螺栓固定连接；在螺栓连接的中间位置连接有加料器隔板；该加料仓隔板可以使得加料仓下板和加料仓上板之间形成一个空腔，该空腔的开口的大小与加料器加料仓的下开口的大小相匹配，该空腔用于放置加料器加料仓抽板。

9.根据权利要求8所述的鼓式刹车片制造方法，其特征是，所述加料摊平器加料仓下开口的尺寸与模具上模腔的开口尺寸相匹配，位置一一对应。