CN110878802B - 低蠕动噪音摩擦材料、刹车片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种低蠕动噪音摩擦材料、刹车片及其制备方法，以质量百分比计包括以下组分：酚醛树脂4‑10％、端羟基超支化聚酯1‑2％、萜稀树脂1‑2％、芳纶浆粕1‑3％、钢纤维12‑25％、矿物纤维8‑15％、氧化镁3‑8％、硅酸锆4‑8％、硫化锑3‑7％、硫化钨2‑4％、鳞片石墨4‑8％、超细导电石墨粉1‑2％、焦炭颗粒4‑8％、氟橡胶2‑5％、重晶石25‑35％。所述刹车片包括钢背及与所述钢背匹配使用的摩擦块，所述摩擦块由所述的摩擦材料制成。所述制备方法包括步骤：将所述的摩擦材料的各组分按其比例称取并搅拌均匀，得到混合料；将所述的混合料加入模具型腔中并摊平，再加入垫层料并摊平，进行压模、脱模，得到半成品；将所述半成品进行磨削、喷涂，得到所述刹车片。旨在降低车辆中存在的蠕动噪音的问题。
Description
技术领域
本发明涉及刹车片技术领域，具体涉及一种低蠕动噪音摩擦材料、刹车片及其制备方法。
背景技术
蠕动噪音是现有自动挡驾驶车辆中一直存在的问题。蠕动噪音也称启动噪音，由于自动挡汽车独有的液力变矩器的存在，蠕动噪音几乎出现在所有的自动挡车型上，只要松开刹车踏板的耦合点就会出现，理论上蠕动噪音无法完全消除，只能抑制或减弱。当缓慢释放刹车踏板时，盘片之间的摩擦形式由静摩擦变为动摩擦，动静摩擦系数的差异Δμ过大导致盘片振动产生“咕咕声”或“咯咯声”的蠕动噪音。蠕动噪音频率约在250Hz-500Hz，且为典型的结构传音，车内人员比车外人员听的更清楚，因此会严重降低驾驶员的驾驶舒适度。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的至少在于提供一种低蠕动噪音摩擦材料，旨在降低车辆中存在的蠕动噪音的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一个实施方式提供一种低蠕动噪音摩擦材料，所述摩擦材料以质量百分比计包括以下组分：
酚醛树脂4-10％、端羟基超支化聚酯1-2％、萜稀树脂1-2％、芳纶浆粕1-3％、钢纤维12-25％、矿物纤维8-15％、氧化镁3-8％、硅酸锆4-8％、硫化锑3-7％、硫化钨2-4％、鳞片石墨4-8％、超细导电石墨粉1-2％、焦炭颗粒4-8％、氟橡胶2-5％、重晶石25-35％。
可选地，所述的端羟基超支化聚酯的羟基数为10-12/mol，分子量1100g/mol。
可选地，所述的萜稀树脂的软化点为95-110℃，粒度为120-150目。
可选地，所述的芳纶浆粕的长度为0.7-1.2mm。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一个实施方式提供一种低蠕动噪音刹车片，所述刹车片包括钢背及与所述钢背匹配使用的摩擦块，所述摩擦块由所述的摩擦材料制成。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一个实施方式提供一种低蠕动噪音刹车片制备方法，包括步骤：
将所述的摩擦材料的各组分按其比例称取并搅拌均匀，得到混合料；
将所述的混合料加入模具型腔中并摊平，再加入垫层料并摊平，进行压模、脱模，得到半成品；
将所述半成品进行磨削、喷涂，得到所述刹车片。
可选地，加入垫层料并摊平的步骤包括：称取所述混合料质量的11％的垫层料，加入至所述模具型腔中，并摊平；其中，所述垫层料包括：树脂、钢纤维、硅藻土以及重晶石。
可选地，所述压模包括：
设置压制温度为160-195℃，压制压力为300-450kg/cm2，压制时间为5-7分钟，进行热压成型。
可选地，所述磨削包括：
将所述半成品采用圆磨机磨削至平行度为±0.13mm，平面度为±0.1mm。
可选地，所述喷涂包括：
利用静电喷涂工艺进行喷涂，喷涂设备转速为700rpm，温度为175℃。
本发明实施方式提供的上述技术方案，低蠕动噪音摩擦材料采用酚醛树脂、端羟基超支化聚酯、增韧萜稀树脂、高模量氟橡胶、高导电性石墨粉、减摩金属硫化物等材料，可以达到很好的协同作用了，减小了动静摩擦系数Δμ，从而降低了启动时蠕动噪音发生的概率。利用本发明制成的刹车片不仅摩擦系数稳定、磨损量适宜、制动粉尘少，且蠕动噪音低，提高了驾驶员的驾驶舒适度。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本发明的一个实施方式提供一种低蠕动噪音摩擦材料，所述摩擦材料以质量百分比计包括以下组分：
酚醛树脂4-10％、端羟基超支化聚酯1-2％、萜稀树脂1-2％、芳纶浆粕1-3％、钢纤维12-25％、矿物纤维8-15％、氧化镁3-8％、硅酸锆4-8％、硫化锑3-7％、硫化钨2-4％、鳞片石墨4-8％、超细导电石墨粉1-2％、焦炭颗粒4-8％、氟橡胶2-5％、重晶石25-35％。
低蠕动噪音摩擦材料采用酚醛树脂、端羟基超支化聚酯、增韧萜稀树脂、高模量氟橡胶、高导电性石墨粉、减摩金属硫化物等材料，可以达到很好的协同作用了，减小了动静摩擦系数Δμ，从而降低了启动时蠕动噪音发生的概率。利用本发明制成的刹车片不仅摩擦系数稳定、磨损量适宜、制动粉尘少，且蠕动噪音低，提高了驾驶员的驾驶舒适度。
在某一实施方式中，酚醛树脂流动距离为18-27mm，凝胶化时间为38-52s。流动距离和凝胶时间参考GB/T 24411-2009标准中附录A2和A4的方法测得。树脂流动距离影响刹车片的气孔率，凝胶化时间影响刹车片热压成型时间。选择以上范围是为了刹车片的气孔率不偏大或偏小，热压时间不太短或太长，最终目的是刹车片产品的质量批次稳定性和性能稳定性。
在某一实施方式中，所述的端羟基超支化聚酯的羟基数为10-12/mol，分子量1100g/mol。羟基数测定参考乙酸法测羟值的方法，分子量测定参考粘度法测得。羟基数代表可参与反应的基团数量，数量太少无法充分交联反应，数量太多会造成位阻效应大也不利于交联反应。在羟基数一定的范围内，其分子量也是一定的。在上述羟基数范围内，分子量为该值。
在某一实施方式中，所述的萜稀树脂的软化点为95-110℃，粒度为120-150目。软化点测试参考环球法测得。萜稀树脂软化点在此范围内要低于酚醛树脂的反应温度，有利于萜稀树脂软化后在刹车片内分布均匀。粒度在此范围内可让刹车片的性能达到最佳。
在某一实施方式中，所述的芳纶浆粕的长度为0.7-1.2mm；在此长度范围内芳纶可达到对基体较好的抓附力。所述钢纤维的纤维长度为1.00-3.00mm；在此长度范围内钢纤维可达到较好的增强效果。所述矿物纤维的纤维长度为0.1-0.6mm；在此长度范围内矿物纤维可与钢纤维达到较好的协同增强效果。所述氧化镁的粒度为80-120目；该氧化镁粒度既有利于磨损性能，又利于系数稳定性。所述硅酸锆的粒度为100-120目；该细度的硅酸锆粒度既能保证噪音发生概率的降低，又能起到增加系数的作用。所述硫化锑的粒度为200-325目；该细度的硫化锑具有较好的低蠕动噪音和减磨作用。所述硫化钨的粒度为200-325目；该细度的硫化钨和硫化锑具有较好的协同作用。所述鳞片石墨为高纯鳞片石墨，粒度为150-200目；该细度的鳞片石墨在低温区(小于150℃)具有较好的减磨作用。所述超细导电石墨粉粒度为250-325目；该细度的导电石墨易在基体中分散均匀，有利于提高刹车片的落灰性能。所述焦炭颗粒粒度为60-80目；此粒度范围内的焦炭有利使刹车片具有合适的气孔率，提高刹车片的蠕动噪音性能。所述氟橡胶粒度为60-120目；此粒度范围内的氟橡胶有利提高刹车片的蠕动噪音性能。所述重晶石粒度为325目。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一个实施方式提供一种低蠕动噪音刹车片，其特征在于，所述刹车片包括钢背及与所述钢背匹配使用的摩擦块，所述摩擦块由所述的摩擦材料制成。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一个实施方式提供一种低蠕动噪音刹车片制备方法，包括步骤：
将所述的摩擦材料的各组分按其比例称取并搅拌均匀，得到混合料；搅拌时间为11-13分钟；时间太短搅拌不均，时间太长纤维被搅碎影响效果。
在某一实施方式中，搅拌时间为12分钟。
将所述的混合料加入模具型腔中并摊平，再加入垫层料并摊平，进行压模、脱模，得到半成品；
将所述半成品进行磨削、喷涂，得到所述刹车片。
在某一实施方式中，加入垫层料并摊平的步骤包括：称取所述混合料质量的11％的垫层料，加入至所述模具型腔中，并摊平；其中，所述垫层料包括：树脂、钢纤维、硅藻土以及重晶石。
在某一实施方式中，所述压模包括：
设置压制温度为160-195℃，压制压力为300-450kg/cm2，压制时间为5-7分钟，进行热压成型。此温度、压力和时间的配合是刹车片成型并保持各项物理性能。
在某一实施方式中，所述磨削包括：
将所述半成品采用圆磨机磨削至平行度为±0.13mm，平面度为±0.1mm。精确控制平行度和平面度可保证刹车片与刹车盘均匀摩擦磨损，防止抖动等刹车失效情况。
在某一实施方式中，所述喷涂包括：
利用静电喷涂工艺进行喷涂，喷涂设备转速为700rpm，温度为175℃。该转速可使涂层喷涂均匀，该温度可使涂层粘接性好。
本发明中的各种纤维均可采用本领域技术人员所熟知的纤维规格，并能通过一般商业途径获得。较佳地，下述所有实施例中所述钢纤维的纤维长度为1.00-3.00mm，所述矿物纤维的纤维长度为0.1-0.6mm。
本发明中的氧化镁、硅酸锆、硫化锑、硫化钨、焦炭颗粒、鳞片石墨、重晶石也均选自本领域常规原料，并能通过一般商业途径获得。较佳地，下述所有实施例中选取的氧化镁粒度为80-120目，硅酸锆的粒度为100-120目，硫化锑的粒度为325目，硫化钨的粒度为325目，焦炭颗粒的粒度为60-80目，鳞片石墨的粒度为200目，重晶石的粒度为325目。
本发明方法中的所述垫层料为本领域的常用粘结材料，其由树脂、钢纤维、硅藻土、重晶石等原材料的混合物，主要起粘接摩擦材料和钢背的作用。
本发明实施例中本申请中的蠕动噪音相关试验数据的测定是选用Polo 1.6L车型参照Creep Groan路试测试标准执行的。需要说明的是本发明实施例中除了明确给出的数值外，其他未公布条件均相同。
上述技术方案的具体实施方式如下：
实施例1
低蠕动噪音金属刹车片摩擦材料的原料配方：酚醛树脂4％，端羟基超支化聚酯1％，萜稀树脂1％，芳纶浆粕2％，钢纤维20％，矿物纤维10％，氧化镁4％，硅酸锆5％，硫化锑5％，硫化钨3％，超细导电石墨粉2％，焦炭颗粒8％，鳞片石墨4％，氟橡胶5％，重晶石26％。
刹车片制备方法：
(1)混料：将上述原材料加入到高速搅拌机中搅拌12分钟，使所有原材料混合均匀；
(2)热压成型：先将步骤(1)中的混合料加入到模具型腔中，用工具摊平，再加入垫层料，用工具摊平；压制温度为165℃，压制压力为420kg/cm2，压制时间为6分钟，热压成型后脱模，得到半成品；
(3)磨削：将热处理后的制动片采用圆磨机磨削至平行度为±0.13mm，平面度为±0.1mm。
(4)喷涂：采用静电喷涂工艺，喷涂设备转速为700rpm，温度为175℃。
Creep Groan蠕动噪音路试测试中，各种制动条件下打分全部在9分以上(满分为10分，分越高代表噪音发生的概率越低)。
实施例2
低蠕动噪音金属刹车片摩擦材料的原料配方：酚醛树脂6％，端羟基超支化聚酯2％，萜稀树脂1％，芳纶浆粕2％，钢纤维20％，矿物纤维10％，氧化镁4％，硅酸锆5％，硫化锑5％，硫化钨3％，超细导电石墨粉2％，焦炭颗粒7％，鳞片石墨4％，氟橡胶5％，重晶石25％。
刹车片制备方法：
(1)混料：将上述原材料加入到高速搅拌机中搅拌12分钟，使所有原材料混合均匀；
(2)热压成型：先将步骤(1)中的混合料加入到模具型腔中，用工具摊平，再加入垫层料，用工具摊平；压制温度为165℃，压制压力为420kg/cm2，压制时间为6分钟，热压成型后脱模，得到半成品；
(3)磨削：将热处理后的制动片采用圆磨机磨削至平行度为±0.13mm，平面度为±0.1mm。
(4)喷涂：采用静电喷涂工艺，喷涂设备转速为700rpm，温度为175℃。
Creep Groan蠕动噪音路试测试中，各种制动条件下打分全部在8分以上(满分为10分，分越高代表噪音发生的概率越低)。
实施例3
低蠕动噪音金属刹车片摩擦材料的原料配方：酚醛树脂8％，端羟基超支化聚酯1％，萜稀树脂2％，芳纶浆粕2％，钢纤维20％，矿物纤维10％，氧化镁4％，硅酸锆5％，硫化锑5％，硫化钨3％，超细导电石墨粉2％，焦炭颗粒5％，鳞片石墨4％，氟橡胶5％，重晶石27％。
刹车片制备方法：
(1)混料：将上述原材料加入到高速搅拌机中搅拌12分钟，使所有原材料混合均匀；
(2)热压成型：先将步骤(1)中的混合料加入到模具型腔中，用工具摊平，再加入垫层料，用工具摊平；压制温度为165℃，压制压力为420kg/cm2，压制时间为6分钟，热压成型后脱模，得到半成品；
(3)磨削：将热处理后的制动片采用圆磨机磨削至平行度为±0.13mm，平面度为±0.1mm。
(4)喷涂：采用静电喷涂工艺，喷涂设备转速为700rpm，温度为175℃。
Creep Groan蠕动噪音路试测试中，各种制动条件下打分全部在9分以上(满分为10分，分越高代表噪音发生的概率越低)。
实施例4
低蠕动噪音金属刹车片摩擦材料的原料配方：酚醛树脂10％，端羟基超支化聚酯2％，萜稀树脂2％，芳纶浆粕2％，钢纤维20％，矿物纤维10％，氧化镁4％，硅酸锆5％，硫化锑5％，硫化钨3％，超细导电石墨粉2％，焦炭颗粒4％，鳞片石墨4％，氟橡胶5％，重晶石26％。
刹车片制备方法：
(1)混料：将上述原材料加入到高速搅拌机中搅拌12分钟，使所有原材料混合均匀；
(2)热压成型：先将步骤(1)中的混合料加入到模具型腔中，用工具摊平，再加入垫层料，用工具摊平；压制温度为165℃，压制压力为420kg/cm2，压制时间为6分钟，热压成型后脱模，得到半成品；
(3)磨削：将热处理后的制动片采用圆磨机磨削至平行度为±0.13mm，平面度为±0.1mm。
(4)喷涂：采用静电喷涂工艺，喷涂设备转速为700rpm，温度为175℃。
Creep Groan蠕动噪音路试测试中，各种制动条件下打分全部在9分以上(满分为10分，分越高代表噪音发生的概率越低)。
由上述实施例的实验参数可以看出，通过添加多种功能材料复合，通过热压方法制得的盘式刹车片发生蠕动噪音的概率低。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种低蠕动噪音摩擦材料，其特征在于，所述摩擦材料以质量百分比计包括以下组分：
酚醛树脂4-10％、端羟基超支化聚酯1-2％、萜稀树脂1-2％、芳纶浆粕1-3％、钢纤维12-25％、矿物纤维8-15％、氧化镁3-8％、硅酸锆4-8％、硫化锑3-7％、硫化钨2-4％、鳞片石墨4-8％、超细导电石墨粉1-2％、焦炭颗粒4-8％、氟橡胶2-5％、重晶石25-35％；
其中，所述的端羟基超支化聚酯的羟基数为10-12/mol，分子量1100g/mol；
所述的萜稀树脂的软化点为95-110℃，粒度为120-150目；
所述的芳纶浆粕的长度为0.7-1.2mm；
所述氧化镁的粒度为80-120目；所述硅酸锆的粒度为100-120目；所述硫化锑的粒度为200-325目；所述硫化钨的粒度为200-325目。
2.一种低蠕动噪音刹车片，其特征在于，所述刹车片包括钢背及与所述钢背匹配使用的摩擦块，所述摩擦块由权利要求1所述的摩擦材料制成。
3.一种低蠕动噪音刹车片制备方法，其特征在于，包括步骤：
将权利要求1所述的摩擦材料的各组分按其比例称取并搅拌均匀，得到混合料；
将所述的混合料加入模具型腔中并摊平，再加入垫层料并摊平，进行压模、脱模，得到半成品；
将所述半成品进行磨削、喷涂，得到所述刹车片。
4.根据权利要求3所述的低蠕动噪音刹车片制备方法，其特征在于，加入垫层料并摊平的步骤包括：称取所述混合料质量的11％的垫层料，加入至所述模具型腔中，并摊平；其中，所述垫层料包括：树脂、钢纤维、硅藻土以及重晶石。
5.根据权利要求3所述的低蠕动噪音刹车片制备方法，其特征在于，所述压模包括：
设置压制温度为160-195℃，压制压力为300-450kg/cm2，压制时间为5-7分钟，进行热压成型。
6.根据权利要求3所述的低蠕动噪音刹车片制备方法，其特征在于，所述磨削包括：
将所述半成品采用圆磨机磨削至平行度为±0.13mm，平面度为±0.1mm。
7.根据权利要求3所述的低蠕动噪音刹车片制备方法，其特征在于，所述喷涂包括：
利用静电喷涂工艺进行喷涂，喷涂设备转速为700rpm，温度为175℃。
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