CN111442045A - 一种陶瓷基耐高温刹车片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆制动装置技术领域，具体地说，涉及一种陶瓷基耐高温刹车片及其制备方法。由粘接剂、增强纤维、摩擦性能调节剂和填料制备而成；其中，所述粘结剂包括树脂和橡胶粉；所述增强纤维包括矿物纤维、芳纶纤维、钛酸钾晶须；所述摩擦性能调节剂包括石墨、铬铁矿粉、锆英石粉、硫化锑、二硫化钼、硫化锡、氧化铝；所述填料为硫酸钡、碳酸钙。本发明所述陶瓷基耐高温刹车片不仅具有耐高温衰退，紧急制动或高速制动摩擦系数高，还具有低落灰、少噪音、制动舒适、满足环保要求等优点。
Description
技术领域
本发明涉及车辆制动装置技术领域，具体地说，涉及一种陶瓷基耐高温刹车片及其制备方法。
背景技术
随着我国汽车工业的快速发展，对汽车速度和性能的要求越来越高，同时，对汽车制动技术也提出了更高的要求。刹车片作为汽车制动过程中至关重要的安全件，其性能的好坏直接决定了汽车制动性能的优劣，关系到每一辆汽车的行车安全。现在汽车行驶速度高，当连续或紧急制动时，刹车片和刹车盘的温度高达600-700℃，对刹车片的耐高温性能提出了非常高的要求。目前，市面上销售的大部分刹车片在汽车行驶速度超过100km/h时紧急制动的摩擦系数只能达到0.2-0.25；在连续高温600-700℃制动时，摩擦系数普遍低于0.2；远低于国际上对摩擦系数不低于0.3的共识，对行车制动造成重大安全隐患。
此外，随着人们生活水平的提高，对刹车片的要求也在提升，除了需要有良好的摩擦系数外，还对低粉尘、低噪音、低金属和环保等提出了要求。
现有技术中，主流的汽车刹车片分为半/低金属基和陶瓷基摩擦材料。其中，半/低金属刹车片制动性能好，但落灰、噪音较多，制动舒适性比较差；陶瓷刹车片落灰、噪音表现好，但制动性能稍差，温度高于350℃时，容易产生高温衰退，影响行车安全。综上，半/低金属基和陶瓷基存在高温衰退，制动效果差，落灰，噪音，制动舒适性差等缺点。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种陶瓷基耐高温刹车片及其制备方法，以解决上述的技术问题。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种陶瓷基耐高温刹车片，其特征在于：由粘接剂、增强纤维、摩擦性能调节剂和填料制备而成；其中，所述粘结剂包括树脂和橡胶粉；所述增强纤维包括矿物纤维、芳纶纤维、钛酸钾晶须；所述摩擦性能调节剂包括石墨、铬铁矿粉、锆英石粉、硫化锑、二硫化钼、硫化锡、氧化铝；所述填料为硫酸钡、碳酸钙。
进一步地说，各种原材料的重量份数为：
本发明所述陶瓷基耐高温刹车片的制备方法，包括以下步骤：
1、配料：按照原料配方称量各种原材料；
2、混料：先将树脂、芳纶纤维、矿物纤维、硫酸钡、锆英石粉、氧化铝、钛酸钾晶须投入犁耙式混料机中混合3-5分钟；再将石墨、硫化锑、二硫化钼、硫化锡、碳酸钙、铬铁矿粉、橡胶粉投入混料机中，混合5-10分钟；
3、冷型压制：按刹车片型号称取混合物料，倒入冷型模具中，压力100-300kgf/cm2，压制成冷型块；
4、热压压制：将冷型块放入热压模具中，压力200-400kgf/cm2，热压温度140-180℃，放气6-10次，保压时间200-400秒；
5、热处理：从室温升至150℃，用时3小时；恒温2小时后，150℃升至180℃，用时2小时；恒温3小时后，180℃升至240℃，用时4小时；恒温6小时后，冷却至室温，制得半成品；
6、将热处理后的半成品进行精加工，喷塑，铆接附件制得成品。
有益效果：与现有技术相比，采用本发明所述原料配方和方法制成的陶瓷基耐高温刹车片克服了现有半/低金属基和陶瓷基刹车片的不足，不仅具有耐高温衰退，紧急制动或高速制动摩擦系数高，还具有低落灰、少噪音、制动舒适、满足环保要求等优点，具体地说：芳纶纤维、矿物纤维能大大提高产品的结构强度；钛酸钾晶须、硫化锑、二硫化钼、硫化锡等能大大提高产品的耐高温性能，提高高温衰退和紧急制动时的安全性能；橡胶粉能增强产品的柔韧性，降低噪音，提高制动舒适性。此外，本发明所述制备方法简单可靠，一致性好，易于规模化生产。
附图说明
图1为AK-MASTER台架性能测试结果(一)；
图2为AK-MASTER台架性能测试结果(二)；
图3为SAE J2521台架噪音测试结果。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例所述陶瓷基耐高温刹车片，由粘接剂、增强纤维、摩擦性能调节剂和填料制备而成；其中，所述粘结剂包括树脂和橡胶粉；所述增强纤维包括矿物纤维、芳纶纤维、钛酸钾晶须；所述摩擦性能调节剂包括石墨、铬铁矿粉、锆英石粉、硫化锑、二硫化钼、硫化锡、氧化铝；所述填料为硫酸钡、碳酸钙。
所述的陶瓷基耐高温刹车片中各种原材料的重量份数为：
实施例2：
本实施例所述陶瓷基耐高温刹车片，由粘接剂、增强纤维、摩擦性能调节剂和填料制备而成；其中，所述粘结剂包括树脂和橡胶粉；所述增强纤维包括矿物纤维、芳纶纤维、钛酸钾晶须；所述摩擦性能调节剂包括石墨、铬铁矿粉、锆英石粉、硫化锑、二硫化钼、硫化锡、氧化铝；所述填料为硫酸钡、碳酸钙。
所述的陶瓷基耐高温刹车片中各种原材料的重量份数为：
实施例3：
本实施例所述陶瓷基耐高温刹车片，由粘接剂、增强纤维、摩擦性能调节剂和填料制备而成；其中，所述粘结剂包括树脂和橡胶粉；所述增强纤维包括矿物纤维、芳纶纤维、钛酸钾晶须；所述摩擦性能调节剂包括石墨、铬铁矿粉、锆英石粉、硫化锑、二硫化钼、硫化锡、氧化铝；所述填料为硫酸钡、碳酸钙。
所述的陶瓷基耐高温刹车片中各种原材料的重量份数为：
本发明所述陶瓷基耐高温刹车片的制备方法，包括以下步骤：
1、配料：按照原料配方称量各种原材料；
2、混料：将各种原材料投入到混料机中，混合5-10分钟，制得冷型块；
3、热压压制：将冷型块放入热压模具中，压力200-400kgf/cm2，热压温度140-180℃，放气6-10次，保压时间200-400秒；
4、热处理：从室温升至230℃，用时2小时；恒温6小时后，冷却至室温，制得半成品；
5、将热处理后的半成品进行精加工，喷塑，铆接附件制得成品。
经林科(上海)交通测试技术有限公司测试，本发明所述陶瓷基耐高温刹车片达到国际先进水平。具体地说：
1、按照国际通用的AK-MASTER标准对本发明所述陶瓷基耐高温刹车片进行了台架性能测试，测试结果如图1-2所示：制动速度200km/h时，陶瓷基耐高温刹车片的摩擦系数在0.4-0.5之间；100km/h和180km/h紧急制动时，陶瓷基耐高温刹车片的摩擦系数在0.35-0.5之间；高温至650℃时，最低摩擦系数为0.34。测试结果显示，本发明所述陶瓷基耐高温刹车片高于传统刹车片在高速、高温时摩擦系数0.2-0.3的水平，保证了行车制动的安全。
2、按照国际通用的SAE J2521标准对本发明所述陶瓷基耐高温刹车片进行了台架噪音测试，测试结果如图3所示，噪音评价为9.6分(满分10分)，也高于传统刹车片8分的水平，保证了行车制动过程中的安静和舒适性。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。
Claims (3)
1.一种陶瓷基耐高温刹车片，其特征在于：由粘接剂、增强纤维、摩擦性能调节剂和填料制备而成；其中，所述粘结剂包括树脂和橡胶粉；所述增强纤维包括矿物纤维、芳纶纤维、钛酸钾晶须；所述摩擦性能调节剂包括石墨、铬铁矿粉、锆英石粉、硫化锑、二硫化钼、硫化锡、氧化铝；所述填料为硫酸钡、碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的陶瓷基耐高温刹车片，其特征在于：各种原材料的重量份数为：
3.如权利要求1或2所述陶瓷基耐高温刹车片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)配料：按照原料配方称量各种原材料；
(2)混料：先将树脂、芳纶纤维、矿物纤维、硫酸钡、锆英石粉、氧化铝、钛酸钾晶须投入犁耙式混料机中混合3-5分钟；再将石墨、硫化锑、二硫化钼、硫化锡、碳酸钙、铬铁矿粉、橡胶粉投入混料机中，混合5-10分钟；
(3)冷型压制：按刹车片型号称取混合物料，倒入冷型模具中，压力100-300kgf/cm2，压制成冷型块；
(4)热压压制：将冷型块放入热压模具中，压力200-400kgf/cm2，热压温度140-180℃，放气6-10次，保压时间200-400秒；
(5)热处理：从室温升至150℃，用时3小时；恒温2小时后，150℃升至180℃，用时2小时；恒温3小时后，180℃升至240℃，用时4小时；恒温6小时后，冷却至室温，制得半成品；
(6)将热处理后的半成品进行精加工，喷塑，铆接附件制得成品。
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