CN112029231A - 一种铝合金复合盘式刹车片及其摩擦材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车配件的技术领域，公开了一种铝合金复合盘式刹车片及其摩擦材料，其中，铝合金复合盘式刹车片包括铝合金背板和摩擦材料；摩擦材料由包含以下重量份的原料制成：铝纤维5‑10份；无机摩擦调整颗粒16‑33份；可固化树脂15‑20份；钛酸钾晶须5‑10份；硅橡胶3‑5份；金属硫化物1‑3份；白石墨5‑10份。本发明具有以下优点和效果：本发明的摩擦材料铝纤维和无机摩擦调整颗粒作为骨架支撑，并通过硅橡胶、可固化树脂和钛酸钾晶须加强各原料之间的连接强度，最终达到了提高摩擦材料的摩擦性能的目的；本发明的刹车片利用铝纤维在铝合金背板表面形成基础脉络，然后以其他原料均匀分布于这些脉络中，在兼顾连接强度的同时，能降低刹车片的重量。
Description
技术领域
本发明涉及汽车配件的技术领域，特别涉及一种铝合金复合盘式刹车片及其摩擦材料。
背景技术
汽车刹车片也叫汽车刹车皮，一般固定在车轮旋转的制动鼓或制动盘上并由钢板、粘接隔热层和摩擦材料构成。刹车时，摩擦材料被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速和制动的目的。由于摩擦作用，刹车片表面的摩擦材料会逐渐被磨损，摩擦材料使用完后要及时更换刹车片，否则钢板与刹车盘就会直接接触，最终会丧失刹车效果并损坏刹车盘。
近年来，人们要求开发出刹车噪音产生少的摩擦材料，越来越广泛使用的是使用了不包含钢纤维和钢类纤维、且包含NAO材料的盘式制动器垫。在盘式制动器垫中使用的NAO材料的摩擦材料中，为了确保人们所要求的性能，因而添加了相对于摩擦材料组合物总重量为5-20％左右的铜、铜合金的纤维或颗粒等铜成分作为必需成分。然而，这样的摩擦材料在制动时以磨耗粉的方式排出铜，该排出的铜流入河川、湖泊、海洋而污染水域。
为此，授权公告号为CN105849433B的中国专利公开了一种通过将无石棉有机材料的摩擦材料组合物进行成型而得到的摩擦材料。但是，这种有机材料虽然解决了金属纤维环境污染的问题，却比金属纤维的导热性能、摩擦性能差。在长期使用后，带有这种摩擦材料的刹车片容易磨损，且摩擦材料在剪切力作用下容易从钢制背板上脱出，使用寿命较短，有待改进。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种铝合金复合盘式刹车片的摩擦材料，其解决了现有的摩擦材料摩擦性能不佳的问题，达到了提高摩擦材料摩擦性能的目的。
本发明的第二个目的在于提供一种铝合金复合盘式刹车片，其解决了现有的刹车片上的摩擦材料在剪切力作用下容易从背板上脱出的问题，达到了增强背板和摩擦材料之间的连接强度的目的。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：所述摩擦材料由包含以下重量份的原料制成：
通过采用上述技术方案，首先，本发明采用的硅橡胶兼具填料和粘结剂的作用，且硅橡胶与可固化树脂本身就具有耐热、耐老化的作用，在本发明的比例下，硅橡胶与可固化树脂可进行硫化与交联，这种分子间相互缠绕而形成的交联体系更是增加了其他原料之间的粘结力，以此形成的摩擦材料结构稳定不易破坏，并能提高材料的耐热性；然后，微小尺寸和晶须状形貌使钛酸钾晶须具有良好的限位增强作用，在交联基础上，钛酸钾晶须与可固化树脂进行偶联和填充摩擦材料，促进摩擦材料的摩擦面形成平整致密的转移膜，进而提高摩擦材料的摩擦性能；最后，金属硫化物和白石墨组成金属-炭质润滑体系，该润滑体系以无机摩擦调整颗粒作为支撑并均匀分布在铝纤维包围成的框架内，同时铝纤维和无机摩擦调整颗粒又起到固定润滑体系的作用，促使润滑体系在摩擦材料的摩擦面形成薄膜，进一步提高摩擦材料的摩擦性能；另外，铝纤维作为一种新型工业材料，其不但具有金属纤维本身的固有优点，还兼具非金属纤维的一些特性，利用铝纤维代替铜纤维和钢纤维作为纤维基材，既避免了使用现有的金属纤维而导致环境污染的情况，又具有强度高、导热导电性能好、柔韧性和耐氧化性高的优点，便于传递摩擦产生的热量；在此过程中，以铝纤维和无机摩擦调整颗粒作为骨架支撑，并通过硅橡胶、可固化树脂和钛酸钾晶须加强各原料之间的连接强度，制动时，钛酸钾晶须、金属硫化物和白石墨能在摩擦材料表面形成双层薄膜减少磨损，最终达到了提高摩擦材料的摩擦性能的目的。
进一步地，所述铝纤维为由金属纯铝组成的针状纤维，且所述铝纤维的直径为30-90μm、长度为1-3mm。这种尺寸下的铝纤维导热性能和结构强度最佳。
具体地，所述无机摩擦调整颗粒由包含以下重量份的原料组成：
通过采用鳞片状的金属合金和金属氧化物作为无机摩擦调整颗粒，便于无机摩擦调整颗粒与其他原料混合均匀；另外，在当前组分比例下，其既能满足涉及铜成分含量的法规，又能抑制在高速高载荷制动时发生的摩擦材料端部的崩裂，进一步能确保在高速高载荷时的刹车效力的要求性能。
优选地，所述可固化树脂为纳米铜改性酚醛树脂。纳米铜改性酚醛树脂较其他的可固化树脂具有较好的耐热性和耐磨损性，有利于提高摩擦材料的摩擦性能。
优选地，所述钛酸钾晶须为鳞片状六钛酸钾晶须。鳞片状六钛酸钾晶须能更为均匀地分散在铝纤维框架内，更容易与其他原料混合均匀。
优选地，所述金属硫化物为胶体二硫化钼。胶体二硫化钼的每一层晶体层是有二层硫原子和中间的钼原子组成的，钼原子与硫原子之间的结合较强，但分子层间两硫原子的结合较弱，使得分子间产生低剪切力的滑移面，而二硫化钼形成的转移膜具有多个分子层和滑移面，这些滑移面粘附于铝纤维和无机摩擦调整颗粒表面，使得这些金属面之间的摩擦转为二硫化钼层结构之间的滑移，并降低摩擦材料的磨损；同时，胶体二硫化钼的压力增加时，其摩擦系数反而下降，从而发挥较优的润滑性能，进而保证摩擦材料的摩擦性能。
优选地，所述白石墨为鳞片状六方氮化硼。鳞片状结构便于鳞片状六方氮化硼与其他原料混合均匀，同时鳞片状六方氮化硼可为摩擦材料的复合结构提供较弱的界面结合，并具有较优的高温润滑、抗氧化和导热性能，有利于提高摩擦材料的摩擦性能。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种铝合金复合盘式刹车片，包括铝合金背板和摩擦材料。
通过采用上述技术方案，利用铝纤维在铝合金背板表面形成基础脉络，初步增强铝合金背板和摩擦材料之间的连接强度，然后以其他原料均匀分布于这些脉络中，并依靠可固化树脂固化连接铝合金背板和摩擦材料，达到了增强铝合金背板和摩擦材料之间的连接强度的目的，避免摩擦材料轻易地脱离铝合金背板，同时能降低刹车片的重量。
进一步地，所述铝合金背板包括板本体、多个设置于所述板本体的上表面的凸起部，这些凸起部之间搭建成网状凹槽，且靠近所述网状凹槽的边界和中心区域的凸起部向上延伸并形成接合部，所述摩擦材料嵌接于所述网状凹槽内、并具有与这些接合部嵌接的凹孔。以接合部作为刚性支撑框架，并能起到降低摩擦材料表面温度的效果，同时铝纤维对这些接合部形成包络状围绕，以在铝合金背板表面形成框架脉络，进而加强这些脉络框架的强度；另外通过摩擦材料与网状凹槽、接合部之间的限位配合，达到了增强铝合金背板和摩擦材料之间的连接强度的目的，避免摩擦材料轻易地脱离铝合金背板，同时能降低刹车片的重量。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.由于本发明的摩擦材料，以铝纤维和无机摩擦调整颗粒作为骨架支撑，并通过硅橡胶、可固化树脂和钛酸钾晶须加强各原料之间的连接强度，制动时，钛酸钾晶须、金属硫化物和白石墨能在摩擦材料表面形成双层薄膜减少磨损，最终达到了提高摩擦材料的摩擦性能的目的；
2.本发明的刹车片，利用铝纤维在铝合金背板表面形成基础脉络，然后以其他原料均匀分布于这些脉络中，并依靠可固化树脂固化连接铝合金背板和摩擦材料，在兼顾连接强度的同时，能降低刹车片的重量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的实施例一的刹车片的剖视结构示意图。
图2是本发明的实施例一的铝合金背板的结构示意图。
图中，1、铝合金背板；11、板本体；12、凸起部；13、网状凹槽；14、接合部；2、摩擦材料；21、凹孔；3、粘接隔热层。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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
实施例1：
参照图1，一种铝合金复合盘式刹车片，包括铝合金背板1、包裹于铝合金背板1外的粘结隔热层和摩擦材料2。参照图2，铝合金背板1包括板本体11、多个凸起部12。其中，板本体11包括两个相对的上下表面和一个侧壁，该侧壁的一侧内凹呈弧形、另一侧凸出呈弧形，以使板本体11呈不规则的板状结构。这些凸起部12均匀分布设置于板本体11的上表面，且这些凸起部12之间搭建成网状凹槽13，且靠近网状凹槽13的边界和中心区域的凸起部12向上延伸并形成棱柱形的接合部14，这些接合部14有二十五个围绕网状凹槽13一周的接合部14和五个位于中心的接合部14。摩擦材料2嵌接于网状凹槽13内、并具有与这些接合部14嵌接的凹孔21(参照图1)。
其中，摩擦材料2中各组分及重量份数如表1所示。
本实施例的具体实施原理为：
S1参照图2的形状、并以铝合金为材料铸造得到铝合金背板1；
S2对S1所述的铝合金背板1进行喷砂处理，然后在铝合金背板1表面喷涂水溶性树脂，得到带有粘结隔热层的铝合金背板1；
S3制备摩擦材料2，按照上述摩擦材料2中各组分及重量份数称重原料，向高速混合机中依次投入铝纤维、无机摩擦调整颗粒、可固化树脂、钛酸钾晶须、硅橡胶，混合5h，然后向高速混合金中投入金属硫化物和白石墨，继续混合4h，得到摩擦材料2；
S4热压成型，在热压模具中依次放入S3所述的摩擦材料2和S2所述的铝合金背板1，在压制压力30MPa、温度170℃下热压5-7min，得到刹车片半成品；
S5将S4得到的刹车片半成品在170℃恒温处理8h，然后常温冷却，得到铝合金复合盘式刹车片。
其中，铝纤维为由金属纯铝组成的针状纤维，且所述铝纤维的直径为30-90μm、长度为1-3mm；无机摩擦调整颗粒包括鳞片状铝铁合金粉末、鳞片状铝铜合金粉末、鳞片状氧化铝粉末、鳞片状氧化铁粉末；可固化树脂为纳米铜改性酚醛树脂；钛酸钾晶须为鳞片状六钛酸钾晶须；金属硫化物为胶体二硫化钼；白石墨为鳞片状六方氮化硼。
实施例2：与实施例1的不同之处在于摩擦材料中各组分及重量份数如表1所示。
实施例3：与实施例1的不同之处在于摩擦材料中各组分及重量份数如表1所示。
实施例4：与实施例1的不同之处在于摩擦材料中各组分及重量份数如表1所示。
实施例5：与实施例1的不同之处在于摩擦材料中各组分及重量份数如表1所示。
对比例1：与实施例1的不同之处在于摩擦材料中各组分及重量份数如表1所示。
对比例2：与实施例1的不同之处在于摩擦材料中各组分及重量份数如表1所示。
表1
性能检测试验
为了验证本发明的效果，根据GB5763-2008和GB5763-2018，将实施例1-5和对比例1-2所制得的刹车片分别在定速摩擦试验机和CSS-44100万能材料实验机上进行试验，测得上述刹车片在100-350℃下的摩擦系数μ和磨损率V(10-7cm3N-1m-1)、以及剪切强度(MPa)。
表2
由表2可得，相对于对比例，采用本发明制备的摩擦材料2，并将其与铝合金背板1结合而制备得到的刹车片，具有很好的摩擦性能、抗磨损性能和抗剪切性能。这主要是因为对应结构的铝合金背板1与摩擦材料2之间的配合，能增强刹车片的抗剪切性能，进而避免摩擦材料2脱离铝合金背板1，同时在对应组分和比例下制备的摩擦材料2本身就具有较好的摩擦性能，具体的原理如下。
在结构上，以接合部14作为刚性支撑框架，并能起到降低摩擦材料2表面温度的效果，同时铝纤维对这些接合部14形成包络状围绕，以在铝合金背板1表面形成框架脉络，进而加强这些脉络框架的强度。然后以其他原料均匀分布于这些脉络中，并依靠可固化树脂固化连接铝合金背板1和摩擦材料2，达到了增强铝合金背板1和摩擦材料2之间的连接强度的目的。另外通过摩擦材料2与网状凹槽13、接合部14之间的限位配合，达到了增强铝合金背板1和摩擦材料2之间的连接强度的目的，避免摩擦材料2轻易地脱离铝合金背板1。
在摩擦材料2上，硅橡胶兼具填料和粘结剂的作用，且硅橡胶与可固化树脂本身就具有耐热、耐老化的作用，在本发明的比例下，硅橡胶与可固化树脂可进行硫化与交联，这种分子间相互缠绕而形成的交联体系更是增加了其他原料之间的粘结力，以此形成的摩擦材料2结构稳定不易破坏，并能提高材料的耐热性。然后，微小尺寸和晶须状形貌使钛酸钾晶须具有良好的限位增强作用，在交联基础上，钛酸钾晶须与可固化树脂进行偶联和填充摩擦材料2，促进摩擦材料2的摩擦面形成平整致密的转移膜，进而提高摩擦材料2的摩擦性能。最后，金属硫化物和白石墨组成金属-炭质润滑体系，该润滑体系以无机摩擦调整颗粒作为支撑并均匀分布在铝纤维包围成的框架内，同时铝纤维和无机摩擦调整颗粒又起到固定润滑体系的作用，促使润滑体系在摩擦材料2的摩擦面形成薄膜，进而提高摩擦材料2的摩擦性能。另外，铝纤维作为一种新型工业材料，其不但具有金属纤维本身的固有优点，还兼具非金属纤维的一些特性，利用铝纤维代替铜纤维和钢纤维作为纤维基材，既避免了使用现有的增强纤维而导致环境污染的情况，又具有强度高、导热导电性能好、柔韧性和耐氧化性高的优点，便于传递摩擦产生的热量。
Claims (9)
1.一种铝合金复合盘式刹车片的摩擦材料，其特征在于，所述摩擦材料由包含以下重量份的原料制成：
2.根据权利要求1所述的一种铝合金复合盘式刹车片的摩擦材料，其特征在于，所述铝纤维为由金属纯铝组成的针状纤维，且所述铝纤维的直径为30-90μm、长度为1-3mm。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金复合盘式刹车片的摩擦材料，其特征在于，所述无机摩擦调整颗粒由包含以下重量份的原料组成：
4.根据权利要求1所述的一种铝合金复合盘式刹车片的摩擦材料，其特征在于，所述可固化树脂为纳米铜改性酚醛树脂。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金复合盘式刹车片的摩擦材料，其特征在于，所述钛酸钾晶须为鳞片状六钛酸钾晶须。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金复合盘式刹车片的摩擦材料，其特征在于，所述金属硫化物为胶体二硫化钼。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金复合盘式刹车片的摩擦材料，其特征在于，所述白石墨为鳞片状六方氮化硼。
8.一种铝合金复合盘式刹车片，其特征在于，包括铝合金背板和权利要求1-7任一所述的摩擦材料。
9.根据权利要求8所述的一种铝合金复合盘式刹车片，其特征在于，所述铝合金背板包括板本体、多个设置于所述板本体的上表面的凸起部，这些凸起部之间搭建成网状凹槽，且靠近所述网状凹槽的边界和中心区域的凸起部向上延伸并形成接合部，所述摩擦材料嵌接于所述网状凹槽内、并具有与这些接合部嵌接的凹孔。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113757279A (zh) * | 2021-10-11 | 2021-12-07 | 上海壬丰新材料科技有限公司 | 含碱土金属氧化物铝合金制动盘汽车刹车片及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6630416B1 (en) * | 2000-11-06 | 2003-10-07 | Borgwarner Inc. | Friction material formed by deposition of friction modifiers on high, wet energy carbonaceous friction materials |
| CN104769308A (zh) * | 2012-11-13 | 2015-07-08 | 住友电木株式会社 | 制动片和卡钳装置 |
| CN105102577A (zh) * | 2013-03-29 | 2015-11-25 | 曙制动器工业株式会社 | 摩擦材料 |
| CN205078665U (zh) * | 2015-10-27 | 2016-03-09 | 北京优材百慕航空器材有限公司 | 一种新型高铁摩擦片背板结构 |
| CN109735053A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-05-10 | 湖北飞龙摩擦密封材料股份有限公司 | 一种汽车刹车片及其制备方法 |
| CN110872425A (zh) * | 2018-08-29 | 2020-03-10 | 北京纳米能源与系统研究所 | 复合摩擦电材料、摩擦纳米发电机和车辆自驱动传感系统 |
-
2020
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6630416B1 (en) * | 2000-11-06 | 2003-10-07 | Borgwarner Inc. | Friction material formed by deposition of friction modifiers on high, wet energy carbonaceous friction materials |
| CN104769308A (zh) * | 2012-11-13 | 2015-07-08 | 住友电木株式会社 | 制动片和卡钳装置 |
| CN105102577A (zh) * | 2013-03-29 | 2015-11-25 | 曙制动器工业株式会社 | 摩擦材料 |
| CN205078665U (zh) * | 2015-10-27 | 2016-03-09 | 北京优材百慕航空器材有限公司 | 一种新型高铁摩擦片背板结构 |
| CN110872425A (zh) * | 2018-08-29 | 2020-03-10 | 北京纳米能源与系统研究所 | 复合摩擦电材料、摩擦纳米发电机和车辆自驱动传感系统 |
| CN109735053A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-05-10 | 湖北飞龙摩擦密封材料股份有限公司 | 一种汽车刹车片及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 吴耀庆等: "多维复合增强汽车摩擦材料", 《复合材料学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113757279A (zh) * | 2021-10-11 | 2021-12-07 | 上海壬丰新材料科技有限公司 | 含碱土金属氧化物铝合金制动盘汽车刹车片及其制备方法 |
| CN113757279B (zh) * | 2021-10-11 | 2023-09-15 | 上海壬丰新材料科技有限公司 | 含碱土金属氧化物铝合金制动盘汽车刹车片及其制备方法 |
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