CN1710302A - 一种增强型制动器衬片 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械制动用摩擦材料技术领域，具体地讲公开了一种增强型制动器衬片。其主要技术方案包括：增强性制动器衬片，包含陶瓷纤维作增强材料、填料和粘结剂成分构成，并经过原材料干燥、配料、混料、压制成型、热处理和磨削等工序制备而成。由于在该制动器衬片中采用陶瓷纤维作增强材料，不含有石棉和任何金属成分，因此解决了传统摩擦材料在生产和使用过程中，石棉和重金属对人体的危害和环境污染的问题，另外该制动器衬片无需增加专用的隔热层，简化了生产工序，降低了制动片的故障率。用该增强型制动器衬片可以生产各种刹车片。
Description
技术领域
本发明属于机械制动用摩擦材料技术领域，具体地讲涉及一种增强型制动器衬片的制备方法和专用设备。
现有技术
制动器衬片又称刹车片，作为机动车辆安全行驶的关键部件和易损件，主要由增强材料、填料和粘结剂成分制成。目前所使用的增强材料(又称骨架材料)一般采用的是石棉、玻璃纤维和有机类合成纤维。由这些纤维材料作增强材料制备成的制动器衬片均存在着不同的缺陷：如使用石棉纤维和有机类合成纤维制备制动器衬片时，由于石棉材料和有机类合成纤维材料在生产和使用过程中产生的微细漂浮纤维，或进呼吸器官进入人体，不但不能被人体吸收，也不能排出体外，经积累会使人体器官产生病变损害人体健康；因此，使用石棉纤维和有机类合成纤维指制成的制动器衬片即将淘汰。使用玻璃纤维制备制动器衬片，在制备过程中，玻璃纤维会对生产工人直接造成危害。因此，生产成本较高。
申请号为97112643.7、公开号为CN1203326A的专利申请公开了一种无石棉摩擦材料及其制造方法。由于该专利申请所公开的无石棉摩擦材料中的增强材料由毛发和钢纤维构成，并且在填料中还含有10-40％的(原铁粉/铝粉/铜粉)金属粉。该无石棉摩擦材料(制动器衬片)，由于金属材料的含量较高，其比重和导热性明显增大，因此存在着对对偶的攻击性增强、容易生锈和易使该衬片从钢背上脱落造成车辆事故的缺陷。
发明的内容
本发明的第一目的就是提供一种无石棉、不含任何金属成分、性能优良的一种增强型制动器衬片。
本发明的第二目的就是提供制备上述提出的一种增强型制动器衬片的工艺方法。
本发明的第三目的就是提供制备上述一种增强型制动器衬片的专用设备。
实现本发明所提出的第一目的的技术方案为：
一种增强型制动器衬片，包含增强材料、填料和粘结剂成分，所述的增强材料为陶瓷纤维。
另外构成其成分的重量比为：
陶瓷纤维10-30 填料30-60 粘结剂10-35。
实现本发明所提出的第二目的，即制备上述一种增强型制动器衬片的方法步骤为：
(1)原材料干燥：将陶瓷材料和所使用的填料干燥，去除水分；
(2)配料：将干燥后的陶瓷纤维及填料按所选的的配方配料；
(3)混料：将配好的陶瓷纤维、填料及粘结剂利用混合设备进行充分搅拌混合；
(4)压制成型：取混合好的原料置入模具加热压制成型；
另外，在所述的压制成型工序后还进行热处理工序；在所述的压制成型工序后还进行磨削工序。
实现本发明所提出的第三目的，即制备上述一种增强型制动器衬片的方法中所使用的混合设备，由卧式筒形容器和轴向穿入该容器的带有搅拌桨的转轴构成，在所述的筒形容器的内壁上固定安装有若干带有绞刀的由动力带动的转轴。
该设备中，在所述的筒形容器中的转轴的搅拌桨间固定安装有带有绞刀的由动力带动的转轴的结构最好。
本发明所提供的一种增强型制动器衬片与现有技术相比具有以下优点：其一，由于在制动器衬片中采用陶瓷纤维作增强材料，不含有石棉和任何金属成分，根除了传统摩擦材料在生产和使用过程中，石棉和重金属对人体的危害和环境污染的问题，具有良好的环保优点；其二，由于该制动器衬片中不含有金属成分，导热率低，因此利用该衬片所生产的制动片无需增加专用的隔热层，简化了生产工序，降低了制动片的故障率；其三，由于在原材料混合搅拌器的筒形容器内壁上固定安装有若干带有绞刀的转轴，因此使得作为骨架材料的陶瓷纤维的混合分布更加均匀，有效的保证了衬片的摩擦性能。
附图说明
图1：为原料混合设备的结构示意图；
图2：为粘合有增强型制动器衬片刹车片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明所提出的增强型制动器衬片的制备工艺作进一步详细说明：
实施例1
第一步，原材料的干燥：取陶瓷纤维10公斤以及作为具有稳定摩擦系数的性能的填料硫酸钡8公斤、具有降低产品硬度减小工作噪音性能的填料纳米丁晴胶粉3公斤、具有减小磨损提高衬片寿命的填料二硫化钼12公斤、石灰石2公斤、滑石粉4公斤、焦碳粉1公斤分别放入容器进行晾晒干燥驱除水分；
第二步，配料：将干燥后的陶瓷纤维及所称取的填料混合在一起；
第三步，混料：称取15公斤的腰果壳油改性酚醛树脂做粘合剂，并将配料好的陶瓷纤维及填料连同粘结剂一起到入如图1所示的混合设备中进行充分搅拌混合10分钟；
第四步，压制成型：按模具称取混合好的原料置入其中，在190℃的温度和30Mpa的压力下保持15分钟后出模，即加热压制成型；
第五步，热处理：为了使得衬片中的骨架材料、填料粘合的更加均匀、摩擦性能更加稳定，需将压制成型的衬片毛坯进行热处理，其工序为：将其置入烘箱中加热至120℃保持1小时，后在3小时内均匀加热至180℃，后在6小时内均匀加热至240℃，后停止加热并自然冷却。
第六步，磨削：将压制成型及热处理后的衬片毛坯进行磨削，即成为与钢背粘合的增强型制动器衬片。
实施例2
第一步，原材料的干燥：取陶瓷纤维20公斤以及作为具有稳定摩擦系数的性能的填料重晶石20公斤、具有降低产品硬度减小工作噪音性能的填料轮胎粉15公斤、具有减小磨损提高衬片寿命的填料磷石片3公斤、刚玉2公斤、白云石5公斤分别放入容器进行晾晒干燥驱除水分；
第二步，配料：将干燥后的陶瓷纤维及所称取的填料混合在一起；
第三步，混料：称取20公斤的乳胶改性酚醛树脂做粘合剂，并将配料好的陶瓷纤维及填料连同粘结剂一起到入如图1所示的混合设备中进行充分搅拌混合15分钟；
第四步，压制成型：按模具称取混合好的原料置入其中，在200℃的温度和25Mpa的压力下保持10分钟后出模，即加热压制成型；
第五步，热处理：为了使得衬片中的骨架材料、填料粘合的更加均匀、摩擦性能更加稳定，需将压制成型的衬片毛坯进行热处理，其工序为：将其置入烘箱中加热至120℃后在4小时内均匀加热至200℃，后在4小时内均匀加热至240℃，后停止加热并自然冷却。
第六步，磨削：将压制成型及热处理后的衬片毛坯进行磨削，即成为与钢背粘合的增强型制动器衬片。
实施例3
第一步，原材料的干燥：取陶瓷纤维15公斤以及作为具有稳定摩擦系数的性能的填料石英石15公斤、具有降低产品硬度减小工作噪音性能的填料焦碳粒20公斤、具有减小磨损提高衬片寿命的填料氟化石墨5公斤、钾长石5公斤、石墨5公斤分别放入容器进行晾晒干燥驱除水分；
第二步，配料：将干燥后的陶瓷纤维及所称取的填料混合在一起；
第三步，混料：称取30公斤的聚乙烯醇改性酚醛树脂做粘合剂，并将配料好的陶瓷纤维及填料连同粘结剂一起到入如图1所示的混合设备中进行充分搅拌混合12分钟；
第四步，压制成型：按模具称取混合好的原料置入其中，在195℃的温度和35Mpa的压力下保持20分钟后出模，即加热压制成型；
第五步，热处理：为了使得衬片中的骨架材料、填料粘合的更加均匀、摩擦性能更加稳定，需将压制成型的衬片毛坯进行热处理，其工序为：将其置入烘箱中加热至120℃在4小时内均匀加热至180℃，后在4小时内均匀加热至240℃，后停止加热并自然冷却。
第六步，磨削：将压制成型及热处理后的衬片毛坯进行磨削，即成为与钢背粘合的增强型制动器衬片。
实施例4
第一步，原材料的干燥：取陶瓷纤维30公斤以及作为具有稳定摩擦系数的性能的填料重晶石8公斤、具有降低产品硬度减小工作噪音性能的填料纳米丁晴胶粉20公斤、具有减小磨损提高衬片寿命的填料滑石粉12公斤、氟石20公斤分别放入容器进行晾晒干燥驱除水分；
第二步，配料：将干燥后的陶瓷纤维及所称取的填料混合在一起；
第三步，混料：称取15公斤的桐油改性酚醛树脂做粘合剂，并将配料好的陶瓷纤维及填料连同粘结剂一起到入如图1所示的混合设备中进行充分搅拌混合10分钟；
第四步，压制成型：按模具称取混合好的原料置入其中，在220℃的温度和32Mpa的压力下保持15分钟后出模，即加热压制成型；
第五步，热处理：为了使得衬片中的骨架材料、填料粘合的更加均匀、摩擦性能更加稳定，需将压制成型的衬片毛坯进行热处理，其工序为：将其置入烘箱中加热至120℃保持1小时，后在4小时内均匀加热至200℃，后在5小时内均匀加热至240℃，后停止加热并自然冷却。
第六步，磨削：将压制成型及热处理后的衬片毛坯进行磨削，即成为与钢背粘合的增强型制动器衬片。
实施例5
第一步，原材料的干燥：取陶瓷纤维25公斤以及作为具有稳定摩擦系数的性能的填料刚玉10公斤、具有降低产品硬度减小工作噪音性能的填料轮胎粉15公斤、具有减小磨损提高衬片寿命的填料云母5公斤、硅藻土10公斤、二硫化钼5公斤、滑石粉3公斤、焦碳粉3公斤分别放入容器进行晾晒干燥驱除水分；
第二步，配料：将干燥后的陶瓷纤维及所称取的填料混合在一起；
第三步，混料：称取20公斤的硼改性酚醛树脂做粘合剂，并将配料好的陶瓷纤维及填料连同粘结剂一起到入如图1所示的混合设备中进行充分搅拌混合10分钟；
第四步，压制成型：按模具称取混合好的原料置入其中，在210℃的温度和30Mpa的压力下保持20分钟后出模，即加热压制成型；
第五步，热处理：为了使得衬片中的骨架材料、填料粘合的更加均匀、摩擦性能更加稳定，需将压制成型的衬片毛坯进行热处理，其工序为：将其置入烘箱中加热至120℃保持1小时，后在3小时内均匀加热至180℃，后在6小时内均匀加热至240℃，后停止加热并自然冷却。
第六步，磨削：将压制成型及热处理后的衬片毛坯进行磨削，即成为与钢背粘合的增强型制动器衬片。
如图1所示为在混料工序中所使用的原料混合设备的结构示意图。即该设备包括卧式的筒形容器1和轴向穿入该容器的带有搅拌桨2的转轴3，为了使得填入筒形容器的原料尤其是陶瓷纤维混合得更加均匀，在其内壁4上固定安装有若干带有绞刀5的由动力带动的径向转轴6。利用该设备混料时，轴向转轴3带动搅拌桨2搅拌的同时，径向转轴带动绞刀5高速旋转，使得原料混合得更加均匀。
为了达到原料混合均匀的目的，在筒形容器中的转轴的每两个搅拌桨间固定安装有一个带有绞刀的由动力带动的转轴。
如图2所示为利用上述工艺制备成的增强型制动器衬片7由树脂层8粘接在钢背9上构成的刹车片的结构示意图。由于利用陶瓷纤维作增强材料，剩去了传统中刹车片中的纲背与衬片间固定的隔热层。简化了生产工序，降低了制动片的故障率及产品的成本。
Claims (7)
1、一种增强型制动器衬片，包含增强材料、填料和粘结剂成分，其特征在于：所述的增强材料为陶瓷纤维。
2、如权利要求1所述的一种增强型制动器衬片，其特征在于：构成其成分的重量比为：
陶瓷纤维10-30 填料30-60 粘结剂10-35。
3、制备如权利要求1所述的一种增强型制动器衬片的方法，包括下列步骤：
(1)原材料干燥：将陶瓷材料和所使用的填料干燥，去除水分；
(2)配料：将干燥后的陶瓷纤维及填料按所选的的配方配料；
(3)混料：将配好的陶瓷纤维、填料及粘结剂利用混合设备进行充分搅拌混合；
(4)压制成型：取混合好的原料置入模具加热压制成型；
4、如权利要求3所述的制备一种增强型制动器衬片的方法，其特征在于：在所述的压制成型工序后还进行热处理工序。
5、如权利要求3所述的制备一种增强型制动器衬片的方法，其特征在于：在所述的压制成型工序后还进行磨削工序。
6、制备权利要求1所述的制备一种增强型制动器衬片的专用设备，由卧式筒形容器和轴向穿入该容器的带有搅拌桨的转轴构成，其特征在于：在所述的筒形容器的内壁上固定安装有若干带有绞刀的由动力带动的转轴。
7、如权利要求6所述的制备一种增强制型动器衬片的专用设备，其特征在于：在所述的筒形容器中的转轴的搅拌桨间固定安装有带有绞刀的由动力带动的转轴。
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