專利名稱：載重汽車新型剎車片材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摩擦材料，尤其是一種載重汽車新型剎車片材料。
二背景技術(shù)：
剎車片由鋼背、粘接隔熱層和摩擦層構(gòu)成，其中摩擦層是由增強(qiáng)材料、粘合劑及填料(摩擦性能調(diào)節(jié)劑)組成。按制動(dòng)方式的不同，剎車片可分為豉式和盤式兩種，按摩擦材料配方的不同，剎車片則可分為石棉型、半金屬型和NAO型(即無石棉有機(jī)物型)三種。石棉型剎車片石棉為基礎(chǔ)的摩擦材料含有五到七種基礎(chǔ)混合物，它們包括加固用石棉纖維、多種添加材料以及粘合劑，如亞麻仁油、樹脂、苯酣醒、樹脂作為摩擦層的增強(qiáng)材料，石棉占到40-60%。石棉具有高強(qiáng)度和耐高溫的特性，但石棉導(dǎo)熱性能差，并有致癌作用，已被強(qiáng)制淘汰。半金屬型剎車片半金屬摩擦材料是由粘結(jié)劑、增強(qiáng)纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑和填料四大類材料組成采用鋼絲絨金屬纖維、云母、硅石、橡膠碎片作為摩擦層的增強(qiáng)材料，不含石棉。按金屬纖維含量的高低，又有高、半、低金屬之分。鋼絲絨金屬纖維具有較高的強(qiáng)度和導(dǎo)熱性， 一般耐磨，但較容易產(chǎn)生噪音。傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝(采用干法二
步成型工藝)的工藝流程為原材料一檢驗(yàn)一配料一混料一冷成型一熱壓一上夾具一熱處理一內(nèi)、外孤磨一開槽一鉆孔一印標(biāo)一封裝?，F(xiàn)有技術(shù)的缺陷:
(l)傳統(tǒng)的理論采用單一石棉纖維、金屬材料及酚醛樹脂的簡單合成；不符合環(huán)保要求，GB12676-1999標(biāo)準(zhǔn)已禁止使用石棉。(2)傳統(tǒng)的摩擦材料產(chǎn)品采用重量百分比研發(fā)產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論；不能準(zhǔn)確量化，產(chǎn)品研發(fā)周期長；
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在同步開發(fā)和汲取德國FRIMATEC公司、美國LINK實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)配方的設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上，采用非金屬復(fù)合材料多種材料個(gè)性特征集成技術(shù)、納米銅改性酚醛樹脂粘結(jié)技術(shù)以及母體材料的改性、調(diào)節(jié)技術(shù)研制開發(fā)，并運(yùn)用國際先進(jìn)的干法一步熱壓
成型工藝，采用DCS控制技術(shù)實(shí)施生產(chǎn)過程自動(dòng)控制和以KruassJF-132、KmassJF160摩擦材料試驗(yàn)機(jī)為主的質(zhì)量檢測分析控制系統(tǒng)，解決載重汽車超載不同工況條件下，中高溫區(qū)段的熱衰退缺陷，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)安全、可靠、靈敏、無噪音和對(duì)偶件的磨傷等一系列技術(shù)難題的載重汽車新型剎車片材料。載重汽車新型剎車片材料原料配比為15% 20%的粘結(jié)劑、30% 50%骨架材料、10% 15%增摩劑、5% 10%減摩劑、20% 30%填充材料，所述的粘結(jié)劑為納米銅改性酚醛樹脂，骨架材料為礦物纖維類、玻璃纖維、芳綸纖維、纖維素纖維、碳纖維等，增摩劑為大硬度材料鉻礦粉、長石粉、棕剛玉等，減摩劑為硬度偏小的石墨、焦炭、二硫化鉬等，填充劑為BaS04、重鈣等。其工藝流程為按照上述原料稱重配比，再將其混料，然后依次進(jìn)行熱壓成型、熱處理，再進(jìn)行磨外弧、磨內(nèi)弧，最后鉆孔、精磨外弧，經(jīng)過檢驗(yàn)后成品入庫。采用上述配比和工藝后的本發(fā)明有以下有益效果
(1) 制動(dòng)器襯片具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和恢復(fù)性能；
(2) 制動(dòng)器襯片具有良好的耐熱性，并不發(fā)生龜裂現(xiàn)象；
(3) 制動(dòng)器襯片的速度敏感性??；
(4) 制動(dòng)器襯片具有良好的耐磨性；
(5) 無制動(dòng)噪音；
其根據(jù)摩擦材料學(xué)斷層理論，替代傳統(tǒng)摩擦材料石棉纖維的非金屬礦棉纖維，與納米銅改性酚醛樹脂結(jié)合，解決多種用途新型制動(dòng)制品熱塑性樹脂基連續(xù)纖維復(fù)合材料的技術(shù)原理。提高摩擦材料綜合性能，行業(yè)關(guān)聯(lián)度大。納米銅改性酚醛樹脂具有低溫成型性、耐熱性、親和性以及有很好的拉伸強(qiáng)度和滑動(dòng)性能，本發(fā)明針對(duì)重型汽車調(diào)整制動(dòng)時(shí)摩擦界面會(huì)產(chǎn)生高溫，通過耐熱性試驗(yàn)、熱失重試驗(yàn)和熱分解試驗(yàn)以及對(duì)游離酚含量進(jìn)行分析，選定高性能非金屬復(fù)合材料作為摩擦材料，同時(shí)，為了提高制動(dòng)片的強(qiáng)度和抗剪切性能，防止摩擦材料高溫龜裂，選擇了具有很好親和性的納米銅改性酚醛樹脂和優(yōu)質(zhì)碳基增強(qiáng)纖維，并與其他纖維進(jìn)行復(fù)合，以保證產(chǎn)品具有良好的摩
擦磨損性能和物理機(jī)械性能，并具有良好的外觀；為了提高摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和恢復(fù)性能，經(jīng)定速試驗(yàn)、臺(tái)架試驗(yàn)，對(duì)80多種原材料進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，從中選擇了與非金屬復(fù)合材料和粘接劑相匹配的較為理想的摩擦性能調(diào)節(jié)劑。本發(fā)明變革傳統(tǒng)的摩擦材料產(chǎn)品重量百分比設(shè)計(jì)方法為體積設(shè)計(jì)方法使摩擦材料產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)，進(jìn)入科學(xué)量化軌道，成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)原理。本項(xiàng)目采用"內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密度設(shè)計(jì)"方法；運(yùn)用非金屬復(fù)合材料在摩擦過程中的"自適應(yīng)性"技術(shù)；采用摩擦材料樹脂結(jié)構(gòu)功能元素退變?yōu)楣に嚱橘|(zhì)元素的技術(shù)。項(xiàng)目產(chǎn)品技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。運(yùn)用電子信息技術(shù)改造摩擦材料產(chǎn)品傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)DCS生產(chǎn)過程控制和產(chǎn)品質(zhì)量自動(dòng)檢測控制，提高生產(chǎn)效率，提升產(chǎn)品質(zhì)量水平。
本項(xiàng)目采用先進(jìn)的干法一步成型生產(chǎn)工藝和納米銅改性酚醛樹脂粘結(jié)技術(shù)，改善汽車制動(dòng)、安全性能。本項(xiàng)目將在同步開發(fā)和汲取德國FRIMATEC公司、美國LINK實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)配方的設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上，采用非金屬復(fù)合材料多種材料個(gè)性特征集成技術(shù)、納米銅改性酚醛樹脂粘結(jié)技術(shù)以及母體材料的改性、調(diào)節(jié)技術(shù)研制開發(fā)，并運(yùn)用國際先進(jìn)的干法一步熱壓成型工藝，采用DCS控制技術(shù)實(shí)施生產(chǎn)過程自動(dòng)控制和以KruassJF-132、KruassJF160摩擦材料試驗(yàn)機(jī)為主的質(zhì)量檢測分析控制系統(tǒng)，解決載重汽車超載不同工況條件下，中高溫區(qū)段的熱衰退缺陷，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)安全、可靠、靈敏、無噪音和對(duì)偶件的磨傷等一系列技術(shù)難題。
項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的摩擦材料產(chǎn)品"組份重量比例設(shè)計(jì)"方法向材料"內(nèi)
部結(jié)構(gòu)的體積設(shè)計(jì)"的轉(zhuǎn)變；充分利用非金屬復(fù)合纖維在摩擦過程中的"自
適應(yīng)性"理論；將樹脂結(jié)構(gòu)功能元素退變?yōu)楣に嚱橘|(zhì)元素，研制出具有國際
先進(jìn)水平的非金屬復(fù)合纖維高性能重型汽車制動(dòng)器襯片。已成為斯太爾、豪華沃爾沃歐曼等重型汽車主流車型的配套產(chǎn)品，成功地實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)石棉纖維基制動(dòng)器襯片的更新?lián)Q代。
本項(xiàng)目針對(duì)重型汽車調(diào)整制動(dòng)時(shí)摩擦界面會(huì)產(chǎn)生高溫，通過耐熱性試驗(yàn)、熱失重試驗(yàn)和熱分解試驗(yàn)以及對(duì)游離酚含量進(jìn)行分析，選定搞性能非金屬復(fù)合材料作為摩擦材料，同時(shí)，為了提高制動(dòng)片的強(qiáng)度和抗剪切性能，提高摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和恢復(fù)性能，防止摩擦材料高溫龜裂，選擇了具有優(yōu)良親和性、低溫成型性、耐熱性、親和性以及有很好的拉伸強(qiáng)度和滑動(dòng)性能的
納米銅改性酚醛樹脂，對(duì)80多種原材料進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，從中選擇了多種優(yōu)
質(zhì)非金屬復(fù)合增強(qiáng)纖維，采用先進(jìn)的一步熱壓成型工藝，以保證產(chǎn)品具有良好的摩擦磨損性能和物理機(jī)械性能，并具有良好的外觀，從而克服了重型汽車在工況和變工況條件下中高溫區(qū)域的熱衰退缺陷，物理性能優(yōu)于傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)
的技術(shù)指標(biāo)；而且制動(dòng)靈敏、安全、舒適、可靠、無噪音和對(duì)偶件磨傷，制動(dòng)片使用壽命由原來的5萬公里提高到7萬公里以上。
四、具體實(shí)施例實(shí)施例1 、載重汽車新型剎車片材料原料配比為15% 20%的粘結(jié)劑、30% 50%骨架材料、10% 15%增摩劑、5% 10%減摩劑、20% 30%填充材料，所述的粘結(jié)劑為納米銅改性酚醛樹脂，骨架材料為礦物纖維類、玻璃纖維、芳綸纖維、纖維素纖維、碳纖維等，增摩劑為大硬度材料鉻礦粉、長石粉、棕剛玉等，減摩劑為硬度偏小的石墨、焦炭、二硫化鉬等，填充劑為BaS04、重鈣等。其工藝流程為按照上述原料稱重配比，再將其混料，然后依次進(jìn)行熱壓成型、熱處理，再進(jìn)行磨外弧、磨內(nèi)弧，最后鉆孔、精磨外弧，經(jīng)過檢驗(yàn)后成品入庫。
實(shí)施例2、摩擦材料由粘結(jié)劑、增強(qiáng)纖維、摩擦性能調(diào)節(jié)劑和填料四大類材料組成采用玻璃纖維、碳纖維、云母、硅石、橡膠碎片作為摩擦層的增強(qiáng)材料，不含石棉、金屬。該產(chǎn)品具有很強(qiáng)的耐磨性、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、無噪
非金屬剎車片摩擦材料組成
組成類型組分功能
樹脂納米銅改性酚醛樹脂粘結(jié)、膠聯(lián)
纖維玻璃纖維、碳纖維、陶瓷、銅 纖維、不銹鋼纖維等增加強(qiáng)度
金屬粉Cu， Cu-Zn, Cu-Sn, Zn, Fe，Increase friction
Al， et alcoefficient增加摩擦系數(shù)
固體潤滑劑石墨,MoS2， Sb2S3， Sn2S3，潤滑，防止摩擦材料粘附于
PbS， ZnS，云母，et al對(duì)偶面上。
增磨劑A1203， Si02， Mg0， Fe304，調(diào)節(jié)摩擦系數(shù)，清潔金屬對(duì)
Cr203， SiC， ZrSi04，藍(lán)晶石偶表面。
(Al2Si05)， et al
有機(jī)填料橡膠碎屑減小低溫磨耗
非有機(jī)填料蛭石，BaS04， CaC03， Ca(0H)2， MgO， et al減小高溫溫磨耗
NAO型(即無石棉有機(jī)物型)剎車片包含十七種不同的混合物材料，主
要使用芳綸纖維、玻璃纖維或其它纖維(碳、陶瓷)來作為加固材料，其性能主要取決于纖維的類型及其添加物。
權(quán)利要求
1、一種載重汽車新型剎車片材料，其特征在于原料配比為15％~20％的粘結(jié)劑、30％~50％骨架材料、10％~15％增摩劑、5％~10％減摩劑、20％~30％填充材料，所述的粘結(jié)劑為納米銅改性酚醛樹脂，骨架材料為礦物纖維類、玻璃纖維、芳綸纖維、纖維素纖維、碳纖維等，增摩劑為大硬度材料鉻礦粉、長石粉、棕剛玉等，減摩劑為硬度偏小的石墨、焦炭、二硫化鉬等，填充劑為BaSO4、重鈣等。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的載重汽車新型剎車片材料，其特征在于: 其工藝流程為按照上述原料稱重配比，再將其混料，然后依次進(jìn)行熱壓 成型、熱處理，再進(jìn)行磨外弧、磨內(nèi)弧，最后鉆孔、精磨外弧，經(jīng)過檢 驗(yàn)后成品入庫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種摩擦材料，尤其是一種載重汽車新型剎車片材料。提供一種納米銅改性酚醛樹脂粘結(jié)技術(shù)以及母體材料的改性、調(diào)節(jié)技術(shù)的干法一步熱壓成型工藝的載重汽車新型剎車片材料。其材料原料配比為15％～20％的粘結(jié)劑、30％～50％骨架材料、10％～15％增摩劑、5％～10％減摩劑、20％～30％填充材料，所述的粘結(jié)劑為納米銅改性酚醛樹脂，骨架材料為礦物纖維類等，增摩劑為大硬度材料鉻礦粉等，減摩劑為硬度偏小的石墨等，填充劑為BaSO₄、重鈣等。本發(fā)明有以下有益效果制動(dòng)器襯片具有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和恢復(fù)性能、良好的耐熱性，并不發(fā)生龜裂現(xiàn)象，速度敏感性小，具有良好的耐磨性，無制動(dòng)噪音。
文檔編號(hào)C09K3/14GK101555399SQ200910015560
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者瑩 張, 杜東升, 田式國 申請人:山東大王信義載重汽車配件有限公司