技术领域
[0001] 本
发明涉及摩擦材料领域,具体涉及一种少落灰低金属摩擦材料及其制备方法。
背景技术
[0002] 随着
汽车工业的发展和现代社会环保意识的提高,汽车
制动摩擦材料的工作条件越来越苛刻,对其性能要求也越来越高,例如要求制动摩擦材料有足够而稳定的
摩擦系数、良好的导热性、较大的
热容量、一定的高温机械强度、良好的
耐磨性和抗粘着性、不易擦伤对偶件、无噪声、低成本、对环境无污染等。由于
石棉有致癌作用,所以目前应用最广泛的制动摩擦材料有两类,一类为采用
钢纤维增强的半金属制动摩擦材料,这类材料的缺点是,钢纤维用量过多时导致产品硬度过高、易锈蚀,制动时易引起尖叫声并产生震颤;另一类为无石棉有机摩擦材料,主要是添加玻璃纤维、
钛酸
钾晶须或者芳纶浆粕等作为
增强材料,但芳纶纤维价格昂贵、开松较困难等问题限制了该材料的应用。
[0003] 而且上述现有制动摩擦材料还有热衰退严重,不耐磨,落灰多的问题。
[0004] 因此,设计一种新型的制动摩擦材料,具有不易锈蚀,制动噪音低,制动热衰退少,更耐磨,落灰少的特点。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题:设计一种新型的制动摩擦材料,具有不易锈蚀,制动噪音低,制动热衰退少,更耐磨,落灰少的特点。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
[0007] 一种少落灰低金属摩擦材料,其组分的重量百分比是:粘结剂9-13,由丁腈改性酚
醛树脂和丁腈
橡胶粉组成;增强纤维30-40,由 芳纶纤维、
纤维素纤维和钢纤维组成;
润滑剂11-15,由
鳞片石墨和人造石墨组成;填料35-45,包括重晶石、摩擦粉、锆英粉和膨胀蛭石。
[0008] 优选的,所述丁腈改性
酚醛树脂在所述少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为6-8;所述丁腈橡胶粉在所述少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为3-5。
[0009] 优选的,所述芳纶纤维在所述少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为2-3;所述纤维素纤维在所述少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为4-6;所述钢纤维在所述少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为25-30。
[0010] 优选的,所述鳞片石墨在所述少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为6-8;所述人造石墨在所述少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为5-7。
[0011] 优选的,所述重晶石在所述少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为18-22;所述摩擦粉在所述少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为2-3;所述锆英粉在所述少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为4.5-5;所述膨胀蛭石在所述少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为4.5-5。
[0012] 优选的,所述填料还包括
硅藻土和
石油焦炭,所述
硅藻土在所述少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为3-4;所述石油
焦炭在所述少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为5-6。
[0013] 一种制造少落灰低金属摩擦材料的方法,包括如下步骤:
[0014] A.配料:按照规定的重量百分比称量各个组分物料;
[0015] B.混料:将步骤A称量好的各个组分的物料分别加入混料机中,混料时间为10-15分钟;
[0016] C.压制:将步骤B混合好的物料,倒入
热压模具模腔中,压制成形;
[0017] D.
热处理:将步骤C成形后的产品放入烘箱,将烘箱
温度在1小时内从室温升到150℃,再在1.5小时内将烘箱温度从150℃升到220℃, 保温3小时,然后将烘箱冷却至室温;
[0018] E.
机械加工:将步骤D热处理后的产品通过机械加工的方法加工到规定的尺寸要求。
[0019] 优选的,所述步骤B之前还设有预混料步骤,所述预混料步骤为将增强纤维的物料先放入混料机中,混料3-5分钟;所述步骤B的混料要求:外观均匀,无白点,纤维分散均匀,无结团现象,
水份控制在1.5%以下。
[0020] 优选的,所述步骤C的压制要求为:压制
温度控制在150-160℃,排气4次,时间为10+5s,保压时间为240s,压制压
力为300-350kgf/cm2。
[0021] 优选的,所述步骤E的机械加工内容包括磨削、开槽和
倒角。
[0022] 通过上述技术方案,本发明提供的一种少落灰低金属摩擦材料及其制备方法,其组分的重量百分比是:粘结剂,由丁腈改性酚醛树脂和丁腈橡胶粉组成;增强纤维,由芳纶纤维、纤维素纤维和钢纤维组成;润滑剂,由鳞片石墨和人造石墨组成;填料,包括重晶石、摩擦粉、锆英粉和膨胀蛭石;制备方法包括配料、混料、压制、热处理和机械加工。其有益效果是:具有不易锈蚀,制动噪音低,制动热衰退少,更耐磨,落灰少的特点。
附图说明
[0023] 为了更清楚地说明本发明
实施例或
现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0024] 图1为本发明实施例一所公开的一种少落灰低金属摩擦材料在摩擦磨损试验机上的磨损报告曲线图;
[0025] 图2为本发明实施例一所公开的一种少落灰低金属摩擦材料在摩擦磨损试验机上的第一次衰退试验曲线;
[0026] 图3为本发明实施例一所公开的一种少落灰低金属摩擦材料在摩擦磨损试验机上的第一次恢复试验曲线;
[0027] 图4为本发明实施例一所公开的一种少落灰低金属摩擦材料在摩 擦磨损试验机上的第二次恢复试验曲线;
[0028] 图5为本发明实施例一所公开的一种少落灰低金属摩擦材料在摩擦磨损试验机上的第二次衰退试验曲线。
具体实施方式
[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0030] 显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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。
[0031] 一种少落灰低金属摩擦材料,其组分的重量百分比是:粘结剂9-13,由丁腈改性酚醛树脂和丁腈橡胶粉组成;增强纤维30-40,由芳纶纤维、纤维素纤维和钢纤维组成;润滑剂11-15,由鳞片石墨和人造石墨组成;填料35-45,包括重晶石、摩擦粉、锆英粉和膨胀蛭石。
[0032] 其中,丁腈改性酚醛树脂在少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为6-8;丁腈橡胶粉在少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为3-5。
[0033] 其中,芳纶纤维在少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为2-3;纤维素纤维在少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为4-6;钢纤维在少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为25-30。
[0034] 其中,鳞片石墨在少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为6-8;人造石墨在少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为5-7。
[0035] 其中,重晶石在少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为18-22;摩擦粉在少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为2-3;锆英粉在少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为4.5-5;膨胀蛭石在少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为4.5-5。
[0036] 其中,填料还包括硅藻土和石油焦炭,硅藻土在少落灰低金属摩 擦材料中的重量百分比为3-4;石油焦炭在少落灰低金属摩擦材料中的重量百分比为5-6。
[0037] 一种制造少落灰低金属摩擦材料的方法,包括如下步骤:
[0038] A.配料:按照规定的重量百分比称量各个组分物料;
[0039] B.混料:将步骤A称量好的各个组分的物料分别加入混料机中,混料时间为10-15分钟;
[0040] C.压制:将步骤B混合好的物料,倒入热压模具模腔中,压制成形;
[0041] D.热处理:将步骤C成形后的产品放入烘箱,将烘箱温度在1小时内从室温升到150℃,再在1.5小时内将烘箱温度从150℃升到220℃,保温3小时,然后将烘箱冷却至室温;
[0042] E.机械加工:将步骤D热处理后的产品通过机械加工的方法加工到规定的尺寸要求。
[0043] 其中,步骤B之前还设有预混料步骤,预混料步骤为将增强纤维的物料先放入混料机中,混料3-5分钟;所述步骤B的混料要求:外观均匀,无白点,纤维分散均匀,无结团现象,水份控制在1.5%以下。
[0044] 由于增强纤维的物料混合比较困难,预先混合一下,效果更好。
[0045] 混料的要求一般也是行业内通用,本发明给出的要求是比较优选的要求。
[0046] 其中,步骤C的压制要求为:压制温度控制在150-160℃,排气4次,时间为10+5s,保压时间为240s,压制压力为300-350kgf/cm2。
[0047] 压制是在模具或其他容器中,在外力作用下,将粉末密实成具有规定形状和尺寸的工艺过程。
[0048] 压制也是一种现有工艺,本发明中给出的为比较优选的工艺参数。
[0049] 其中,步骤E的机械加工内容包括磨削、开槽和倒角。由于压制出来的产品的尺寸不够精确,表面也比较粗糙,不适合直接装配,需要进一步的机械加工。加工出来的步骤是根据一般摩擦材料制成的零 件的类型(如制动片)而定的。
[0050] 摩擦材料一般用于制造汽车制动片,所以实施例以汽车制动片为例。
[0051] 实施例一:
[0052] 前制动片一,其组分的重量百分比按如下:
[0053] 丁腈改性酚醛树脂8%、丁腈橡胶粉5%、芳纶纤维2%、钢纤维25%、纤维素纤维4%、鳞片石墨6%、人造石墨5%、重晶石22%、摩擦粉3%、锆英粉5%、膨胀蛭石5%、硅藻土4%、石油焦炭6%。
[0054] 将上述物料按前述加工方法加工完成后,通过擦材料试验机上检测。检测结果为,常温摩擦系数为0.410,高温摩擦系数0.415,级别为FF级别,重量磨损为3.84%,厚度磨损为3.69%,客户装车试用发现落灰情况有明显改进。
[0055] 如图1-5所示的磨损报告曲线图、第一次衰退试验曲线、第一次恢复试验曲线、第二次恢复试验曲线和第二次衰退试验曲线,均显示,本实施例的少落灰低金属摩擦材料符合规定要求。
[0056] 实施例二:
[0057] 前制动片二,其组分的重量百分比按如下:
[0058] 丁腈改性酚醛树脂6%、丁腈橡胶粉3%、芳纶纤维3%、钢纤维30%、纤维素纤维6%、鳞片石墨8%、人造石墨7%、重晶石18%、摩擦粉2%、锆英粉4.5%、膨胀蛭石4.5%、硅藻土3%、石油焦炭5%。
[0059] 将上述物料按前述加工方法加工完成后,通过擦材料试验机上检测。检测结果为,常温摩擦系数为0.412,高温摩擦系数0.42,级别为FF级别,重量磨损为3.89%,厚度磨损为3.75%,客户装车试用发现落灰情况有明显改进。
[0060] 磨损报告曲线图、第一次衰退试验曲线、第一次恢复试验曲线、第二次恢复试验曲线和第二次衰退试验曲线和实施例一的基本相同,符合规定要求,不再示出。
[0061] 综上所述,本发明的少落灰低金属摩擦材料具有制动效能平稳,摩擦系数稳定,优良的耐磨性,
轮毂落灰少等特点。
[0062] 在上述实施例中,本发明提供的一种少落灰低金属摩擦材料及其制备方法,其组分的重量百分比是:粘结剂,由丁腈改性酚醛树脂和丁腈橡胶粉组成;增强纤维,由芳纶纤维、纤维素纤维和钢纤维组成;润滑剂,由鳞片石墨和人造石墨组成;填料,包括重晶石、摩擦粉、锆英粉和膨胀蛭石;制备方法包括配料、混料、压制、热处理和机械加工。其有益效果是:具有不易锈蚀,制动噪音低,制动热衰退少,更耐磨,落灰少的特点。
[0063] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干
变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。