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CN111664204A - 一种新型高效刹车片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型高效刹车片，刹车片包括不锈钢底板和摩擦块。制备摩擦块的原料包括：碳化硅、芳纶纤维、改性植物纤维、酚醛树脂、石墨纳米粉、铸铁粉、三氧化二铝、硅酸锆、四氟乙烯、硫酸钡和钛酸钾。刹车片制备方法为：将制备摩擦块的原料称重，投入搅拌机搅拌得到制备摩擦块的原料；用液压机将混合原料压制成型得到摩擦块；利用热压机在高温高压环境下将摩擦块与不锈钢底板压制在一起得到刹车片；对刹车片进行热处理；磨削刹车片使其达到设定厚度；喷涂。本发明提供的刹车片具有良好的耐磨性能，高温制动无显著热衰退。

Description

一种新型高效刹车片
技术领域
本发明公开了一种新型高效刹车片，涉及车用复合摩擦材料以及刹车片制造技术领域。
背景技术
刹车片是各种交通工具制动系统的重要功能零件，一般由不锈钢底板和摩擦块构成，通过摩擦块的摩擦材料将动能转化为热能，实现制动。摩擦材料的性能直接影响制动系统运行的安全性、可靠性和舒适性。目前汽车刹车片的摩擦块主要由无石棉复合材料、半金属材料或陶瓷材料制成，但这些材料普遍存在高温热衰退现象，易导致刹车失灵，不利于行车安全。
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种新型高效刹车片的制备方法，其主要目的是使刹车片具有良好的耐磨和高温制动性能。
发明内容
为解决以上问题本发明公开了一种新型高效刹车片，所述刹车片包括不锈钢底板和摩擦块，制备所述摩擦块的原料包括：碳化硅、芳纶纤维、改性植物纤维、酚醛树脂、石墨纳米粉、铸铁粉、三氧化二铝、硅酸锆、四氟乙烯、硫酸钡和钛酸钾。
在一优选例中，所述制备摩擦块的原料的重量份分别为：碳化硅7～12，芳纶纤维1～5，改性植物纤维1～5，酚醛树脂15～25，石墨纳米粉1～3，铸铁粉1～7，三氧化二铝10～15，硅酸锆10～20，四氟乙烯15～25，硫酸钡5～10，钛酸钾30～40。
在另一优选例中，所述制备摩擦块的原料的重量份分别为：碳化硅8～10，芳纶纤维4，改性植物纤维2，酚醛树脂18～20，石墨纳米粉2，铸铁粉5，三氧化二铝11～13，硅酸锆15～17，四氟乙烯19～22，硫酸钡7～9，钛酸钾34～36。
在另一优选例中，所述制备摩擦块的原料的重量份分别为：碳化硅9，芳纶纤维4，改性植物纤维2，酚醛树脂20，石墨纳米粉2，铸铁粉5，三氧化二铝12，硅酸锆16，四氟乙烯20，硫酸钡8，钛酸钾35。
在另一优选例中，所述改性植物纤维为经过碱液浸泡处理的植物纤维。
在另一优选例中，所述碱液为氢氧化钠溶液。
在另一优选例中，所述碱液的浓度为0.5～20v/v％，较佳地为1～10v/v％，更佳地为5.5v/v％。
在另一优选例中，所述植物纤维为叶纤维。
在另一优选例中，所述叶纤维包括：剑麻纤维、蕉麻纤维，或其组合。
在另一优选例中，本发明的刹车片由以下步骤制成：
(1)混料:将称重好的原料投入搅拌机，以1500～2000转/分钟的速度搅拌10～20分钟，得到制备摩擦块的混合原料；
(2)压制成型：利用液压机，将步骤(1)所得混合原料压制，得到摩擦块，压制压力为5～15MPa，温度为25～50℃，保压时间为250～500秒；
(3)热压处理：将步骤(2)所得摩擦块与不锈钢底板放入热压机进行热压处理，在高温高压环境下将摩擦块与不锈钢底板压制在一起，形成刹车片，热压处理温度为100～150℃，压力为20～30MPa，保压时间为10～20分钟；
(4)热处理：将步骤(3)所得刹车片在热处理炉中进行热处理，热处理温度为300～400℃，热处理时间为12～15小时；
(5)磨削：使用研磨机研磨步骤(4)所得刹车片，以达到设定厚度；
(6)利用喷涂机对步骤(5)所得的刹车片进行喷涂；
在另一优选例中，本发明的刹车片由以下步骤制成：
(1)混料:将称重好的原料投入搅拌机，以1800转/分钟的速度搅拌15分钟，得到制备摩擦块的混合原料；
(2)压制成型：利用液压机，将步骤(1)所得混合原料压制，得到摩擦块，压制压力为12MPa，温度为40℃，保压时间为400秒；
(3)热压处理：将步骤(2)所得摩擦块与不锈钢底板放入热压机进行热压处理，在高温高压环境下将摩擦块与不锈钢底板压制在一起，形成刹车片，热压处理温度为140℃，压力为30MPa，保压时间为20分钟；
(4)热处理：将步骤(3)所得刹车片在热处理炉中进行热处理，热处理温度为380℃，热处理时间为15小时；
(5)磨削：使用研磨机研磨步骤(4)所得刹车片，以达到设定厚度；
(6)利用喷涂机对步骤(5)所得的刹车片进行喷涂；
本发明的有益效果是：使刹车片具有优良的耐磨和高温制动性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作出进一步说明，但本发明的保护范围不仅局限于以下实施例。
下表中列出的是各实施例所使用的各个材料对应的质量份，使用的改性植物纤维为经过5.5v/v％氢氧化钠溶液浸泡处理的剑麻纤维。
Figure BDA0001989977570000031
根据以上配方设计，按照如下生产工艺加工样品进行测试：
(1)混料:将称重好的原料投入搅拌机，以1800转/分钟的速度搅拌15分钟，得到制备摩擦块的混合原料；
(2)压制成型：利用液压机，将步骤(1)所得混合原料压制，得到摩擦块，压制压力为12MPa，温度为40℃，保压时间为400秒；
(3)热压处理：将步骤(2)所得摩擦块与不锈钢底板放入热压机进行热压处理，在高温高压环境下将摩擦块与不锈钢底板压制在一起，形成刹车片，热压处理温度为140℃，压力为30MPa，保压时间为20分钟；
(4)热处理：将步骤(3)所得刹车片在热处理炉中进行热处理，热处理温度为380℃，热处理时间为15小时；
(5)磨削：使用研磨机研磨步骤(4)所得刹车片，以达到设定厚度；
(6)利用喷涂机对步骤(5)所得的刹车片进行喷涂。
将实施例1-4中所得刹车片根据GB5763-2008，在JF150D型定速摩擦试验机上进行摩擦磨损检测。
经过检测，各实施例中所制刹车片在不同温度下的磨擦系数如表1所示。摩擦系数越高，刹车片耐磨性能越好；高温下摩擦系数变化越小，其热衰退越小，高温制动性能越好。检测中使用的对比样品为山东某汽车配件公司生产的半金属刹车片。
表1：摩擦系数表(μ)
检测温度 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比样品
150℃ 0.43 0.44 0.44 0.45 0.41
300℃ 0.42 0.43 0.44 0.43 0.38
500℃ 0.39 0.40 0.42 0.42 0.31
由检测结果可知，本发明所得刹车片具有优异的耐磨性能，无显著高温热衰退。
尽管本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，做出的种种的等效的变化或替换，均属于本发明保护的范围。因此，本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种刹车片，其特征在于，所述刹车片包括不锈钢底板和摩擦块，制备所述摩擦块的原料包括：碳化硅、芳纶纤维、改性植物纤维、酚醛树脂、石墨纳米粉、铸铁粉、三氧化二铝、硅酸锆、四氟乙烯、硫酸钡和钛酸钾。
2.根据权利要求1所述的刹车片，其特征在于，所述原料的重量份分别为：碳化硅7～12，芳纶纤维1～5，改性植物纤维1～5，酚醛树脂15～25，石墨纳米粉1～3，铸铁粉1～7，三氧化二铝10～15，硅酸锆10～20，四氟乙烯15～25，硫酸钡5～10，钛酸钾30～40。
3.根据权利要求1所述的刹车片，其特征在于，所述原料的重量份分别为：碳化硅8～10，芳纶纤维4，改性植物纤维2，酚醛树脂18～20，石墨纳米粉2，铸铁粉5，三氧化二铝11～13，硅酸锆15～17，四氟乙烯19～22，硫酸钡7～9，钛酸钾34～36。
4.根据权利要求1-3中任一项所述刹车片，其特征在于，所述改性植物纤维为由碱液浸泡处理的植物纤维。
5.一种根据权利要求1-3中任一项所述的刹车片，其特征在于，由以下步骤制备而成：
(1)混料:将称重好的原料投入搅拌机，以1500～2000转/分钟的速度搅拌10～20分钟，得到制备摩擦块的混合原料；
(2)压制成型：利用液压机，将步骤(1)所得混合原料压制，得到摩擦块，压制压力为5～15MPa，温度为25～50℃，保压时间为250～500秒；
(3)热压处理：将步骤(2)所得摩擦块与不锈钢底板放入热压机进行热压处理，在高温高压环境下将摩擦块与不锈钢底板压制在一起，形成刹车片，热压处理温度为100～150℃，压力为20～30MPa，保压时间为10～20分钟；
(4)热处理：将步骤(3)所得刹车片在热处理炉中进行热处理，热处理温度为300～400℃，热处理时间为12～15小时；
(5)磨削：使用研磨机研磨步骤(4)所得刹车片，以达到设定厚度；
(6)利用喷涂机对步骤(5)所得的刹车片进行喷涂。
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