一種多金屬摩擦材料的製作方法
2023-07-16 22:10:41
一種多金屬摩擦材料的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種多金屬摩擦材料，其包括有樹脂、碳、纖維材料、無機礦物、以及至少兩種金屬材料，其中，所述無機礦物包括有矽灰石、長石與氧化鋁中的一種或多種的組合；所述金屬材料包含有還原鐵粉與鉻鐵；採用上述配方進行配置的摩擦材料，其具有良好的制動性與耐磨性，從而可在汽車制動過程中實現平穩制動，並減少制動過程中摩擦材料摩擦而產生的灰塵，硬度適中，熱衰退小、高溫恢復性能好，減小了噪音汙染，提高了汽車制動系統的性能。
【專利說明】一種多金屬摩擦材料
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於摩擦工作的工程部件的生產配方，尤其是一種機械設備與機動車輛中的制動系統與傳動裝置中，制動器或離合器內摩擦材料的製造配方。
【背景技術】
[0002]摩擦材料是一種應用在動力機械上，依靠摩擦作用來執行制動和傳動功能的部件材料。它主要應用在用於制動的制動器襯片，以及用於傳動的離合器面片。任何機械設備與運動的各種車輛都必須要有制動或傳動裝置，而摩擦材料是這種制動或傳動裝置上的關鍵性部件。摩擦材料最主要的功能是通過摩擦來吸收或傳遞動力，它們使機械設備與各種機動車輛能夠安全可靠地工作。因此，摩擦材料是一種應用廣泛又甚關鍵的材料。而現有的摩擦材料中，其普遍採用石棉摩擦材料，其制動性差，且制動不穩定；在制動過程中，摩擦材料的硬度偏高且耐磨性弱，導致摩擦材料的工作噪音過大，而工作過程中產生的灰塵過多；此外，石棉摩擦材料的熱衰退大，且高溫恢復性能差。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種汽車制動器內摩擦材料的配置方法，其可實現良好的制動平穩性，並減少制動過程中的噪音與灰塵。
[0004]為解決上述技術問題，本發明涉及一種多金屬摩擦材料；所述多金屬摩擦材料包括有樹脂、碳、纖維材料、無機礦物、以及至少兩種金屬材料，其中，所述無機礦物包括有矽灰石、長石與氧化鋁中的一種或多種的組合；所述金屬材料包含有還原鐵粉與硫酸鋇。
[0005]作為本發明的一種改進，所述樹脂材料採用酚醛樹脂；所述多金屬摩擦材料中添加有硬脂酸鋅；所述酚醛樹脂的重量百分比為7% —14%，所述硬脂酸鋅的重量百分比為1% — 4%。樹脂於摩擦材料中可起到粘合作用，確保多種材料的連接穩定性；其中，酚醛樹脂相較於其它樹脂材料具有良好的耐熱性能，其在高溫下仍可保持結構的整體性和穩定性，從而在起到粘合作用的同時，避免摩擦材料在工作過程中，因摩擦導致的高溫使得摩擦材料的結構出現變化；同時，硬脂酸鋅可作為酚醛樹脂的熱穩定劑，從而使得酚醛樹脂的在摩擦材料工作環境下，對於摩擦材料的熱穩定效果得以進一步改善。
[0006]作為本發明的一種改進，所述碳包括有焦炭、磷片石墨與碳黑；所述焦炭、磷片石墨與碳黑的重量百分比為焦炭I %—7%、憐片石墨1%—10%、碳黑I %—5%。米用上述配t匕，其可利用碳的特性，使得摩擦材料的單位面積吸收功率高，並顯著提高其導熱性能，從而使得摩擦材料在工作過程中可迅速吸收摩擦力，並可避免局部過熱引起的性能不穩定；同時，碳的內部構造較為疏鬆，其亦可降低磨擦材料工作過程中噪音。
[0007]作為本發明的一種改進，所述纖維材料採用，金屬纖維與非金屬纖維構成的複合纖維材料，其中，金屬纖維與非金屬纖維的重量配比為0.7:1至1:1。採用上述設計，其可通過金屬纖維對摩擦材料實現良好的增強效果的同時，通過非金屬纖維對摩擦材料的硬度與韌度進行改善，從而避免摩擦材料在制動過程中出現過大的噪音。
[0008]作為本發明的一種改進，所述金屬纖維採用鋼纖維，所述非金屬纖維採用芳綸、木纖維、龍R纖維與玻璃纖維中的一種或多種構成的非金屬複合纖維材料。採用上述設計，鋼纖維可以為摩擦材料提高良好的耐熱性與單位面積吸收功率；非金屬材料中，芳綸可以有效減少摩擦片的磨損量，使其工作過程中的揚塵狀況，以及自身的使用壽命均可得以改善，而木纖維、龍R纖維與玻璃纖維等高密度纖維則可與芳綸配合，避免因芳綸造成摩擦材料摩擦係數的下降；上述多種纖維材料的配合使用，其在使得摩擦材料具有良好的摩擦性能的同時，亦能減少其工作過程中產生的灰塵與噪音。
[0009]作為本發明的一種改進，所述纖維材料由鋼纖維、芳綸、木纖維、龍R纖維與玻璃纖維組成，其中，上述纖維材料的重量百分比為:鋼纖維15% — 20%、芳綸2% — 8%、木纖維3%—9%、龍岡纖維5% —15%、玻璃纖維1%—4%。
[0010]作為本發明的一種改進，所述無機礦物由矽灰石、長石、氧化鋁與陶土混合製成；所述矽灰石採用由矽灰石在短徑粒度狀態下集結形成的矽灰棉，所述長石採用長石粉；所述矽灰棉、長石粉、氧化鋁與陶土的重量百分比為，矽灰棉3% —10%、長石粉2%—7%、氧化鋁0.5%—5%、陶土 0.5%—5%。採用上述設計，其可通過多種無機礦物使得摩擦材料的剛性得到確保的同時，使得摩擦材料的灰塵與工作噪音均得到控制。
[0011]作為本發明的一種改進，所述金屬材料由還原鐵粉、鉻鐵、以及纖維材料中的鋼纖維構成；所述多金屬摩擦材料中添加有硫酸鋇，；所述還原鐵粉、鉻鐵與硫酸鋇的重量百分比為，還原鐵粉I % —15 %、鉻鐵I % —10 %、硫酸鋇1%—6%。採用上述設計，硫酸鋇可使得金屬材料的溫度穩定性得到改善，並可有效減緩摩擦材料工作過程中的磨損。
[0012]作為本發明的一種改進，所述多金屬摩擦材料中添加有丁晴膠粉，其重量百分比為6% —12%。丁晴膠粉作為橡膠添加至摩擦材料中，可有效改善摩擦材料的韌度，進一步改善摩擦材料工作過程中產生的噪音情況；同時，丁晴膠粉良好的耐磨性能可進一步改善摩擦材料工作過程中產生的粉末。
[0013]作為本發明的一種改進，所述多金屬摩擦材料中添加有摩擦粉，其重量百分比為2%—6%。所述摩擦粉採用亞麻油高聚物的顆粒狀摩擦粉，其可顯著改善摩擦材料的摩擦性能。
[0014]採用上述配方進行配置的摩擦材料，其具有良好的制動性，從而可在汽車制動過程中實現平穩制動，同時，其通過改善摩擦材料的硬度、韌度以及耐磨型，使得摩擦材料工作過程中的工作噪音與工作灰塵均得以減少；此外，上述摩擦材料通過改善了配方中組分的耐熱性能，使得摩擦片的熱衰退得以改善，且增強其高溫恢復性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為現有技術中半金屬摩擦材料的性能試驗數據；
圖2為本發明中多金屬摩擦材料的性能試驗數據；
圖3為現有技術中半金屬摩擦材料的摩擦曲線與溫度性能曲線示意圖；
圖4為本發明中多金屬摩擦材料的摩擦曲線與溫度性能曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合【具體實施方式】，進一步闡明本發明，應理解下述【具體實施方式】僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。
[0017]實施例1
本發明公開了一種多金屬摩擦材料；所述多金屬摩擦材料包括有樹脂、碳、纖維材料、無機礦物、以及至少兩種金屬材料；其中，樹脂採用酚醛樹脂；所述碳由焦炭與磷片石墨混合而成；所述纖維材料由鋼纖維、芳綸、木纖維、龍R纖維與玻璃纖維構成；所述無機礦物由矽灰棉、長石粉與氧化鋁混合製成；所述金屬材料由還原鐵粉，以及纖維材料中的鋼纖維構成。
[0018]除上述摩擦材料的組成原料外，上述多金屬摩擦材料中添加有硬脂酸鋅、丁晴膠粉、硫酸鋇與摩擦粉。
[0019]上述多金屬摩擦材料的原料重量百分比為:酚醛樹脂10%、焦炭5%、磷片石墨6 %、鋼纖維20 %、芳綸5 %、木纖維6 %、龍R纖維10 %、玻璃纖維3 %、矽灰棉7 %、長石粉
5%、氧化鋁2 %、還原鐵粉5.5 %、硫酸鋇2 %、硬脂酸鋅0.5%、丁晴膠粉9 %與摩擦粉4 %。
[0020]採用上述配方進行配置的多金屬摩擦材料，其在與傳統的半金屬摩擦材料的性能對比過程中，將兩種摩擦材料製成的制動器內部摩擦片在相同溫度環境下對其進行摩擦測試，摩擦片的厚度變化如表I與表2所示。
[0021]由上述試驗中，半金屬摩擦材料與多金屬摩擦材料的磨損厚度與磨損率對比可獲知，本發明中所採用的多金屬摩擦材料，其在更大的摩擦力作用下仍可保持較低的磨損厚度與磨損率，故而其性能顯著優於現有半金屬摩擦材料。
[0022]同時，在固定溫度環境下，對現有的半金屬摩擦材料與本發明中的多金屬摩擦材料分別進行多次摩擦試驗，其摩擦係數與表面溫度的變化曲線如圖3與圖4所示。
[0023]由上述試驗可知，相同溫度下，本發明的多金屬摩擦材料其摩擦係數顯著高於半金屬摩擦材料，同時，隨著摩擦圈數的增多，多金屬摩擦材料的表面溫度，以及摩擦係數均保持在相對恆定的數值；故而其在實際摩擦工作中可保持良好的制動穩定性與溫度穩定性。
[0024]採用上述配方進行配置的摩擦材料，其具有良好的制動性，從而可在汽車制動過程中實現平穩制動，同時，其通過改善摩擦材料的硬度、韌度以及耐磨型，使得摩擦材料工作過程中的工作噪音與工作灰塵均得以減少；此外，上述摩擦材料通過改善了配方中組分的耐熱性能，使得摩擦片的熱衰退得以改善，且增強其高溫恢復性能。
[0025]實施例2
本發明公開了一種多金屬摩擦材料；所述多金屬摩擦材料包括有樹脂、碳、纖維材料、無機礦物、以及至少兩種金屬材料；其中，樹脂採用酚醛樹脂；所述碳由焦炭與磷片石墨混合而成；所述纖維材料由鋼纖維、芳綸、木纖維、龍R纖維與玻璃纖維構成；所述無機礦物由矽灰棉、長石粉與氧化鋁混合製成；所述金屬材料由還原鐵粉，以及纖維材料中的鋼纖維構成。
[0026]除上述摩擦材料的組成原料外，上述多金屬摩擦材料中添加有硬脂酸鋅、丁晴膠粉、硫酸鋇與摩擦粉。
[0027]上述多金屬摩擦材料的原料重量百分比為:酚醛樹脂10%、焦炭8%、磷片石墨8%、鋼纖維16%、芳綸7%、木纖維7%、龍網纖維10%、玻璃纖維4%、矽灰棉8%、長石粉
6%、氧化鋁4 %、還原鐵粉2 %、硫酸鋇1.5 %、硬脂酸鋅0.5%、丁晴膠粉6 %與摩擦粉2 %。
[0028]採用上述設計，其在多金屬摩擦材料中增加碳，以及非金屬纖維的重量百分比，故而使得多金屬摩擦材料在工作過程中的噪音可得到進一步的控制。
[0029]實施例3
本發明公開了一種多金屬摩擦材料；所述多金屬摩擦材料包括有樹脂、碳、纖維材料、無機礦物、以及至少兩種金屬材料；其中，樹脂採用酚醛樹脂；所述碳由碳黑與磷片石墨混合而成；所述纖維材料由鋼纖維、芳綸、木纖維、龍R纖維與玻璃纖維構成；所述無機礦物由矽灰棉、長石粉、氧化鋁與陶土混合製成；所述金屬材料由還原鐵粉，以及纖維材料中的鋼纖維構成。
[0030]除上述摩擦材料的組成原料外，上述多金屬摩擦材料中添加有硬脂酸鋅、丁晴膠粉、硫酸鋇與摩擦粉。
[0031]上述多金屬摩擦材料的原料重量百分比為:酚醛樹脂10%、碳黑6%、磷片石墨
6%、鋼纖維20 %、芳綸5 %、木纖維6 %、龍R纖維10 %、玻璃纖維3 %、矽灰棉7 %、長石粉5 %、氧化鋁2 %、陶土 4 %、還原鐵粉5.5 %、硫酸鋇2 %、硬脂酸鋅0.5%、丁晴膠粉6 %與摩擦粉2%。
[0032]採用上述設計，其可通過在多金屬摩擦材料中添加碳黑與陶土，使得其內部密度得以減少，進而使得金屬摩擦材料在摩擦過程中產生的灰塵得到進一步控制。
[0033]實施例4
本發明公開了一種多金屬摩擦材料；所述多金屬摩擦材料包括有樹脂、碳、纖維材料、無機礦物、以及至少兩種金屬材料；其中，樹脂採用酚醛樹脂；所述碳由焦炭、碳黑與磷片石墨混合而成；所述纖維材料由鋼纖維、芳綸、木纖維、龍R纖維與玻璃纖維構成；所述無機礦物由矽灰棉、長石粉與氧化鋁混合製成；所述金屬材料由還原鐵粉、鉻鐵、以及纖維材料中的鋼纖維構成。
[0034]除上述摩擦材料的組成原料外，上述多金屬摩擦材料中添加有硬脂酸鋅、丁晴膠粉、硫酸鋇，以及摩擦粉與輪胎粉的混合物。所述輪胎粉為天然硫化膠與丁苯硫化膠的混合物，其由廢舊輪胎的胎面加工而成；其可用低廉的成本有限降低摩擦材料的硬度，從而使其在磨擦過程中減少噪音的產生。
[0035]上述多金屬摩擦材料的原料重量百分比為:酚醛樹脂9%、焦炭5%、磷片石墨5 %、碳黑I %、鋼纖維18 %、芳綸5 %、木纖維6 %、龍岡纖維9 %、玻璃纖維3 %、矽灰棉7 %、長石粉5 %、氧化鋁2 %、還原鐵粉4 %、鉻鐵4 %、硫酸鋇1.5 %、硬脂酸鋅0.5 %、丁晴膠粉6%、摩擦粉4%、輪胎粉5%。
[0036]採用上述設計，其在多金屬摩擦材料中同時加入鉻鐵與輪胎粉，進而使得多金屬摩擦材料在提高其摩擦性能的同時，亦可使得低噪音工作。
【權利要求】
1.一種多金屬摩擦材料，其特徵在於，所述多金屬摩擦材料包括有樹脂、碳、纖維材料、無機礦物、以及至少兩種金屬材料，其中，所述無機礦物包括有矽灰石、長石與氧化鋁中的一種或多種的組合；所述金屬材料包含有還原鐵粉與鉻鐵。
2.按照權利要求1所述的多金屬摩擦材料，其特徵在於，所述樹脂材料採用酚醛樹脂；所述多金屬摩擦材料中添加有硬脂酸鋅；所述酚醛樹脂的重量百分比為7% —14%，所述硬脂酸鋅的重量百分比為1%—4%。
3.按照權利要求1所述的多金屬摩擦材料，其特徵在於，所述碳包括有焦炭、磷片石墨與碳黑；所述焦炭、磷片石墨與碳黑的重量百分比為焦炭1% — 7%、磷片石墨1% —10%、碳黑1%—5%。
4.按照權利要求1所述的多金屬摩擦材料，其特徵在於，所述纖維材料採用，金屬纖維與非金屬纖維構成的複合纖維材料，其中，金屬纖維與非金屬纖維的重量配比為0.7:1至1:1。
5.按照權利要求4所述的多金屬摩擦材料，其特徵在於，所述金屬纖維採用鋼纖維，所述非金屬纖維採用芳綸、木纖維、龍R纖維與玻璃纖維中的一種或多種構成的非金屬複合纖維材料。
6.按照權利要求5所述的所述的多金屬摩擦材料，其特徵在於，所述纖維材料由鋼纖維、芳綸、木纖維、龍R纖維與玻璃纖維組成，其中，上述纖維材料的重量百分比為:鋼纖維10%—30%、芳綸2%—8%、木纖維3%—9%、龍岡纖維5% —15%、玻璃纖維1%—4%。
7.按照權利要求1所述的多金屬摩擦材料，其特徵在於，所述無機礦物由矽灰石、長石、氧化鋁與陶土混合製成；所述矽灰石採用由矽灰石在短徑粒度狀態下集結形成的矽灰棉，所述長石採用長石粉；所述矽灰棉、長石粉、氧化鋁與陶土的重量百分比為，矽灰棉3% —10%、長石粉 2%—7%、氧化鋁 0.5%—5%、陶土 0.5%—5%。
8.按照權利要求6所述的多金屬摩擦材料，其特徵在於，所述金屬材料由還原鐵粉、鉻鐵、以及纖維材料中的鋼纖維構成；所述多金屬摩擦材料中添加有硫酸鋇，；所述還原鐵粉、鉻鐵與硫酸鋇的重量百分比為，還原鐵粉1%—15%、鉻鐵I10%、硫酸鋇1%—6%。
9.按照權利要求1所述的多金屬摩擦材料，其特徵在於，所述多金屬摩擦材料中添加有丁晴膠粉，其重量百分比為6% —12%。
10.按照權利要求1所述的多金屬摩擦材料，其特徵在於，所述多金屬摩擦材料中添加有摩擦粉，其重量百分比為2%—6%。
【文檔編號】C09K3/14GK104371647SQ201410497217
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】張種如, 張種斌, 朱學寧, 顏小雅 申請人:鹽城市天馳汽配有限公司