一種汽車摩擦片的製作方法
2023-08-12 12:23:31
本發明涉及汽車制動技術領域，尤其涉及一種汽車摩擦片。
背景技術：
汽車制動系統是指，對汽車某些部分(主要是車輪)施加一定的力，從而對其進行一定程度的強制制動的一系列專門裝置。汽車制動系統是影響汽車安全性的關鍵系統，而制動系統的穩定性和可靠性則直接由摩擦片(尤其是剎車片)的綜合性能來決定；常規的剎車片分為：1、石棉型，由於石棉纖維具有高強度和耐高溫的特點，因此滿足剎車片以及離合器盤的要求，同時具有纖維的抗張能力和高級金屬材質的硬度和耐磨性；2、半金屬型，主要採用粗糙的鋼絲絨作為加固纖維和重要摩擦係數大的混合物，主要優點在於能適應在較高溫度下正常工作；3、無石棉有機物型，主要是用玻璃纖維、芳香族聚酯纖維和其他纖維作為加固材料，其性能主要取決於纖維的類型及其它混合物。其中半金屬或無棉有機型是我國主要推廣應用的無石棉摩擦材料之一。但半金屬剎車片在潮氣作用下鏽蝕嚴重，剎車時噪音較高，振動較大，對制動盤存在一定損傷，並且多數半金屬或少金屬剎車片在使用過程中容易產生的灰塵，這些灰塵吸附於輪轂之上，由於難以清洗，受其長期影響，易造成輪轂腐蝕；目前汽車制動器摩擦片存在綜合性能不高，各種性能不能兼顧的問題，如有些強度韌性不足，剎車升溫過程中的摩察係數不穩定，同時有打滑，剎車抱死以及落灰嚴重，另外配方體系的不足，使得摩擦界面沒有潤滑阻尼層，使得產品在使用過程中剎車不穩，傷盤，降低使用壽命，產生使人難以忍受的的噪音等缺陷存在。
例如申請號為：201310219952.8的中國專利公開了一種摩擦材料、汽車摩擦片，一種摩擦材料，按重量百分比其組成為：粘接劑8％～15％、增強劑24％～33％、增磨劑7.2-9.8％、抗磨潤滑劑16.5％～20％、彈性增韌劑4.5％～6.5％、填充料24.8％～30.6％；一種汽車摩擦片，使用權利要求1～8任一項摩擦材料製備；該申請中公開的摩擦材料是碳纖維基陶瓷配方體系，使採用本申請摩擦材料製備摩擦片制動平穩、灰塵少、由於硬度適中，熱衰退小、高溫恢復性能好，但該申請在減小噪音和減小摩擦對汽車摩擦片的損傷方面沒有給出具體的解決配方或方法，且生產成本也相對較高，不適宜大規模推廣。
再如申請號為：201610917394.6的中國專利公開了一種陶瓷剎車片，由以下組分製備而成：丁晴膠粉1～5kg，消音粉5～10kg，樹脂6～10kg，晶須3～8kg，黃銅纖維3～8kg，短纖維1～4kg，摩擦粉1～5kg，長纖維1～4kg，陶瓷纖維8～16kg，高溫鋇3～8kg，鱗片石墨(-195)4～9kg，鐵0.5～3kg，石油焦碳2～6kg，陶瓷添加劑8～13kg，耐磨粉8～13kg，芳綸0.5～3kg，木纖維1～4kg，陶瓷增磨劑2～6kg，硫化銻1～4kg，穩定劑3～8kg，此技術方案中公開的剎車片具有不傷害摩擦盤、無制動噪音、耐溫性好、使用壽命長、制動舒適，且成本低等特點，但該申請中的陶瓷剎車片強度較低，且耐磨損性能稍差。
技術實現要素：
為克服現有技術中存在的汽車摩擦片噪音大、鏽蝕嚴重、剎車振動大的問題，本發明提供了一種耐磨損性強、高強度、剎車平穩、低噪音且成本較低的汽車摩擦片。
本發明提供的一種汽車摩擦片，由以下重量份數的原料製備而成：粘接劑10-20份、增強纖維25-40份、填充料30-45份，所述填充料包括摩擦性能調節劑和配合劑，所述摩擦性能調節劑的重量份數為20-30份，所述配合劑的重量份數為10-15份，所述增強纖維包括陶瓷纖維、pbo纖維和噴膠矽酸鋁纖維。
在一些實施方式中，所述陶瓷纖維的重量份數為10-16份，所述pbo纖維的重量份數為8-14份，所述噴膠矽酸鋁纖維的重量份數為7-10份。
在一些實施方式中，所述粘接劑包括酚醛類樹脂和合成橡膠，所述酚醛類樹脂的重量份數為6-12份，所述合成橡膠的重量份數為4-8份。
在一些實施方式中，所述酚醛類樹脂為改性酚醛樹脂，所述合成橡膠為丁腈橡膠。
在一些實施方式中，所述摩擦性能調節劑包括減摩材料和增摩材料，所述減摩材料的重量份數為6-10份，所述增摩材料的重量份數為為14-20份。
在一些實施方式中，所述減摩材料包括石墨和二硫化鉬，所述石墨的重量份數為2-4份，所述二硫化鉬的重量份數為4-6份。
在一些實施方式中，所述增摩材料包括鉬粉和二氧化矽，所述鉬粉的重量份數為6-8份，所述二氧化矽的重量份數為8-12份。
在一些實施方式中，所述配合劑包括氧化鐵和氧化鉻，所述氧化鐵的重量份數為4-7份，所述氧化鉻的重量份數為6-8份。
在一些實施方式中，其組分按以下重量份數組成：改性酚醛樹脂6份、丁腈橡膠4份、陶瓷纖維10份、pbo纖維8份、噴膠矽酸鋁纖維7份、石墨2份、二硫化鉬4份、鉬粉6份、二氧化矽8份、氧化鐵4份、氧化鉻6份。
在一些實施方式中，其組分按以下重量份數組成：改性酚醛樹脂12份、丁腈橡膠8份、陶瓷纖維16份、pbo纖維14份、噴膠矽酸鋁纖維10份、石墨4份、二硫化鉬6份、鉬粉8份、二氧化矽12份、氧化鐵7份、氧化鉻8份。
與現有技術相比，本發明提供的一種汽車摩擦片，其優點在於：
一、本發明提供的一種汽車摩擦片，通過設置陶瓷纖維，使汽車摩擦片具有耐火、耐高溫、熱穩定性好、導熱率低、比熱小及耐機械震動等優點；
二、本發明提供的一種汽車摩擦片，設置的pbo纖維是一種質輕且強度高、耐衝擊性好、耐摩擦性強和尺寸穩定性好的纖維材料，可提高汽車摩擦片的整體性能，延長汽車摩擦片的使用壽命。
三、本發明提供的一種汽車摩擦片，通過設置噴膠矽酸鋁纖維，能很好的吸收摩擦材料因制動而發出的噪音，能有效的降低摩擦材料中其他低溫材料的熱衰退性和膨脹性，提高了摩擦材料在製造和使用過程中的穩定性。
四、本發明提供的一種汽車摩擦片，通過將陶瓷纖維、pbo纖維和噴膠矽酸鋁纖維混合併作為增強纖維於汽車摩擦片中，不僅質量輕、強度高、耐熱性能好、耐磨性強，導熱率底而且吸音效果佳，吸振效果好，使用壽命長。
五、本發明提供的一種汽車摩擦片，通過設置不同粒度的摩擦材料，可以調整摩擦性能，同時可以減輕制動噪音與震動，石墨傳導性、抗熱震性、耐腐蝕性等性能優異；
六、本發明提供的一種汽車摩擦片，通過設置丁腈橡膠既能起到減磨作用，又可以有效保護汽車摩擦片。
七、本發明配方的汽車摩擦片不僅具有耐磨損性強、高強度、剎車平穩、低噪音等優點外，更大大提高了剎車片的整體摩擦係數，同時在增強整體剎車性能的同時更避免了因產生高的制動力而損傷偶盤的現象，因此大大提高了摩擦材料的使用壽命，相對於現有技術，本發明高溫時的機械及制動性能更好，剎車時腳感更為舒適，且生產成本較低。
具體實施方式
以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
本發明中披露了一種汽車摩擦片，由以下重量份數的原料製備而成：粘接劑10-20份、增強纖維25-40份、填充料30-45份，所述粘接劑包括酚醛類樹脂和合成橡膠，所述酚醛類樹脂的重量份數為6-12份，所述合成橡膠的重量份數為4-8份，所述酚醛類樹脂為改性酚醛樹脂，所述合成橡膠為丁腈橡膠；所述填充料包括摩擦性能調節劑和配合劑，所述摩擦性能調節劑的重量份數為20-30份，所述摩擦性能調節劑包括減摩材料和增摩材料，所述減摩材料的重量份數為6-10份，所述增摩材料的重量份數為為14-20份；所述減摩材料包括石墨和二硫化鉬，所述石墨的重量份數為2-4份，所述二硫化鉬的重量份數為4-6份，所述增摩材料包括鉬粉和二氧化矽，所述鉬粉的重量份數為6-8份，所述二氧化矽的重量份數為8-12份；所述配合劑的重量份數為10-15份，所述配合劑包括氧化鐵和氧化鉻，所述氧化鐵的重量份數為4-7份，所述氧化鉻的重量份數為6-8份；所述增強纖維包括陶瓷纖維、pbo纖維和噴膠矽酸鋁纖維；所述陶瓷纖維的重量份數為10-16份，所述pbo纖維的重量份數為8-14份，所述噴膠矽酸鋁纖維的重量份數為7-10份。
具體的，在本發明的此實施方式中，在製造過程中增強纖維的使用最佳比例如下：
陶瓷纖維40％耐火、耐高溫、熱穩定性好、導熱率低
pbo纖維34％強度高、耐衝擊性好、耐摩擦性強
噴膠矽酸鋁纖維26％吸音效果好、導熱率低
以上述比例組合而成的增強纖維以陶瓷纖維所佔的比例最多，pbo纖維次之，噴膠矽酸鋁纖維所佔的比例最低，這樣能使每一種增強纖維發揮其各自的優點以達到較好的效果，而且這種組合比例能使汽車摩擦片具有質量輕、強度高、耐熱性能好、耐磨性強，導熱率底且吸音效果佳，吸振效果好，使用壽命長等的優點。
具體的，在本發明的此實施方式中，在製造過程中摩擦性能調節劑的使用最佳比例如下：
減摩材料32％硬度較小、熔點低、良好的自潤滑性能
增摩材料68％硬度較大、熔點高、增摩效果顯著
以上述比例組合而成的摩擦性能調節劑以增摩材料為主，且所佔的比例明顯高於減摩材料所佔的比例，增摩材料可以降低汽車摩擦片的硬度，改善低溫耐磨性，降低噪音；減摩材料主要起到提高耐磨性、導熱性、穩定摩擦係數，減輕表面擦傷的作用；以增摩材料作為主要的摩擦性能調節劑，是為了保持汽車摩擦片的摩擦作用，從而使汽車摩擦片起到較好的制動作用，而加入的減摩材料，一方面是為了提高汽車摩擦片的耐磨性，減少因摩擦而導致的汽車摩擦片的損壞，另一方面也提高了汽車摩擦片的導熱性，穩定汽車摩擦片的摩擦係數。
具體的，在本發明的此實施方式中，陶瓷纖維是一種纖維狀輕質耐火材料，具有重量輕、耐高溫、熱穩定性好、導熱率低、比熱小及耐機械震動等優點；pbo纖維具有十分優異的物理機械性能和化學性能，其強力、模量為kevlar(凱夫拉)纖維的2倍併兼有間位芳綸耐熱阻燃的性能，而且物理化學性能完全超過迄今在高性能纖維領域處於領先地位的kevlar纖維，一根直徑為1毫米的pbo細絲可吊起450千克的重量，其強度是鋼絲纖維的10倍以上，噴膠矽酸鋁纖維能很好的吸收摩擦材料因制動而發出的噪音，具有良好的耐高溫性能，極低的導熱係數，
具體的，陶瓷纖維也具有一定的缺點，它既不耐磨又不耐碰撞，不能抵抗高速氣流的衝刷；而添加的pbo纖維具有強度高、耐衝擊性好、耐摩擦性強等優點，剛好與陶瓷纖維形成互補，彌補了陶瓷纖維存在的缺陷，此外，噴膠矽酸鋁纖維附於摩擦材料表面能有效的降低摩擦材料中其他低溫材料的熱衰退性和膨脹性，提高了摩擦材料在製造和使用過程中的穩定性；添加噴膠噴膠矽酸鋁纖維後，在保證較高熱穩定性的同時，噴膠噴膠矽酸鋁纖維能很好的吸收摩擦材料因制動而發出的噪音，具有良好的耐高溫性能，極低的導熱係數，綜合陶瓷纖維、pbo纖維和噴膠矽酸鋁纖維的功能及優勢，使本發明中的汽車摩擦片的性能優良，且經久耐用。
具體的，在本發明的此實施方式中，鉬粉具有耐磨損、低電解液含量、ph穩定效應、可提高耐腐蝕性能和塗料的流變性等重要特性，通過金屬鉬坯霧化法製得的鉬粉，粒度達到10～500目，二硫化鉬是重要的固體潤滑劑，特別適用於高溫高壓下，被譽為「高級固體潤滑油王」，粒度達到325-2500目，採用石墨、二硫化鉬、鉬粉和二氧化矽這些粒度不同的摩擦材料，可以調整摩擦性能，同時可以減輕制動噪音與震動，人造石墨傳導性、抗熱震性、耍腐蝕性等性能優異，進一步提高本發明中汽車摩擦片的性能指標。
具體的，在本發明的此實施方式中，添加丁腈橡膠即能起到減磨作用，又可以有效保護汽車摩擦片。
在本發明的此實施方式中，一種汽車摩擦片，由以下重量份數的原料製備而成：
改性酚醛樹脂6-12份、丁腈橡膠4-8份、陶瓷纖維10-14份、pbo纖維8-14份、噴膠矽酸鋁纖維7-10份、石墨2-4份、二硫化鉬4-6份、鉬粉6-8份、二氧化矽8-12份、氧化鐵4-7份、氧化鉻6-8份。
製作時，先將上述材料研磨成細小顆粒，然後按上述各組分的質量分別加入混合攪拌機中混合，混合好後放入模具中進行高溫模壓成型，在經過熱處理後，通過磨削將多餘混合料磨掉，然後進行噴砂製成半成品，最後對半成品進行噴塗，並裝上消音片，然後進行噴碼，鉚接，包裝入庫存。
在本發明的此實施方式中，一種汽車摩擦片，由以下重量份數的原料製備而成：實施例1：
改性酚醛樹脂9份、丁腈橡膠6份、陶瓷纖維12份、pbo纖維11份、噴膠矽酸鋁纖維8.5份、石墨3份、二硫化鉬5份、鉬粉7份、二氧化矽10份、氧化鐵5.5份、氧化鉻7份。
製作時，先將上述材料研磨成細小顆粒，然後按上述各組分的質量分別加入混合攪拌機中混合，混合好後放入模具中進行高溫模壓成型，在經過熱處理後，通過磨削將多餘混合料磨掉，然後進行噴砂製成半成品，最後對半成品進行噴塗，並裝上消音片，然後進行噴碼，鉚接，包裝入庫存。
在本發明的此實施方式中，一種汽車摩擦片，由以下重量份數的原料製備而成：實施例2：
改性酚醛樹脂6份、丁腈橡膠4份、陶瓷纖維10份、pbo纖維8份、噴膠矽酸鋁纖維7份、石墨2份、二硫化鉬4份、鉬粉6份、二氧化矽8份、氧化鐵4份、氧化鉻6份。
製作時，先將上述材料研磨成細小顆粒，然後按上述各組分的質量分別加入混合攪拌機中混合，混合好後放入模具中進行高溫模壓成型，在經過熱處理後，通過磨削將多餘混合料磨掉，然後進行噴砂製成半成品，最後對半成品進行噴塗，並裝上消音片，然後進行噴碼，鉚接，包裝入庫存。
在本發明的此實施方式中，一種汽車摩擦片，由以下重量份數的原料製備而成：實施例3：
改性酚醛樹脂12份、丁腈橡膠8份、陶瓷纖維16份、pbo纖維14份、噴膠矽酸鋁纖維10份、石墨4份、二硫化鉬6份、鉬粉8份、二氧化矽12份、氧化鐵7份、氧化鉻8份。
製作時，先將上述材料研磨成細小顆粒，然後按上述各組分的質量分別加入混合攪拌機中混合，混合好後放入模具中進行高溫模壓成型，在經過熱處理後，通過磨削將多餘混合料磨掉，然後進行噴砂製成半成品，最後對半成品進行噴塗，並裝上消音片，然後進行噴碼，鉚接，包裝入庫存。
從上表可以看出，本發明汽車摩擦片的摩擦係數穩定，特別是磨損率遠遠小於國家要求，並隨溫度升高變化不大。這表明本發明以陶瓷纖維、pbo纖維、噴膠矽酸鋁纖維、石墨、二硫化鉬、鉬粉、二氧化矽等為主要原料的汽車摩擦片，利用陶瓷纖維和pbo纖維耐磨損的性能以及增摩材料鉬粉和二氧化矽、減摩材料石墨和二硫化鉬和配合劑氧化鐵和氧化鉻的共同作用下，在穩定汽車摩擦片摩擦係數的基礎上，能有效的降低其磨損率，從而大大提高了摩擦材料的使用壽命。
在本發明的此實施方式中，本發明採用上述配方的汽車摩擦片除了具有耐磨損性強、高強度、剎車平穩、低噪音等優點外，更大大提高了剎車片的整體摩擦係數，同時在增強整體剎車性能的同時更避免了因產生高的制動力而損傷偶盤的現象，因此大大提高了摩擦材料的使用壽命，相對於現有技術，本發明高溫時的機械及制動性能更好，剎車時腳感更為舒適，且生產成本較低，符合社會發展的需求。
上述說明示出並描述了本發明的優選實施例，如前所述，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述發明構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動，而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。