一種重型車盤式剎車片及其製造工藝的製作方法

2023-04-27 18:10:56

專利名稱：一種重型車盤式剎車片及其製造工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及剎車片技術領域，更具體地說，涉及一種重型車盤式剎車片及其製造 工藝。
背景技術：
剎車片也叫剎車皮，是最關鍵的安全零件，所有剎車效果的好壞都是剎車片起決 定性作用。隨著重型車的發展，這就要求其剎車片在滿負載情況下具有更好的耐高溫特性， 而重型車剎車片的材料配置是影響剎車片耐高溫和抗磨性的主要因素。由於重型車在滿載時慣性較大，所以在高速連續剎車過程中經常會發生明顯的熱 衰退，剎車性能不穩定現象，導致剎車片冒煙、起火引起剎車失靈。嚴重威脅行人和司機本 人的安全。

發明內容
有鑑於此，本發明的目的是提供一種盤式剎車片及其製造工藝，以提高剎車片的 耐高溫性能，降低重型車在連續剎車過程中發生熱衰退現象的次數。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案—種重型車盤式剎車片，該剎車片的材料由下述重量份的原料製成基體聚醚醚酮 12 17%;鋼棉纖維6 12%;鈦酸鉀晶須 4 8%;腰果殼粉8 16%;石墨4 6%;鋁粉4 6%;硫化銻4 6%;重晶石8 14%;精鉻鐵礦粉4 6%;高嶺土和/或螢石 8 14%;鐵紅6 8%。優選的，上述重型車盤式剎車片中，該剎車片的材料由下述重量份的原料製成基體聚醚醚酮 14 16%;鋼棉纖維8 10%;鈦酸鉀晶須 5 7%;腰果殼粉10 14%;石墨4 5%;鋁粉5 6%;
硫化銻4 5%;重晶石10 13%;精鉻鐵礦粉 4 5%;高嶺土和/或螢石10 12% ； 鐵紅6 8%。一種重型車盤式剎車片，包括剎車片背板；和壓制在所述剎車片背板上的如權利要求1或2所述的剎車片摩擦材料。一種重型車盤式剎車片的製備工藝，包括步驟原料混配，按配比稱取剎車片的原料，放入混料機中混配均勻成摩擦材料；熱壓成型，將上述摩擦材料裝入模壓機與剎車片背板熱壓成型，其中，溫度為 1600C _200°C，系統壓力為14-18Mpa，保溫時間為3 4min ；固化處理，在烤箱內對所加工的剎車片進行熱處理烘烤。優選的，上述盤式剎車片的製備工藝，所述固化處理的烘烤溫度和保溫時間分別 為120°C保溫 5h，150°C保溫 5h，180°C保溫 5h，200°C保溫 3h。優選的，上述重型車盤式剎車片的製備工藝，在所述熱壓成型之前還包括步驟稱 料，依據壓制剎車片所需要的摩擦材料的重量，在電子臺秤上稱取摩擦材料。從上述的技術方案可以看出，本發明採用熔點明顯高於普通樹脂的聚醚醚酮作為 粘結劑，其耐高溫、機械性能優異、自潤滑性好、耐腐蝕、阻燃、耐剝離性、耐輻照性、絕緣性 穩定、耐水解和易加工。再就是在制動過程中摩擦表面形成一種轉移膜，形成填料粉末包圍 PEEK(Polyether Ether Ketone，聚醚醚酮)基體的胞狀結構或者是網狀結構，這種表面膜 的形成可以穩定摩擦係數和降低磨損。
具體實施例方式本發明提供的重型車粉末冶金剎車片，其中，該剎車片的材料由下述重量份的原 料製成基體聚醚醚酮12 17%，鋼棉纖維6 12%，鈦酸鉀晶須4 8%，腰果殼粉8 16%，石墨4 6%，鋁粉4 6%，硫化銻4 6%，重晶石8 14%，精鉻鐵礦粉4 6%， 高嶺土和/或螢石8 14%，鐵紅6 8%。本發明的主要改進點體現在剎車片的原料選擇及配比上。採用熔點明顯高於普 通樹脂的聚醚醚酮作為粘結劑，其耐高溫、機械性能優異、自潤滑性好、耐腐蝕、阻燃、耐剝 離性、耐輻照性、絕緣性穩定、耐水解和易加工。再就是在制動過程中摩擦表面形成一種轉 移膜，形成填料粉末包圍PEEK基體的胞狀結構或者是網狀結構，這種表面膜的形成可以穩 定摩擦係數和降低磨損。在臺架試驗機下實驗測定100-40(TC時摩擦係數穩定在0. 415 0. 504，熱衰退為4. 76%，具有很好的熱恢復性。在350°C時磨損率為0. 310X 10_7cm3(N. πιΓ1。實驗結果表明該剎車片能夠滿足重型車在正常工作狀態下的剎車要求，可以推廣使 用。本發明提供的盤式摩擦片的製備工藝包括步驟剪板；將卷板開卷校平，裁成板材或一定寬度的卷條。依據相應的車型，例如重型車規定的剎車片的板條尺寸，選擇合適厚度的板材，使用剪板機剪成一定寬度的板條。衝壓；依據相應車型，如重型車對應的模具及合適噸位的衝壓設備逐步作業，衝出剎車片鋼板的基本外形，並使之達到一定的裝車尺寸和平面度要求。除油；水基除油劑和水通過一定的比例配比，達到一定的PH值(10 13)，在除油機除油 槽內加熱，到一定的溫度(45 55°C)後，進行除油操作。將鋼背在上序加工過程中造成的 油汙除去。拋丸；使用履帶式拋丸機，通過鋼丸將剎車片鋼背上面及側面的鏽斑、鏽點、毛刺等拋掉。塗膠；鋼背粘接膠和溶劑，通過一定的比例配合後，使用噴膠機將配好的液體均勻噴塗 在鋼背反面，風乾後使用。使鋼背和摩擦材料在後序壓制後達到一定的剪切強度要求。混料；通過自動配料系統或手工操作將剎車片的摩擦表面所需的各種原材料按照配方 配比，倒入攪拌機破碎，並攪拌均勻。攪拌好的摩擦材料和塗完膠的鋼背，一起送模壓工序， 加工出剎車片半成品。熱壓；模壓分稱料和壓制兩步進行。稱料依據壓制產品需要的各種原料和重量，在電子臺秤上稱量摩擦材料。稱量完 的摩擦材料放到檢重秤上檢重，保證使用的摩擦材料在「標準值士 lg」的重量範圍內。壓制依據規定的壓制工藝系統壓力為14_18Mpa，保溫時間為3 4min，溫度為 160°C-200°C，等模具升溫到規定範圍後開始生產。操作過程中操作者注意將摩擦材料全部 倒入模腔，合模壓制；到達工藝規定的時間後，壓機自動開模，操作者將產品轉移到周轉盤 內。烘烤；依據固化處理工藝120°C保溫5h，150°C保溫5h，180°C保溫5h，200°C保溫3h，在 烤箱內對所加工的剎車片進行熱處理烘烤，將摩擦材料更加穩定的固定在剎車片剛背上， 進一步提高摩擦材料的摩擦性能。磨削；使用組合磨床加工摩擦材料表面，使摩擦材料表面達到一定的厚度、平行度、平面 度要求；使用開槽、磨斜機，通過開槽砂輪鋸片或杯形砂輪，加工摩擦材料的表面，加工出槽 或斜面。表面清理；分拋光和噴砂兩步進行。先在拋光機上，通過鋼絲輪，清理剎車片鋼背周邊的毛 刺、溢料、飛邊等；再在噴砂機上，通過棕剛玉磨料，清理剎車片鋼背上面的汙垢、鏽蝕等，用 以保證後序加工的質量要求。噴塗；
表面清理完的產品，根據客戶的要求，將不同顏色、不同亮度的粉末覆蓋在剎車片 鋼背上面、側面，和摩擦材料側面。產品通過烘乾爐，經過熔融、溜平、固化等狀態，達到一定 的附著力要求。打碼；使用噴碼機和專用油墨，在鋼背表面、減震片表面，或摩擦材料側面，噴印不同客戶的不同信息，及產品的加工批號，以便於產品售出後的追溯。安裝附件；在剎車片鋼背上安裝固定消音、報警裝置。包裝；根據客戶要求，將成品剎車片，使用封口機、熱收縮機，通過吸塑膜真空收縮後裝 盒。或使用貼體包裝機，通過貼體膜將產品和紙板真空貼牢。經過以上工藝加工後，一套完整的剎車片生產結束，可以進入市場使用。以下結合具體實施例對本發明所提供的一種化學鍍鎳穩定劑及其生產工藝、化學 鍍鎳溶液及其工藝作進一步詳細說明。實施例1 基體聚醚醚酮12公斤，鋼棉纖維6公斤，鈦酸鉀晶須4公斤，腰果殼粉8公斤，石 墨4公斤，鋁粉4公斤，硫化銻4公斤，重晶石8公斤，精鉻鐵礦粉4公斤，高嶺土和/或螢 石8公斤，鐵紅6公斤。按上述配比稱取剎車片的原料，放入混料機中混配均勻後，裝入 模壓機熱壓成型，其中，系統壓力為16MPa，背壓壓力12MPa，保溫時間為3min ；模壓機上模 190°C，中下模195°C。固化處理，120°C保溫5h，150°C保溫5h，180°C保溫5h，200°C保溫3h 後得到一種耐高溫的重型車盤式剎車片。在臺架試驗機下實驗測定100-400°C時摩擦系 數穩定在0. 415 0. 504，熱衰退為4. 76 %，具有很好的熱恢復性。在350°C時磨損率為 0. 310X IO-7Cm3 (N. m)-1.,實驗結果表明該剎車片能夠滿足重型車在正常工作狀態下的剎車 要求。實施例2 基體聚醚醚酮17公斤，鋼棉纖維12公斤，鈦酸鉀晶須8公斤，腰果殼粉16公斤， 石墨6公斤，鋁粉6公斤，硫化銻6公斤，重晶石14公斤，精鉻鐵礦粉6公斤，高嶺土和/ 或螢石14公斤，鐵紅8公斤。按上述配比稱取剎車片的原料，放入混料機中混配均勻後， 裝入模壓機熱壓成型，其中，系統壓力為14MPa，背壓壓力12MPa，保溫時間為4min;模壓 機上模 160°C，中下模 165°C。固化處理 110°C X6h, 140°C X 3h, 170°C X 5h, 210°C X2h 後得到一種耐高溫的重型車盤式剎車片。在臺架試驗機下實驗測定100-400°C時摩擦系 數穩定在0. 410 0. 514，熱衰退為4. 66%，具有很好的熱恢復性。在350°C時磨損率為 0. 320X IO-7Cm3 (N. m)-1.,實驗結果表明該剎車片能夠滿足重型車在正常工作狀態下的剎車 要求。實施例3 基體聚醚醚酮15公斤，鋼棉纖維10公斤，鈦酸鉀晶須6公斤，腰果殼粉12公斤， 石墨5公斤，鋁粉6公斤，硫化銻4公斤，重晶石10公斤，精鉻鐵礦粉5公斤，高嶺土和/ 或螢石10公斤，鐵紅7公斤。按上述配比稱取剎車片的原料，放入混料機中混配均勻後， 裝入模壓機熱壓成型，其中，系統壓力為18MPa，背壓壓力12MPa，保溫時間為3. 5min ；模壓機上模 180°C，中下模 185°C。固化處理 120°C X6h, 160°C X4h, 170°C X 3h, 200°C X3h
後得到一種耐高溫的重型車盤式剎車片。在臺架試驗機下實驗測定100-400°C時摩擦系 數穩定在0. 455 0.504，熱衰退為4. 36 %，具有很好的熱恢復性。在350°C時磨損率為 0. 3X lCTcm3(N. m)—1。實驗結果表明該剎車片能夠滿足重型車在正常工作狀態下的剎車要 求。實施例4 基體聚醚醚酮16公斤，鋼棉纖維8公斤，鈦酸鉀晶須7公斤，腰果殼粉14公斤， 石墨6公斤，鋁粉4公斤，硫化銻5公斤，重晶石11公斤，精鉻鐵礦粉6公斤，高嶺土和/ 或螢石12公斤，鐵紅8公斤。按上述配比稱取剎車片的原料，放入混料機中混配均勻後， 裝入模壓機熱壓成型，其中，系統壓力為17MPa，背壓壓力12MPa，保溫時間為3. 4min ；模壓 機上模 195°C，中下模 200°C。固化處理 120°C X 5h, 150°C X 5h, 180°C X 5h, 200°C X3h 後得到一種耐高溫的重型車盤式剎車片。在臺架試驗機下實驗測定100-400°C時摩擦系 數穩定在0. 465 0. 5，熱衰退為4. 16 %，具有很好的熱恢復性。在350°C時磨損率為 0. 308X IO-7Cm3 (N. m)-1.,實驗結果表明該剎車片能夠滿足重型車在正常工作狀態下的剎車 要求。實施例5 基體聚醚醚酮17公斤，鋼棉纖維11公斤，鈦酸鉀晶須5公斤，腰果殼粉15公 斤，石墨4. 5公斤，鋁粉4. 8公斤，硫化銻5. 5公斤，重晶石13公斤，精鉻鐵礦粉4. 8公 斤，高嶺土和/或螢石13公斤，鐵紅7. 8公斤。按上述配比稱取剎車片的原料，放入混料 機中混配均勻後，裝入模壓機熱壓成型，其中，系統壓力為16. 5MPa，背壓壓力12MPa，保溫 時間為3. 7min ；模壓機上模185°C，中下模190°C。固化處理120°C X4. 5h,150°C X5.h， 180°C X4. 5h，200°C X3. 5h後得到一種耐高溫的重型車盤式剎車片。在臺架試驗機下實驗 測定100-400°C時摩擦係數穩定在0. 455 0. 5，熱衰退為4. 56 %，具有很好的熱恢復性。 在350°C時磨損率為0. 302X lCTcm3(N. m)—1。實驗結果表明該剎車片能夠滿足重型車在正 常工作狀態下的剎車要求。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明 將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的範圍。
權利要求
一種重型車盤式剎車片摩擦材料，其特徵在於，該剎車片摩擦材料由下述重量份的原料製成基體聚醚醚酮12～17％；鋼棉纖維6～12％；鈦酸鉀晶須 4～8％；腰果殼粉8～16％；石墨4～6％；鋁粉4～6％；硫化銻 4～6％；重晶石 8～14％；精鉻鐵礦粉 4～6％；高嶺土和/或螢石 8～14％；鐵紅6～8％。
2.根據權利要求1所述的重型車盤式剎車片摩擦材料，其特徵在於，該剎車片摩擦材 料由下述重量份的原料製成基體聚醚醚酮 14 16%; 鋼棉纖維8 10%;鈦酸鉀晶須 5 7%; 腰果殼粉10 14%;石墨4 5%;鋁粉5 6%;硫化銻4 5%;重晶石10 13%;精鉻鐵礦粉 4 5%; 高嶺土和/或螢石10 12% ； 鐵紅6 8%。
3.—種重型車盤式剎車片，其特徵在於，包括 剎車片背板；和壓制在所述剎車片背板上的如權利要求1或2所述的剎車片摩擦材料。
4.一種重型車盤式剎車片的製備工藝，其特徵在於，包括步驟 原料混配，按配比稱取如權利要求1或2所述的剎車片摩擦材料的原料，放入混料機中 混配均勻成摩擦材料；熱壓成型，將上述摩擦材料及剎車片背板一起送入模壓機熱壓成型，其中，溫度為 1600C _200°C，系統壓力為14-18Mpa，保溫時間為3 4min ； 固化處理，在烤箱內對所加工的剎車片進行熱處理烘烤。
5.根據權利要求4所述的重型車盤式剎車片的製備工藝，其特徵在於，所述固化處理 的烘烤溫度和保溫時間分別為120°C保溫5h，150°C保溫5h，180°C保溫5h，200°C保溫3h。
6.根據權利要求4所述的重型車盤式剎車片的製備工藝，其特徵在於，在所述熱壓成 型之前還包括步驟稱料，依據壓制剎車片所需要的摩擦材料的重量，在電子臺秤上稱取摩擦材料 。
全文摘要
本發明公開了一種盤式剎車片摩擦材料，該剎車片摩擦材料由下述重量份的原料製成基體聚醚醚酮12～17％；鋼棉纖維6～12％；鈦酸鉀晶須4～8％；腰果殼粉8～16％；石墨4～6％；鋁粉4～6％；硫化銻4～6％；重晶石8～14％；精鉻鐵礦粉4～6％；高嶺土和/或螢石8～14％；鐵紅6～8％。本發明採用熔點明顯高於普通樹脂的聚醚醚酮作為粘結劑，其耐高溫、自潤滑性好、耐腐蝕、阻燃、耐剝離性、耐輻照性、耐水解和易加工。再就是在制動過程中摩擦表面形成一種轉移膜，形成填料粉末包圍PEEK基體的胞狀結構或者是網狀結構，這種表面膜的形成可以穩定摩擦係數和降低磨損。本發明還公開了一種盤式剎車片及其生產工藝。
文檔編號C08K3/04GK101838518SQ201010193120
公開日2010年9月22日 申請日期2010年5月31日 優先權日2010年5月31日
發明者孫忠義, 徐偉, 王春雨 申請人:山東金麒麟集團有限公司