轎車制動噪聲的解決辦法的製作方法
2023-05-30 01:23:16
專利名稱：轎車制動噪聲的解決辦法的製作方法
技術領域：
本發明轎車制動噪聲的解決辦法涉及一種改進的轎車制動片的結構、配方及其加工工藝。
背景技術：
隨著汽車工業的發展，汽車用戶對制動的要求從過去單純的安全性能和使用壽命轉移到制動舒適和制動安靜上來，因此，制動噪聲正成為全世界汽車制動系統領域亟待解決的難題，也是主機廠的設計師在設計制動系統時必須面對的課題。目前為止，對解決制動噪聲比較有效的方案不外以下幾種1，改進位動卡鉗的裝配剛性；2，改進位動盤的共振頻率；3，在制動襯片的背面加裝減振墊；4，改善制動襯片與制動盤的接觸狀況，如將制動襯片的工作面設計成兩端倒角或四周倒角；5，將制動襯片的摩擦材料中間切割徑向或一定角度的槽。
以上幾個方面的工作是在汽車設計成型時就已經定義的工作，並且其前提條件是摩擦材料的材質已經定義，也就是說這些是主機廠和制動系統的原裝供應商(OEM)的工作。但對於非OEM供應商，特別是摩擦材料的生產廠家，對解決制動噪聲應有自己的見解，因為他面對的是已經定義的制動系統。
發明內容
本發明的目的在於從改進轎車制動片的結構、配方及其加工工藝著手，提供一種轎車制動噪聲的解決辦法，以適應沒有參與制動系統設計的摩擦材料生產廠家在面對已經定義的制動系統時所採取的措施。
本發明的內容可通過下述技術方案實現一種轎車制動噪聲的解決辦法，是將制動襯片分解為層狀結構，包括制動工作層、隔熱阻尼層、背板、防振層。
在上述技術方案基礎上，所述制動工作層的材料是由熱固性樹脂、增強纖維、摩擦係數調節劑、填充料組成，其中熱固性樹脂可以是酚醛樹脂及其改性材料；增強纖維包括由紫銅纖維、低碳鋼纖維中的一種或二種並用組成的金屬纖維，由聚對苯二甲醯對苯二胺纖維、纖維素纖維中的一種或二種並用組成的有機纖維，礦物纖維如礦棉；摩擦係數調節劑包括以矽酸鹽作為磨料和以成石墨與硫化物料並用組成的潤滑體系；填充料可以是硫酸鋇、橡膠料及其化無機鹽中的一種或幾種。
具體制動工作層的材料按重量百分比熱固性樹脂 酚醛樹脂及其改性材料 5-10％增強纖維紫銅纖維5-20％低碳鋼纖維 0-10％聚對苯二甲醯對苯二胺纖維1-5％纖維素纖維 2-5％礦棉10-20％摩擦係數調節劑 矽酸鹽 1-5％合成石墨與硫化物料並用材料 8-15％填充料 硫酸鋇、橡膠料及其化無機鹽中的一種或幾種 15-30％。
在上述技術方案基礎上，所述阻尼隔熱層採用以礦物纖維為主要增強體系的有機基複合材料，包括丁氰改性酚醛樹脂、礦棉纖維、填充料和摩擦係數調節劑，其中丁氰改性酚醛樹脂 5-10％礦棉纖維 30-60％填充料和摩擦係數調節劑餘量。
在上述技術方案基礎上，所述防振層採用水溶性丁氰改性酚醛樹脂，其中丁氰含量可高達10-20％重量份。制動片的製造工藝，分材料準備、壓制，其中材料準備分下述步驟第一步，制動工作層的材料準備，先將芳綸槳泊開松，開松時間為10至20分種；加入金屬纖維總量的50％和所有粉末和顆粒狀材料，混合攪拌15至30分種；再加入另外50％的金屬纖維和其他有機纖維，混合10至20分鐘，然後出料，檢查混合料的均勻程度；按規格稱料。第二步，隔熱阻尼層的材料準備，先將礦物纖維開松，時間為10至20分鐘；加入其他餘下的材料，混合15至30分鐘，出料，檢查混合料的均勻程度，按規格稱料。第三步，背板所用的鋼材必須是去油，然後噴砂清洗，去除小船表面鏽斑和雜質；用有機溶劑將表面洗淨，晾乾，塗粘接膠。
壓制分下述步驟第一步，預成型，將制動工作層和隔熱阻尼層材料先後加入預成型模具中，保證兩種材料的厚度均勻；加壓成型，成型壓力為5-10公斤/平方釐米，5秒，預成型的胚料應有一定強度。第二步，熱壓成型，將預成型胚料放入溫度為160℃和模具中，再放入塗過膠的背板，加壓成型，成型壓力100-150公斤/平方釐米，時間為150秒，其間放氣三次，然後出模。第三步，熱處理，按一定的溫度梯度進行處理，120℃/1小時、135℃/1小時、160℃/2小時、180℃/2小時，每個溫度升溫時間為30分鐘，自後在熱處理箱中自然冷卻。第四步，後處理，包括按照規格尺寸打磨工作面表面的材料，即平磨；塗防振層，塗層厚度0.3-0.6毫米，可以是平面塗層，也可以是線條狀塗層，烘乾防振層中的溶劑；粉末噴塗防腐塗料，制動襯片的非工作面噴塗聚酯究末，在180℃隧道烘箱中固化30分鐘，其間防振層材料也得到固化；最後產品包裝。
本發明的優越性在於不僅可以滿足車輛制動過程需要的制動效能，而且可以使材料在與對偶摩擦過程中在摩擦界面形成均勻、穩定的摩擦膜，有利於穩定摩擦係數、降低磨損率、提高制動舒適性和降低制動噪聲。
本發明制動襯片斷面結構示意圖。
編號說明1—制動工作層2—隔熱阻尼層3—背板4—防振層具體實施方式
如圖，本發明制動襯片斷面結構示意圖所示，一種轎車制動噪聲的解決辦法，是將制動襯片分解為層狀結構，包括制動工作層1、隔熱阻尼層2、背板3、防振層4。
在上述技術方案基礎上，制動工作層的材料是由熱固性樹脂、增強纖維、摩擦係數調節劑、填充料組成，其中熱固性樹脂可以是酚醛樹脂及其改性材料；增強纖維包括由紫銅纖維、低碳鋼纖維中的一種或二種並用組成的金屬纖維，由聚對苯二甲醯對苯二胺纖維、纖維素纖維中的一種或二種並用組成的有機纖維，礦物纖維如礦棉；摩擦係數調節劑包括以矽酸鹽作為磨料和以成石墨與硫化物料並用組成的潤滑體系；
填充料可以是硫酸鋇、橡膠料及其化無機鹽中的一種或幾種。
制動工作層中材料是無石棉混雜纖維增強的有機基複合材料，如下表1，表1，制動工作層的材料特點
以上配方的組合，不僅可以滿足車輛制動過程所需要的制動效能，而且可以使材料在與對偶摩擦過程中在摩擦界面形成均勻、穩定的摩擦膜，有利於穩定摩擦係數、降低磨損率、提高制動舒適性和降低制動噪聲。
阻尼隔熱層採用以礦物纖維為主要增強體系的有機基複合材料，包括丁氰改性酚醛樹脂、礦棉纖維、填充料和摩擦係數調節劑，其中丁氰改性酚醛樹脂7-15％、礦棉纖維30-60％、餘量為填充料和摩擦係數調節劑。
防振層採用水溶性丁氰改性酚醛樹脂，其中丁氰含量可高達10-20％重量份。
制動襯片原材料、配方結構、實際稱料量如表2表2，低金屬制動襯片實施例之配方結構和實際用量表
產品製備分材料準備、壓制，後處理，其中材料準備分下述步驟混料與稱料制動工作層I，將聚對苯二甲醯對苯二胺纖維(芳綸)及礦棉開松0.4公斤芳綸和1.5公斤礦棉首先開松15分鐘；II，混合粉料和粒料及部分金屬纖維開松後的芳綸及礦棉、全部的粉狀料和粒狀料、纖維素纖維、50％的金屬纖維先後加入到混料機，混合15分鐘；III，再加入其餘的金屬纖維，混合15分鐘，出料，檢查混合均勻程度。
IV，按每個樣品按130克稱料。
隔熱阻尼層I，0.8公斤礦棉開松15分鐘；II，開松後的礦棉和其他材料一起加入到混料機中混合20分鐘，出料，檢查混合均勻程度；III，按每個樣品30克稱料。
背板處理去過油的背板噴砂清洗，去除表面鏽斑和雜質；用有機溶劑將表面洗淨，晾乾；塗粘接膠。
壓制工藝A)預成型將制動工作層130克和隔熱阻尼層材料30克先後加進預成型模具中，保證兩種材料的厚度均勻；加壓成型，壓力5至10公斤/平方釐米時間5秒；預成型的半產品應有一定的強度。
B)熱壓成型將預成型的半成品放入溫度為160℃中，放上塗過膠的背板，加壓成型，壓力100至150公斤/平方釐米，時間為150秒，其間放氣3次；然後出模。
C)熱處理按一定的溫度梯度進行處理，120℃/1小時；135℃/1小時；160℃/2小時；180℃/2小時。每個溫度升溫時間為30分鐘。最後在熱處理箱中自然冷卻。後處理平磨按照規定的尺寸磨掉工作面表面的材料。塗防振層厚度為0.3至0.6毫米，為線條狀塗層；烘乾防振層中的溶劑。粉末噴塗防腐塗料制動襯片的非工作面噴塗聚酯粉末，在180℃隧道烘箱中固化30分鐘，其間防振層材料也得到固化。列印包裝。測試A)臺架測試臺架測試結果如表3所示。
B)整車測試經過不同車種、多輛份轎車測試表明，本發明的制動襯片使用壽命滿足用戶需求，踏板舒適性好，無制動噪聲。
表3，低金屬制動襯片臺架測試報告
權利要求
1，一種轎車制動噪聲的解決辦法，特徵在於將制動襯片分解為層狀結構，包括制動工作層、隔熱阻尼層、背板、防振層。
2，根據權利要求1所述的轎車制動噪聲的解決辦法，特徵在於所述制動工作層的材料是由熱固性樹脂、增強纖維、摩擦係數調節劑、填充料組成，其中熱固性樹脂可以是酚醛樹脂及其改性材料；增強纖維包括由紫銅纖維、低碳鋼纖維中的一種或二種並用組成的金屬纖維，由聚對苯二甲醯對苯二胺纖維、纖維素纖維中的一種或二種並用組成的有機纖維，礦物纖維如礦棉；摩擦係數調節劑包括以矽酸鹽作為磨料和以成石墨與硫化物料並用組成的潤滑體系；填充料可以是硫酸鋇、橡膠料及其化無機鹽中的一種或幾種。
3，根據權利要求2所述的轎車制動噪聲的解決辦法，特徵在於制動工作層的材料按重量百分比熱固性樹脂 酚醛樹脂及其改性材料 5-10％增強纖維紫銅纖維 5-20％低碳鋼纖維0-10％聚對苯二甲醯對苯二胺纖維 1-5％纖維素纖維2-5％礦棉 10-20％摩擦係數調節劑 矽酸鹽 1-5％合成石墨與硫化物料並用材料 8-15％填充料 硫酸鋇、橡膠料及其化無機鹽中的一種或幾種 15-30％。
4，根據權利要求1、2所述的轎車制動噪聲的解決辦法，特徵在於阻尼隔熱層採用以礦物纖維為主要增強體系的有機基複合材料，包括丁氰改性酚醛樹脂、礦棉纖維、填充料和摩擦係數調節劑，其中丁氰改性酚醛樹脂 7-15％礦棉纖維 30-60％填充料和摩擦係數調節劑餘量。
5，根據權利根據權利要求1、2所述的轎車制動噪聲的解決辦法，特徵在於防振層採用水溶性丁氰改性酚醛樹脂，其中丁氰含量可高達10-20％重量份。
6，制動片的製造工藝，特徵在於制動片的製造工藝，分材料準備、壓制，後處理，其中材料準備分下述步驟第一步，制動工作層的材料準備，先將聚對苯二甲醯對苯二胺纖維開松，開松時間為10至20分種；加入金屬纖維總量的50％和所有粉末和顆粒狀材料，混合攪拌15至30分種；再加入另外50％的金屬纖維和其他有機纖維，混合10至20分鐘，然後出料，檢查混合料的均勻程度；按規格稱料；第二步，隔熱阻尼層的材料準備，先將礦物纖維開松，時間為10至20分鐘；加入其他餘下的材料，混合15至30分鐘，出料，檢查混合料的均勻程度，按規格稱料；第三步，背板所用的鋼材必須是去油，然後噴砂清洗，去除表面鏽斑和雜質；用有機溶劑將表面洗淨，晾乾，塗粘接膠。
7，根據權利要求6所述的制動片的製造工藝，特徵在於壓制過程分下述步驟第一步，預成型，將制動工作層材料和隔熱阻尼層材料先後加入預成型模具中，加壓成型為有一定強度的預成型胚料，成型壓力為5-10公斤/平方釐米，5秒；第二步，熱壓成型，將預成型胚料放入溫度為160℃的模具中，再放入塗過膠的背板，加壓成型，成型壓力100-150公斤/平方釐米，時間為150秒，其間需排氣，然後出模；第三步，熱處理，按下述溫度梯度進行處理，120℃/1小時、135℃/1小時、160℃/2小時、180℃/2小時，每個溫度梯度升溫時間為30分鐘，然後自然冷卻成粗產品。
8，根據權利要求6、7所述的制動片的製造工藝，特徵在於後處理包括對工作面按規格平磨、塗防振層、塗防腐塗料、包裝，其中平磨是按照規格尺寸打磨工作面表面的材料；塗防振層，塗層厚度0.3-0.6毫米，可以是平面塗層，也可以是線條狀塗層，烘乾防振層中的溶劑；塗防腐塗料，對制動襯片的非工作面可噴塗聚酯粉末，在180℃條件下固化30分鐘。
全文摘要
本發明轎車制動噪聲的解決辦法涉及一種改進的轎車制動片的結構、配方及其加工工藝。一種轎車制動噪聲的解決辦法,特點是將制動襯片分解為層狀結構,包括制動工作層、隔熱阻尼層、背板、防振層。制動工作層的材料是由熱固性樹脂、增強纖維、摩擦係數調節劑、填充料組成,阻尼隔熱層採用以礦物纖維為主要增強體系的有機基複合材料,制動片的製造工藝分材料準備、壓制,後處理,本發明不僅可以滿足車輛制動過程需要的制動效能,而且可以使材料在與對偶摩擦過程中在摩擦界面形成均勻、穩定的摩擦膜,有利於穩定摩擦係數、降低磨損率、提高制動舒適性和降低制動噪聲。
文檔編號F16D69/00GK1333438SQ0112657
公開日2002年1月30日 申請日期2001年8月28日 優先權日2001年8月28日
發明者肖桂普, 薛建堯, 王訓國, 朱子康, 沈德和 申請人:上海交大賢華汽車材料發展有限公司