陶瓷基剎車片陶瓷化高溫處理工藝的製作方法

2023-11-03 12:46:07 2

專利名稱：陶瓷基剎車片陶瓷化高溫處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車剎車片生產工藝領域，特別是涉及一種高檔轎車陶瓷基剎車 片陶瓷化處理工藝。
背景技術：
傳統的摩擦材料是以樹脂為基體，而樹脂的熱分解溫度普遍較低，超過400°C時即 分解嚴重，導致剎車片出現嚴重的高溫衰退現象，而陶瓷基摩擦材料所採用的無機粘結劑 在高溫時性能穩定(耐溫> 650°C)，從而大大提高了剎車片的抗熱衰退性能。在陶瓷基體 系中，陶瓷粘結劑是以前驅體的形式存在熱壓坯中，需要在較高溫度下才能實現陶瓷結構 三維轉化，才能真正發揮基體的綜合性能優勢。但相較汽車剎車片配方技術的日新月異，剎 車片製備工藝技術則發展相對遲緩。採用傳統生產的剎車片，陶瓷基仍然以前驅體的形式 存在，未形成連續空間網絡結構，陶瓷基體優勢尚未真正體現出來。新型汽車剎車片工藝制 備技術亟待提高。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種對陶瓷基剎車片進行基體陶瓷化和表面 高溫陶瓷化處理，使陶瓷前驅體團粒形成連續空間網絡結構，發揮陶瓷基體的綜合性能優 勢，提升剎車片品質的陶瓷基剎車片陶瓷化高溫處理工藝。為了解決上述技術問題，本發明提供的陶瓷基剎車片陶瓷化高溫處理工藝，將陶 瓷粘結劑、有機粘結劑、增強纖維、填料和摩擦性能調節劑按比例進行混料，製成高均度陶 瓷基前驅體團粒，經冷壓_熱壓成型_基體陶瓷化處理_機加工_表面陶瓷化處理_噴 塗-檢驗-包裝等工藝製成剎車片，基體陶瓷化處理採用分段式梯度升溫，將剎車片 1. 8-2. 2小時內升溫到155-165°C，保溫0. 8-1. 2小時，1. 8-2。2小時升溫到190_210°C，保 溫1. 8-2. 2小時，1. 8-2. 2小時升溫至255-265°C，保溫5. 5-6. 5小時，然後隨爐冷卻至室 溫；在機械加工完成後，採用隧道窯式連續陶瓷化處理機，對剎車片進行表面高溫陶瓷化處 理，壓力2-4MPa，溫度550-650°C，在恆溫區的停留時間5_10min。本發明針對陶瓷粘結劑材料的特點，對陶瓷基剎車片進行基體陶瓷化和表面高溫 陶瓷化處理，使陶瓷前驅體團粒形成連續空間網絡結構，與現有技術相比，陶瓷化處理工 藝，使陶瓷前驅體團粒形成連續空間網絡結構，發揮陶瓷基體的綜合性能優勢，提升剎車片 品質，進一步降低摩擦材料中的有機組分，改善摩擦材料微觀結構，改善制動襯片熱衰退特 性，穩定高溫摩擦性能，降低制動襯片的受熱膨脹量；同時能夠使剎車片的初始表面炭化， 減少剎車片使用過程中的「磨合期」，使得制動平穩、舒適、無噪音。


圖1是基體陶瓷化工藝曲線圖；圖2是D1000別克君越JAS0C406-2000臺架測試結果一圖3是D1000別克君越JAS0C406-2000臺架測試結果二圖；圖4是D1000別克君越JAS0C406-2000臺架測試結果三圖；圖5是D1000別克君越JAS0C406-2000臺架測試結果四圖；圖6為D465冷壓縮變形量的關係曲線圖；圖7為D465陶瓷基汽車剎車片臺架測試結果一圖；圖8為D465陶瓷基汽車剎車片臺架測試結果二圖；圖9為D465陶瓷基汽車剎車片臺架測試結果三圖；圖10為D465陶瓷基汽車剎車片臺架測試結果四圖。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明作進一步說明。實施例1:本發明採用低金屬陶瓷基剎車片的體系，配方說明如下鋁矽酸鈉10 (wt. % )酚醛樹脂14 (wt. % )
丁腈橡膠8 (wt. % )鋼纖維10 (wt. % )
鋼纖維10 (wt. % )礦物等纖維20 (wt. % )
蛭石5 (wt. % )有機摩擦粉2 (wt. % )
重晶石10 (wt. % )石油焦炭5 (wt. % )
複合填料10 (wt. % )硫化銻6 (wt. % )1、陶瓷前驅體團粒製備傾斜的低速旋轉混合盤轉速控制在400rad/min，帶偏心 高速旋轉轉子轉速控制在lOOOrad/min，混料溫度控制在30°C，混合3min後製成粒徑2mm 的陶瓷前驅體團粒，在60°C下熱處理4h。2、鋼背拋丸鋼丸尺寸0. 6mm(總重量的30% )，0. 8mm(總重量的70% )，鋼背數 量少於800片，拋丸時間15min。3、鋼背塗膠用量器分別量取摩擦材料專用膠、稀釋劑、添加劑，體積比分別為 1 3 0.5。採用攪拌機攪拌5min，均勻塗抹膠水於鋼背內表面，30°C溫下烘乾lh。4、冷壓型壓力400kg/cm2，保壓時間5s。5、熱壓成型將壓好的冷壓坯放入熱壓模中，壓力逐漸增大至250kg/mm2，熱壓溫 度155°C，排氣6次，時間2秒/次，依據產品厚度，保壓時間35s/mm。6、基體陶瓷化處理將剎車片在1. 8小時從室溫升溫到155°C，保溫0. 8小時，繼 續1. 8小時升溫到190，保溫2. 2小時，繼續1. 8小時升溫到255，保溫6. 5小時，然後隨爐
冷卻至室溫。7、組合加工(平磨、開槽、倒角)根據產品厚度調整進刀量，要求精磨厚度小於 0. 3mm，磨盤的轉速 400 士 50rad。8、表面高溫陶瓷化處理壓力4MPa，溫度550，處理時間lOmin。9、靜電噴塗傳送帶轉速為1300士50rad，第一、二段固化溫度180士 10°C，第三段 190士 10、第四段 210士 10°C。10、附件安裝-檢驗-包裝。根據日本汽車工業標準JAS0C406-2000對陶瓷化處理後的低金屬陶瓷基汽車剎車片(別克君越)進行試驗，結果如圖1所示，隨著速度的增大、溫度的升高，摩擦係數變 化非常平穩，沒有出現明顯的高溫衰退現象，速度相關性和溫度相關性都非常好；磨損量為 0. 3mm，對偶的磨損量小於0. 02mm。如表1噪音測試表明在不同頻率下，大於70分貝的噪音發生率為0，完全達到了
國外高端產品市場的技術要求。
Thrc
i H: i-H ；
鋼纖維 礦物等纖維 有機摩擦粉 人造石墨 硫化銻
其中液態陶瓷基粘結劑、固態陶瓷基粘結劑、酒精的質量比為4 1、陶瓷前驅體團粒製備傾斜的低速旋轉混合盤轉速控制在400rad/min，帶偏心 高速旋轉轉子轉速控制在lOOOrad/min，混料溫度控制在30°C，混合3min後製成粒徑2mm 的陶瓷前驅體團粒，在60°C下熱處理4h。2、鋼背拋丸鋼丸尺寸0. 6mm(總重量的30% )，0. 8mm(總重量的70% )，鋼背數 量少於800片，拋丸時間15min。3、鋼背塗膠用量器分別量取摩擦材料專用膠、稀釋劑、添加劑，體積比分別為 1 3 0.5。採用攪拌機攪拌5min，均勻塗抹膠水於鋼背內表面，30°C溫下烘乾lh。4、冷壓型壓力400kg/cm2，保壓時間5s。5、熱壓成型將壓好的冷壓坯放入熱壓模中，壓力逐漸增大至250kg/mm2，熱壓溫 度155°C，排氣6次，時間2秒/次，依據產品厚度，保壓時間35s/mm。6、基體陶瓷化處理將剎車片在2. 2小時從室溫升溫到165，保溫1. 2小時，繼續 2. 2小時升溫到210°C，保溫1. 8小時，繼續2. 2小時升溫到265，保溫5. 5小時，然後隨爐冷
卻至室溫。7、組合加工(平磨、開槽、倒角)根據產品厚度調整進刀量，要求精磨厚度小於 0. 3mm，磨盤的轉速 400 士 50rad。
8、表面高溫陶瓷化處理壓力2MPa，溫度650，處理時間5min。9、靜電噴塗傳送帶轉速為1300士50rad，第一、二段固化溫度180士10°C，第三段 190士 10、第四段 210士 10°C。10、附件安裝-檢驗-包裝。採用美國link公司的1620型壓縮性能試驗機對低金屬產品D465進行壓縮性能 測試，(測試結果見圖1)。實驗結果表明，產品壓縮性能穩定，160bar時壓縮量控制在85-95 之間。在NVH3900噪音臺架實驗系統上按JAS0C406標準對的低金屬陶瓷基汽車剎車片進 行試驗，實驗結果見圖2、圖3、圖4和圖5。結果表明低金屬陶瓷基汽車剎車片的制動平穩， 速度/壓力相關性變化很小，且無明顯衰退，磨損量為0. 3mm，對偶的磨損量小於0. 02mm。
權利要求
一種陶瓷基剎車片陶瓷化高溫處理工藝，將陶瓷粘結劑、有機粘結劑、增強纖維、填料和摩擦性能調節劑按比例進行混料，製成高均度陶瓷基前驅體團粒，經冷壓-熱壓成型-基體陶瓷化處理-機加工-表面陶瓷化處理-噴塗-檢驗-包裝等工藝製成剎車片，其特徵是基體陶瓷化處理採用分段式梯度升溫，將剎車片1.8-2.2小時內升溫到155-165℃，保溫0.8-1.2小時，1.8-2.2小時升溫到190-210℃，保溫1.8-2.2小時，1.8-2.2小時升溫至255-265℃，保溫5.5-6.5小時，然後隨爐冷卻至室溫；在機械加工完成後，採用隧道窯式連續陶瓷化處理機，對剎車片進行表面高溫陶瓷化處理，壓力2-4MPa，溫度550-650℃，在恆溫區的停留時間5-10min。
全文摘要
本發明公開了一種陶瓷基剎車片陶瓷化高溫處理工藝，基體陶瓷化處理採用分段式梯度升溫，將剎車片1.8-2.2小時內升溫到155-165℃，保溫0.8-1.2小時，1.8-2.2小時升溫到190-210℃，保溫1.8-2.2小時，1.8-2.2小時升溫至255-265℃，保溫5.5-6.5小時，然後隨爐冷卻至室溫；在機械加工完成後，採用隧道窯式連續陶瓷化處理機，對剎車片進行表面高溫陶瓷化處理，壓力2-4MP a，溫度550-650℃，在恆溫區的停留時間5-10min。使陶瓷前驅體團粒形成連續空間網絡結構，降低摩擦材料中的有機組分，改善摩擦材料微觀結構，改善制動襯片熱衰退特性，穩定高溫摩擦性能，降低制動襯片的受熱膨脹量，減少剎車片使用過程中的「磨合期」，使制動平穩、舒適、無噪音。
文檔編號C04B35/64GK101851102SQ20101017879
公開日2010年10月6日 申請日期2010年5月20日 優先權日2010年5月20日
發明者劉伯威, 曾軍, 李海麒 申請人:湖南博雲汽車制動材料有限公司;中南大學