專利名稱：低磨耗環(huán)保型復(fù)合陶瓷基摩擦材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摩擦材料，尤其涉及一種低磨耗環(huán)保型復(fù)合陶瓷基摩擦材料。
背景技術(shù)：
目前閨內(nèi)車用摩擦材料類型可分為三種-
1) 石棉基其制造成本低，丄藝簡(jiǎn)單；主要用于農(nóng)用車和丄程機(jī)械。
其存在的缺點(diǎn)石棉對(duì)人體有害，污染環(huán)境，高溫?zé)崴ネ藝?yán)重，制動(dòng)性能差，安全系數(shù) 小，該種產(chǎn)品已在逐年減少，屬淘汰產(chǎn)品。
2) 半金屬基具有良好的耐溫性和在高溫下耐衰退性能，制造成木適中；國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣泛。
其存在的缺點(diǎn)產(chǎn)品的硬度高、制動(dòng)時(shí)有噪音，特別是低速制動(dòng)或早晨效應(yīng)易產(chǎn)生噪音， 制品表面易生銹，同時(shí)腐蝕對(duì)偶件，導(dǎo)熱系數(shù)高，當(dāng)摩擦溫度高于30(TC時(shí)，易使摩擦材料 與鋼片間的粘合劑分解，另一方面高度摩擦熱迅速傳導(dǎo)到制動(dòng)器液壓機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致液壓"O"型密 封圈老化和制動(dòng)液發(fā)生氣阻而造成制動(dòng)失效。
3) 少金屬基優(yōu)點(diǎn)是對(duì)盤鼓的攻擊性較小，噪音小，磨耗相對(duì)半金屬基要??；在轎車上 使用較多。
存在的缺點(diǎn)噪音和落灰問題仍沒有解決，易銹蝕。 目甜國(guó)外車用摩擦材料現(xiàn)狀分析
國(guó)外的車用摩擦材料的發(fā)展趨勢(shì)是以陶瓷基為主，陶瓷基摩擦材料由R本摩擦材料企業(yè) 發(fā)明，優(yōu)點(diǎn)是耐高溫?zé)崴ネ撕?、耐磨性能?yōu)、熱傳導(dǎo)系數(shù)小、強(qiáng)度高、環(huán)保，非常適合高性 能乘用車的制動(dòng)要求。目前陶瓷基摩擦材料已經(jīng)占據(jù)了全球兩火主要汽車市場(chǎng)——北美和閂 本市場(chǎng)的60%以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種低磨耗環(huán)保型復(fù)合陶瓷基摩擦材料，該摩擦材料各組分及其重量比如
下酚酸樹脂5 7%、 丁腈橡膠5 9%、芳綸纖維2 5%、碳化硅2 6%、陶瓷纖維15 20%、 氧化鋯3 5%、人造石墨、8 10%、 二硫化鉬3 10%、硅酸鋯5 15%、氧化鉛1 3%、 鈦酸鉀晶須8 10%、沉淀硫酸鋇5 15%、氧化鎂1 3%、石油焦1 3%、摩擦粉3 5%、 蛭石8 10%、氮化硼4 9%。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是采用本發(fā)明組分和配比制作出的制動(dòng)摩擦材料具有不含石 棉、無制動(dòng)噪音、磨損率低、高溫制動(dòng)性能穩(wěn)定、減速制動(dòng)平穩(wěn)、比同類進(jìn)口產(chǎn)品成本低廉 等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
摩擦材料制作技術(shù)是一項(xiàng)集試驗(yàn)性、邊緣性于一身的綜合性技術(shù)，它隨著化工、材料技術(shù)的發(fā)展而不斷完善更新；為適應(yīng)國(guó)際汽車工業(yè)的高速發(fā)展趨勢(shì)，制動(dòng)摩擦材料發(fā)展的趨勢(shì) 口丄預(yù)見為以少金屬或無金屬為骨架材料，同時(shí)，還要求材料具備耐高溫、高強(qiáng)度、導(dǎo)熱系 數(shù)小、比重小、無噪音的特點(diǎn)。其屮，配方技術(shù)又是摩擦材料制作技術(shù)的核心關(guān)鍵。
目前國(guó)內(nèi)外本領(lǐng)域的學(xué)者大都以陶瓷基材料為主要的研究方向，正是在這種國(guó)內(nèi)外研究 的大背景前提下，發(fā)明人經(jīng)過潛心研究和大量試驗(yàn)，提出了本發(fā)明的摩擦材料的組分和配方。
本發(fā)明的基本思路是以不含石棉、金屬的有機(jī)纖維和結(jié)構(gòu)陶瓷材料復(fù)合而成的纖維為 主體骨架材料，與有機(jī)耐高溫硼改性朌醛樹脂、功能性陶瓷材料、摩擦材料性能調(diào)節(jié)劑等多 種材料，經(jīng)常規(guī)制動(dòng)摩擦材料制作工藝加工和處理后即可得到含有特定氣孔率、具備特定摩 擦系數(shù)、耐高溫、高耐磨的復(fù)合材料。
如能采用專用混料裝置充分混合，進(jìn)一步細(xì)化和精密控制工藝參數(shù)，采用對(duì)頂專用模具 使材料在額定溫度下加壓起縮聚合反應(yīng)，將進(jìn)一歩使成品材料的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)大幅提升。
材料和配方的確定
1) 主體骨架材料的選擇傳統(tǒng)的石棉纖維和半金屬纖維因存在背景技術(shù)中述及的缺點(diǎn)而 不能采用。美國(guó)杜邦生產(chǎn)的Kelvar纖維具有良好的分散性能和比表面積；經(jīng)過纖維成分分析 和結(jié)構(gòu)研究，確定纖維的用量，掌握制品的成型機(jī)理，在細(xì)致調(diào)研和大量試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上， 確定選用荷蘭生產(chǎn)的RB215結(jié)構(gòu)性復(fù)合陶瓷纖維。利用Kdvar纖維、陶瓷材料的比重輕、導(dǎo) 熱性高、比熱高、物理強(qiáng)度大和熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)通過復(fù)合，進(jìn)行功能互補(bǔ)，引入到摩擦材 料中，改善摩擦環(huán)境，提高制動(dòng)效果。
2) 在長(zhǎng)期配方設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)法和計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使材料的配方體 系在耐溫性、耐磨性、氣孔率、制動(dòng)靈敏性、粘結(jié)性、抗壓抗剪性等方面處于最仕交叉點(diǎn)。
本發(fā)明要解決的關(guān)鍵問題是摩擦材料在汽車高速、高壓、高溫時(shí)制動(dòng)的穩(wěn)定性和行駛 時(shí)出現(xiàn)的噪音、制動(dòng)震顫、過度磨損(落灰)的問題；采用本發(fā)明的組分和配比而制作出的 制動(dòng)摩擦材料具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 材質(zhì)無石棉，對(duì)人體無害，不污染環(huán)境；
2、 密度滿足1.8 2.1g/cm3;剪切強(qiáng)度大于等于5Mpa;壓縮量(16Mpa):達(dá)到175土25nm。
3、 二次制動(dòng)效能因數(shù)在100Km/h,0.6G的減速度下，摩擦系數(shù)為0.35±0.05;衰退試驗(yàn)時(shí) 摩擦系數(shù)20.3;最小涉水試驗(yàn)時(shí)摩擦系數(shù)^).3。
4、 制動(dòng)噪音在整個(gè)使用過程中無制動(dòng)噪音出現(xiàn)。
5、 磨損率國(guó)標(biāo)GB5763規(guī)定轎車盤式制動(dòng)塊的總磨耗不大于9.7xl0〃cnW(N.m);國(guó)際 上先進(jìn)的轎車用盤式塊的總磨耗不大于1.5x10—7 cm3/(N.m)，由本發(fā)明配方制作出的成品總磨 耗不大于1.25" (J—7 cm3/(N'm)。
綜上所述，本發(fā)明利用結(jié)構(gòu)性復(fù)合陶瓷纖維的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(易與有機(jī)樹脂浸合)和 KeWar纖維的耐高溫、高耐磨、導(dǎo)熱系數(shù)小、強(qiáng)度高、對(duì)制動(dòng)盤無劃傷的優(yōu)點(diǎn)，添加摩擦材料性能調(diào)節(jié)劑，使最終的復(fù)合材料具備以下優(yōu)點(diǎn) '
(1) 結(jié)構(gòu)性復(fù)合陶瓷纖維耐高溫，高強(qiáng)度，特別適合乘用車高速高壓制動(dòng)性能要求。
(2) 導(dǎo)熱系數(shù)小， 一方面避免在高溫制動(dòng)時(shí)摩擦材料與鋼片間的粘合劑分解而造成的摩 擦材料脫落現(xiàn)象；另一方面避免高度摩擦熱迅速傳導(dǎo)到制動(dòng)器液壓機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致液壓"O"型 密封圈老化和制動(dòng)液發(fā)生氣阻而造成制動(dòng)失效。
權(quán)利要求
1、一種低磨耗環(huán)保型復(fù)合陶瓷基摩擦材料，其特征在于該摩擦材料各組分及其重量比如下酚醛樹脂5～7％、丁腈橡膠5～9％、芳綸纖維2～5％、碳化硅2～6％、陶瓷纖維15～20％、氧化鋯3～5％、人造石墨8～10％、二硫化鉬3～10％、硅酸鋯5～15％、氧化鋁1～3％、鈦酸鉀晶須8～10％、沉淀硫酸鋇5～15％、氧化鎂1～3％、石油焦1～3％、摩擦粉3～5％、蛭石8～10％、氮化硼4～9％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低磨耗環(huán)保型復(fù)合陶瓷基摩擦材料，該摩擦材料各組分及其重量比如下酚醛樹脂5～7％、丁腈橡膠5～9％、芳綸纖維2～5％、碳化硅2～6％、陶瓷纖維15～20％、氧化鋯3～5％、人造石墨、8～10％、二硫化鉬3～10％、硅酸鋯5～15％、氧化鋁1～3％、鈦酸鉀晶須8～10％、沉淀硫酸鋇5～15％、氧化鎂1～3％、石油焦1～3％、摩擦粉3～5％、蛭石8～10％、氮化硼4～9％。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是使采用本發(fā)明組分和配比制作出的制動(dòng)摩擦材料具有不含石棉、無制動(dòng)噪音、磨損率低、高溫制動(dòng)性能穩(wěn)定、減速制動(dòng)平穩(wěn)、比同類進(jìn)口產(chǎn)品成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09K3/14GK101619202SQ200910104550
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者劉婷婷, 苗 李, 王丹膺, 勇 趙 申請(qǐng)人:重慶紅宇摩擦制品有限公司