一種重型機(jī)械用剎車片的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種剎車片的制備方法，屬于動(dòng)力機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種重型 機(jī)械用剎車片的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場(chǎng)上有多種用于礦井提升機(jī)、重型工程機(jī)械或者重型沖床等重型機(jī)械的制 動(dòng)器的摩擦材料，運(yùn)些摩擦材料通常由增強(qiáng)材料、粘結(jié)劑、填充料和摩擦性能調(diào)節(jié)劑四大部 分組成，粘結(jié)劑是摩擦材料中的重要組成部分，影響摩擦材料熱衰退性能、恢復(fù)性能W及耐 磨損性能，目前普通使用的由環(huán)氧樹脂和酪醒樹脂等。增強(qiáng)材料主要在摩擦材料中起增強(qiáng) 劑的作用，目前普遍使用的是添加石棉、銅纖維等。填充劑主要為了提高摩擦材料的摩擦力 矩和摩擦系數(shù)，增加摩擦材料的耐磨損系數(shù)，通常通過添加銅粉等金屬粉末加W實(shí)現(xiàn)。摩擦 性能調(diào)節(jié)劑主要通過石墨等進(jìn)行減噪和提高摩擦材料的耐磨系數(shù)。
[0003] 但隨著人們對(duì)剎車性能及剎車片的環(huán)保性能的提高，傳統(tǒng)的剎車片摩擦材料中銅 的含量越來越受到限制。據(jù)了解，美國(guó)加利福利亞州和華盛頓州已經(jīng)于2010年就在摩擦材 料中限制和最終禁止使用銅和重金屬的規(guī)定通過了州立法，其中規(guī)定:到2021年銅含量要 求小于5%(重量百分比），到2025年銅含量要求小于0.5%(重量百分比），實(shí)際是2025年W后 禁止使用銅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種低銅的重型機(jī)械用剎車片的制 備方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種重型機(jī)械用剎車片的制備方法，所述的剎車片由摩擦材料經(jīng)過壓制而成;包括W 下步驟： a、 配料:摩擦材料的各原料按配方計(jì)量精確后，將石英、氧化儀、二硫化鋼、芳絕纖維、 紫銅纖維、碳纖維、硫酸領(lǐng)、娃酸儀、氧化侶加入攬拌器中； b、 混料:將上述原料混合均勻； C、烘干:將混合均勻后的原料放入烘箱中，W5-8°C/min的速度逐漸升溫至180-200°C， 并保持180-200°C的溫度2-化。
[0006] d、壓制：將酪醒樹脂加入到烘干后的原料中，攬拌均勻后，送入壓模裝置中，設(shè)定 壓制時(shí)間、溫度和壓力，進(jìn)行壓制。
[0007] e、熱處理定型:將烘箱內(nèi)的溫度升溫至170-200°c，保持3-化； f、 平磨:將剎車片的兩面進(jìn)行平磨，要求兩面平行，誤差不大于0.05%; g、 檢測(cè)，包裝。
[000引優(yōu)選的，所述的剎車片的摩擦材料的各組分重量百分比為：石英3-7%、氧化儀3-8%、二硫化鋼5-10%、芳絕纖維2-5%、紫銅纖維2-5%、碳纖維10-20%、硫酸領(lǐng)10-20%、娃酸儀3- 100/0、氧化侶2-5%、酪醒樹脂25-350/0。
[0009] 優(yōu)選的，W所述的步驟d中壓制7.Omm厚度的剎車片為例，壓模裝置的參數(shù)設(shè)定為： 壓制時(shí)間 15-30min、溫度 130-160°C、壓力 30-40MPa。
[0010] 芳絕纖維是一種新型高科技合成纖維，具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐 堿、重量輕、絕緣、抗老化、生命周期長(zhǎng)等優(yōu)良性能，廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料、防彈制品、建材、 特種防護(hù)服裝、電子設(shè)備等領(lǐng)域。芳絕全稱為"聚對(duì)苯二甲酯對(duì)苯二胺"，是一種新型高科技 合成纖維，具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能，其強(qiáng)度是鋼絲的 5~6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2~3倍，初性是鋼絲的2倍，而重量?jī)H為鋼絲的1/5左右， 在560度的溫度下，不分解，不融化。它具有良好的絕緣性和抗老化性能，具有很長(zhǎng)的生命周 期。芳絕的發(fā)現(xiàn)，被認(rèn)為是材料界一個(gè)非常重要的歷史進(jìn)程。
[0011] 芳絕纖維的突出優(yōu)點(diǎn)是具有很好的熱穩(wěn)定性，當(dāng)溫度達(dá)到50(TC時(shí)，才發(fā)生熱分 解，并且芳絕纖維的密度比石棉纖維的小，將芳絕纖維切斷成短纖維，經(jīng)過研磨原纖化，使 其表面呈蓬松的毛羽狀，纖維表面積增大，經(jīng)過處理后的纖維具有很好的吸附性。在使用過 程中，芳絕纖維呈現(xiàn)出摩擦系數(shù)穩(wěn)定，磨損率低，強(qiáng)度好的特性。
[0012] 紫銅纖維具有金屬單質(zhì)銅的硬度，耐磨損，導(dǎo)熱性好等優(yōu)點(diǎn)，在剎車片中添加紫銅 纖維可W起到提高摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性，降低磨損率的作用，同時(shí)，高溫軟化的紫銅纖維還可 W對(duì)在剎車過程中損失的粘合劑起到一定的補(bǔ)償作用。
[0013] 碳纖維(carbon fiber,簡(jiǎn)稱CF),是一種含碳量在95%W上的高強(qiáng)度、高模量纖維 的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆擱而成，經(jīng)碳化及石 墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維"外柔內(nèi)剛"，質(zhì)量比金屬侶輕，但強(qiáng)度卻高于鋼 鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國(guó)防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳 材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。碳纖維具有許 多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高 溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐 腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。碳纖維強(qiáng)度高、高溫性 能好，耐磨損且具有一定的吸音功能，但變形能力差。
[0014] 增強(qiáng)纖維是摩擦材料的重要組分，具有一定的強(qiáng)度和初性，能夠起到骨架作用，對(duì) 材料的摩擦磨損性能有著重要作用。本發(fā)明中用芳絕纖維、紫銅纖維和碳纖維作為機(jī)械強(qiáng) 度、制動(dòng)力的增強(qiáng)劑，采用芳絕纖維、紫銅纖維和碳纖維作為增強(qiáng)劑，剎車片耐高溫性能好， 硬度合適，可W有效降低因粘著磨損而引起的震顫，有利于降低摩擦?xí)r的噪音。
[0015] 二硫化鋼是重要的固體潤(rùn)滑劑，特別適用于高溫高壓下。它被被譽(yù)為"高級(jí)固體潤(rùn) 滑油王"。二硫化鋼是由天然鋼精礦粉經(jīng)化學(xué)提純后改變分子結(jié)構(gòu)而制成的固體粉劑。本品 色黑稍帶銀灰色，有金屬光澤，觸之有滑膩感，不溶于水。產(chǎn)品具有分散性好，不粘結(jié)的優(yōu) 點(diǎn)，可添加在各種油脂里，形成絕不粘結(jié)的膠體狀態(tài)，能增加油脂的潤(rùn)滑性和極壓性。也適 用于高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷的機(jī)械工作狀態(tài)，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。
[0016] 二硫化鋼用于摩擦材料主要功能是低溫時(shí)減摩，高溫時(shí)增摩，燒失量小，在摩擦材 料中易揮發(fā)。
[0017] 酪醒樹脂:酪醒樹脂也叫電木，又稱電木粉。原為無色或黃褐色透明物，市場(chǎng)銷售 往往加著色劑而呈紅、黃、黑、綠、棟、藍(lán)等顏色，有顆粒、粉末狀。耐弱酸和弱堿，遇強(qiáng)酸發(fā)生 分解，遇強(qiáng)堿發(fā)生腐蝕。不溶于水，溶于丙酬、酒精等有機(jī)溶劑中。苯酪醒或其衍生物縮聚而 得。酪醒樹脂一個(gè)重要的應(yīng)用就是作為粘結(jié)劑。酪醒樹脂是一種多功能，與各種各樣的有機(jī) 和無機(jī)填料都能相容的物質(zhì)。設(shè)計(jì)正確的酪醒樹脂，潤(rùn)濕速度特別快。并且在交聯(lián)后可W為 磨具、耐火材料，摩擦材料W及電木粉提供所需要的機(jī)械強(qiáng)度，耐熱性能和電性能。本發(fā)明 中酪醒樹脂是粘結(jié)劑。
[0018] 對(duì)于一般的摩擦材料，摩擦滑動(dòng)面達(dá)到300°C W上高溫的苛刻條件下時(shí)，因酪醒樹 脂熱分解所生成的液狀分解物等會(huì)作為潤(rùn)滑成分存在于滑動(dòng)面上，因此會(huì)容易產(chǎn)生摩擦系 數(shù)大幅降低的現(xiàn)象。本發(fā)明中加入娃酸儀，因熱分解而產(chǎn)生的液狀熱分解物等容易吸附在 具有大比表面積的娃酸儀的細(xì)孔中，從而抑制摩擦系數(shù)大幅降低。
[0019] 石英：由二氧化娃組成的礦物，化學(xué)式Si02。純凈的石英無色透明，因含微量色素 離子或細(xì)分散包裹體，或存在色屯、而呈各種顏色，并使透明度降低;玻璃光澤，斷口呈油脂 光澤。硬度7;無解理；貝殼狀斷口。比重2.65。具壓電性。石英砂是一種堅(jiān)硬、耐磨、化學(xué)性能 穩(wěn)定的娃酸鹽礦物，其主要礦物成分是Si02。石英砂的顏色多種多樣常為乳白色、無色、灰 色。硬度為7，性脆，無解理，貝殼狀斷口。油脂光澤，密度為2.65克/立方厘米，其化學(xué)、熱學(xué) 和機(jī)械性能具有明顯的異向性，不溶于酸，微溶于KO田容液，烙點(diǎn)1750°C。具壓電性。
[0020] 本發(fā)明中石英、氧化儀、氧化侶和硫酸領(lǐng)為填充劑，主要作用是提高摩擦材料的摩 擦力矩和摩擦系數(shù)，增加摩擦材料的耐磨損系數(shù)。
[0021] 本發(fā)明中二硫化鋼和娃酸儀W及碳纖維相結(jié)合，二硫化鋼可W充分利用娃酸儀的 大比表面積的中空結(jié)構(gòu)，擴(kuò)散的更好，潤(rùn)滑效果更佳，而碳纖維在二硫化鋼的潤(rùn)滑下，克服 了其變形能力差得缺點(diǎn)，大大提高了剎車片的耐磨損性能，延長(zhǎng)了剎車片的使用壽命。
[0022] 石英的