《一种盘式摩擦材料及其制作方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种盘式摩擦材料及其制作方法.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102533221 A (43)申请公布日 2012.07.04 CN 102533221 A *CN102533221A* (21)申请号 201110454728.8 (22)申请日 2011.12.30 C09K 3/14(2006.01) C08J 5/14(2006.01) (71)申请人 珠海格莱利摩擦材料有限公司 地址 519041 广东省珠海市金湾区三灶镇金 湖路 53 号 (72)发明人 王孟 易汉辉 万鹏 (74)专利代理机构 广州市红荔专利代理有限公 司 44214 代理人 王贤义 (54) 发明名称 一种盘式摩擦材料及其制作方法 (57) 摘要。
2、 本发明公开了一种盘式摩擦材料， 另外还公 开了一种能避免环境污染、 耐热性好、 性能稳定、 摩擦系数高的盘式摩擦材料制作方法。该盘式摩 擦材料含有钢纤维 25-35 份、 芳纶纤维 0.5-1.5 份、 碳类物质 24-30 份、 粘接剂 7-9 份、 重晶石粉 25-30 份、 填料 21-22 份。该制作方法采用干法 预成型工艺， 按以下步骤进行 ：（1） 混料 ： 取部分 钢纤维和芳纶纤维、 全部重晶石放入混料机中进 行搅拌， 然后放入剩余材料再次进行搅拌 ；（2） 预 压成型 ： 把混好的料投入到冷压模具中压力成型 为冷坯 ；（3） 热压 ： 将冷坯放入模具中进行压制 ； （4） 热。
3、处理 ： 在烘烤箱内进行热处理， 从室温升温 到 200烘烤 9-19 小时。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 1/1 页 2 1. 一种盘式摩擦材料， 其特征在于 ： 包括下列重量份的原材料制成 ： 钢纤维 25-35 份、 芳纶纤维0.5-1.5份、 碳类物质24-30份、 粘接剂7-9份、 重晶石粉25-30份、 填料21-22份， 所述填料包括摩擦粉、 铬铁矿粉和三硫化锑。 2. 根据权利要求 1 所述的一种盘式摩擦材料， 其特征在于 ： 所述碳类物质包括合成石 。
4、墨 4-6 份、 天然石墨 8-10 份、 无定型碳 12-16 份。 3. 根据权利要求 1 所述的一种盘式摩擦材料， 其特征在于 ： 所用粘接剂包括丁腈改性 树脂 6-7 份、 橡胶粉 1-2 份。 4. 一种盘式摩擦材料的制作方法， 其特征在于 ： 采用干法预成型工艺， 按以下步骤进 行 ： （1） 混料 ： 先将全部的钢纤维和芳纶纤维、 部分重晶石放入混料机中进行搅拌， 再放入 剩余原料进行搅拌 ； （2） 热压 ： 将混拌料直接放入模具中， 压制温度 1505， 压力 30-40Mpa， 按保温保压 40-60s/mm条件下进行热压， 保压15-20s后排第一次气， 每次排气停留时间。
5、为2-4s， 以后每 隔 10s 开模排气 6-12 次 ； （3） 热处理 ： 在烘烤箱内进行热处理， 从室温 140等速升温 1-2 个小时， 保温 1-2 个 小时， 140 160升温 1 个小时， 保温 2-3 个小时， 160 180升温 1 个小时， 保温 2-3 个 小时， 180 200升温 1 个小时， 保温 4-6 个小时， 在降温到 120后打开炉门自然冷却到 室温。 5.根据权利要求4所述的一种盘式摩擦材料的制作方法， 其特征在于 ： 在进行步骤 （2） 之前， 先预压成型， 把混好的料投入到预成型模具中， 采用 400-500kg/cm2压力成型为冷坯， 再将冷坯放。
6、入模具中进行压制。 6. 根据权利要求 4 所述的一种盘式摩擦材料的制作方法， 其特征在于 ： 步骤 （1） 中， 先 将全部的芳纶纤维和部分重晶石搅拌 2-3 分钟， 再放入剩余原料在主浆转速 80-100r/min 下搅拌 10-15 分钟。 权 利 要 求 书 CN 102533221 A 2 1/6 页 3 一种盘式摩擦材料及其制作方法 技术领域 0001 本发明涉及一种盘式摩擦材料及其制作方法。 背景技术 0002 摩擦材料是一种应用在动力机械上， 依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件 材料， 它主要包括制动器衬片 （刹车片） 和离合器面片 （离合器片） 。以往技术中， 摩擦材料一。
7、 般包含有石棉成份， 以满足耐高温的要求， 但石棉成分的摩擦材料在制作和使用过程中， 均 会产生石棉粉悬浮在空气中， 容易造成空气污染且对人体有害， 因此， 世界各国都相继研制 出无石棉摩擦材料。 然而， 随着汽车工业的飞速发展， 汽车等运输工具向高速、 大型、 重载方 向发展， 对制动的安全性提出更高的要求， 相对于大客车、 重载车， 越来越多的车辆逐步由 鼓式制动改为盘式制动， 这对摩擦材料性能稳定性有更高的要求， 对于鼓式制动片其单位 面积上所承受制动的能量要远小于盘式片， 在制动的过程中， 大量热能聚集在摩擦片表面 使其温度剧烈升高， 这就要求车辆在高速连续制动的过程中必须有足够的摩擦。
8、系数来保持 安全制动距离， 因此开发一种耐高温、 有足够摩擦系数的特殊摩擦材料是研究的重要方向。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足， 提供一种能避免环境污染、 耐热性好、 性能稳定、 摩擦系数高的盘式摩擦材料及其制作方法。 0004 本发明一种盘式摩擦材料所采用的技术方案是 ： 包括下列重量份的原材料制成 ： 钢纤维 25-35 份、 芳纶纤维 0.5-1.5 份、 碳类物质 24-30 份、 粘接剂 7-9 份、 重晶石粉 25-30 份、 填料 21-22 份， 所述填料包括摩擦粉、 铬铁矿粉和三硫化锑。 0005 优化的， 所述碳类物质包括合成石墨 4-6。
9、 份、 天然石墨 8-10 份、 无定型碳 12-16 份。 0006 优化的， 所用粘接剂包括丁腈改性树脂 6-7 份、 橡胶粉 1-2 份。 0007 本发明一种盘式摩擦材料的制作方法所采用的技术方案是 ： 采用干法预成型工 艺， 按以下步骤进行 ： （1） 混料 ： 先将全部的钢纤维和芳纶纤维、 部分重晶石放入混料机中进行搅拌， 再放入 剩余原料进行搅拌 ； （2） 热压 ： 将混拌料直接放入模具中， 压制温度 1505， 压力 30-40Mpa， 按保温保压 40-60s/mm条件下进行热压， 保压15-20s后排第一次气， 每次排气停留时间为2-4s， 以后每 隔 10s 开模排气 。
10、6-12 次 ； （3） 热处理 ： 在烘烤箱内进行热处理， 从室温 140等速升温 1-2 个小时， 保温 1-2 个 小时， 140 160升温 1 个小时， 保温 2-3 个小时， 160 180升温 1 个小时， 保温 2-3 个 小时， 180 200升温 1 个小时， 保温 4-6 个小时， 在降温到 120后打开炉门自然冷却到 室温。 0008 优化的， 在进行步骤 （2） 之前， 先预压成型， 把混好的料投入到预成型模具中， 采用 说 明 书 CN 102533221 A 3 2/6 页 4 400-500kg/cm2压力成型为冷坯， 再将冷坯放入模具中进行压制。 0009 优。
11、化的， 步骤 （1） 中， 先将全部的芳纶纤维和部分重晶石搅拌 2-3 分钟， 再放入剩 余原料在主浆转速 80-100r/min 下搅拌 10-15 分钟。 0010 本发明的有益效果是 ： 由于本发明包括下列重量份的原材料混合而成 ： 钢纤维 25-35份、 芳纶纤维0.5-1.5份、 碳类物质24-30份、 粘接剂7-9份、 重晶石粉25-30份、 填料 21-22 份， 所述填料包括摩擦粉、 铬铁矿粉和三硫化锑， 与现有的技术相比， 本发明采用金属 纤维、 有机纤维作为纤维组分， 摩擦材料不含石棉成分， 解决了产品强度问题， 粘接剂的成 分少， 即树脂所含游离酚少， 由于高温下树脂热分。
12、解， 产生气体会形成气垫膜， 降低了摩擦 系数， 为此在减少树脂用量的时候要考虑材料的抗压强度， 所以采用了钢纤维为主、 芳纶纤 维为辅来提供材料的强度来满足耐冲击、 剪切力， 尤其在高温情况下， 一般有机纤维的强度 会有明显的减弱， 而钢纤维在高温下具有优良的韧性和稳定性， 同时加入碳类物质较多， 提 高产品气孔率， 高碳材料解决产品表面热斑问题， 使用后的产品表面平整无龟裂， 摩擦盘表 面无刮伤， 制动效果好， 所制得的摩擦材料具有耐磨、 热衰退小， 而且， 有效地改善产品制动 性能、 对偶损伤， 所以本发明能避免环境污染、 耐热性好、 性能稳定、 摩擦系数高、 对偶磨损 小。 具体实施方。
13、式 0011 下面给出本发明的思路及具体实施例对本发明详细说明。 0012 本发明盘式摩擦材料包括下列重量份的原材料制成 ： 钢纤维 25-35 份、 芳纶纤维 0.5-1.5份、 碳类物质24-30份、 粘接剂7-9份、 重晶石粉25-30份、 填料21-22份， 所述填料 包括摩擦粉、 铬铁矿粉和三硫化锑， 所述碳类物质包括合成石墨 4-6 份、 天然石墨 8-10 份、 无定型碳 12-16 份， 所用粘接剂包括丁腈改性树脂 6-7 份、 橡胶粉 1-2 份。 0013 本发明配方的设计思路是考虑到高温下摩擦片要有较高的摩擦系数， 而碳类物质 具有高温下稳定的化学性能， 汽车制动摩擦盘表。
14、面温度可达 700-800， 石墨、 焦碳物质可 在此温度下保持稳定并提供稳定的摩擦系数， 因此， 本发明在以低树脂、 钢纤维为主的结构 下， 添加人造石墨、 天然石墨、 无定型碳来提高产品的耐热性， 其主要表现为碳物质的稳定 和高导热性来减低低材料的温度， 来达到高温制动下对材料的保护， 采用了高碳材料解决 产品表面热斑问题， 使用后的产品表面平整无龟裂， 摩擦盘表面无刮伤， 制动效果好， 其中， 采用人造石墨是碳量纯度高， 不会降低摩擦系数， 采用无定性碳石墨作为减磨材料， 可有效 控制摩擦系数在设计范围内， 所述粘接剂采用丁腈改性树脂， 要求树脂所含游离酚少， 由于 高温下树脂热分解， 。
15、产生气体会形成气垫膜， 降低摩擦系数， 这就要求树脂及有机物成分不 能过多。为了避免树脂过少造成粘接不均， 要求树脂细度在 200 目 -300 目， 混料充分均匀， 一般在高温情况下有机粘接的摩擦材料的强度会降低， 为此在减少树脂用量的时候要考虑 材料的抗压强度， 本发明采用钢纤维为主， 芳纶纤维为辅来提供材料的强度来满足耐冲击、 剪切力， 尤其在高温情况下一般有机纤维的强度会有明显的减弱， 而钢纤维在高温下具有 优良的韧性和稳定性， 填料中包括摩擦性能调节剂和改善产品硬度的材料， 本配方以高碳 材料为主， 配合摩擦性能调节剂， 有效解决高温下产品摩擦系数的衰退和过度磨损， 有利于 制动盘表。
16、面平滑起到保护对偶作用， 其中固体润滑剂三硫化锑具有高温稳定摩擦系数性 能， 能提高产品在高温下的耐磨性。 说 明 书 CN 102533221 A 4 3/6 页 5 0014 耐高温高碳摩擦片的生产方法如下 ： （1） 混料 ： 先称取部分钢纤维和芳纶纤维、 全部重晶石放入犁耙式混料机中， 开绞刀 搅拌 2-3 分钟， 然后放入其它原材料在 2900r/min 转速下， 主浆转速 80-100r/min 下搅拌 10-15 分钟。 0015 （2） 预压成型 ： 把混好的料投入到冷压模具中采用 400-500kg/cm2压力成型冷坯。 0016 （3） 热压 ： 将冷坯放入模具中， 在压制。
17、温度 1505， 压力 30-40Mpa， 按保温保压 40-60s/mm条件下进行热压， 保压15-20s后排第一次气， 每次排气停留时间为2-4s， 以后每 隔 10s 开模排气 6-12 次。 0017 （4） 热处理 ： 在烘烤箱内进行热处理， 从室温 140等速升温 1 个小时， 保温 2 个 小时， 140 160升温 1 个小时， 保温 2 个小时， 160 180升温 1 个小时， 保温 2 个小时 180 200升温 1 个小时， 保温 4 个小时。在降温到 120后打开炉门自然冷却到室温。 0018 下面例举几个具体实施例来进行说明 ； 具体实施方式 ： 实施例 1 ： 钢。
18、纤维 25 份， 芳纶纤维 0.5 份， 树脂 6 份， 胶粉 1 份， 碳类物质 24 份， 重晶石 25 份， 其它填料 21 份， 按上述工艺进行混料， 压制， 热处理所制得的材料进行定速式试验结 果如表 1 实施例 2 ： 钢纤维 30 份， 芳纶纤维 1 份， 树脂 6 份， 胶粉 2 份， 碳类物质 28 份， 重晶石 27 份， 其它填料 22 份。按上述工艺进行混料， 压制， 热处理所制得的材料进行定速式试验结果 如表 2 说 明 书 CN 102533221 A 5 4/6 页 6 实施例 3 ： 钢纤维 35 份， 芳纶纤维 1.5 份， 树脂 7 份， 胶粉 2 份， 碳。
19、类物质 30 份， 重晶石 30份， 其它填料22份。 按上述工艺进行混料， 压制， 热处理所制得的材料进行定速式试验结 果如表 3 实施例 4 ： 钢纤维 35 份， 芳纶纤维 0.5 份， 树脂 6 份， 胶粉 2 份， 碳类物质 24 份， 重晶石 30 份， 其它填料 21 份， 按上述工艺进行混料， 压制， 热处理所制得的材料进行定速式试验结 果如表 4 实施例 5 ： 钢纤维 35 份， 芳纶纤维 0.5 份， 树脂 6 份， 胶粉 2 份， 碳类物质 24 份， 重晶石 说 明 书 CN 102533221 A 6 5/6 页 7 30 份， 其它填料 21 份， 按上述工艺进行。
20、混料， 压制， 热处理所制得的材料进行定速式试验结 果如表 5 ： 实施例 6 ： 钢纤维 25 份， 芳纶纤维 1.5 份， 树脂 7 份， 胶粉 2 份， 碳类物质 30 份， 重晶石 28 份， 其它填料 22 份， 按上述工艺进行混料， 压制， 热处理所制得的材料进行定速式试验结 果如表 6 ： 实施例 7 ： 钢纤维 30 份， 芳纶纤维 1 份， 树脂 7 份， 胶粉 1 份， 碳类物质 27 份， 重晶石 25 份， 其它填料 21.5 份。按上述工艺进行混料， 压制， 热处理所制得的材料进行定速式试验结 果如表 7 ： 说 明 书 CN 102533221 A 7 6/6 页 。
21、8 比较例， 本公司在本发明之前采用的配方结构 ： 钢纤维 23 份， 芳纶纤维 0.5 份， 树脂 12 份， 碳类物质 13 份， 重晶石 25 份， 其它填料 27 份。 0019 按上述工艺进行混料， 压制， 热处理所制得的材料进行定速式试验结果如表 8 ： 由此可见通过增加碳类物质， 减少树脂， 改善了摩擦磨损性能， 本发明在某汽车运输公司大巴上装车使用， 平均行程约 45000 公里， 使用后， 司机反映 制动效果好， 高速制动平稳， 急刹车不甩尾， 刹车无明显噪音， 刹车片表面无龟裂， 比之前的 产品有明显改善。 本发明产品在国内公交车上使用， 客户反应产品耐磨性好， 与其他厂家比 较本产品使用寿命是其他产品的 2-3 倍， 其性能达到进口片效果。 0020 本产品通过上述测定表明， 产品的摩擦系数、 磨损率、 指定摩擦系数公差符合国家 标准。通过对产品的装车路试， 本发明刹车片可达到进口片要求， 有广阔的市场前景。 说 明 书 CN 102533221 A 8 。