CN101768323A - 用于制备钢纤维制动片的材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制备钢纤维制动片的材料由酚醛树脂、摩擦粉、丁晴橡胶、氧化铝、铬铁矿、长石、粉碎型钢棉纤维、针状硅灰石粉、轮胎粉、氧化镁、木质素纤维组成,各组分质量百分含量为:酚醛树脂8~12%;摩擦粉5~15%;丁晴橡胶2~5%;氧化铝5~10%;铬铁矿15~25%;长石5~8%;钢纤维6~10%;硅灰石粉10~15%;轮胎粉15~20%;氧化镁2~5%;木质素纤维15~20%。采用本发明所述材料制得的钢纤维刹车片的制动性能较好、摩擦系数稳定,对对偶无伤害,具有高的热导率,摩擦过程散热良好,塑性好,粉碎型钢棉纤维具有强度高,成本低廉,能满足一般制动的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种刹车片的材料,特别涉及一种用于制备钢纤维制动片的材料。
背景技术
制动片(刹车片)是各种机器设备的制动器、离合器和摩擦传动装置中不可缺少的部件之一。它的最重要的特点是它能吸收动能,并将动能转化为热散发到空气中去,制动片本身没有毁坏性的磨损,摩擦部件不受破坏。
机动车刹车片常采用非金属和半金属摩擦材料,通常以橡胶、树脂作粘接基体,加入金属和非金属成分的粉末作为填充物制得的,在材料中还经常加入耐高温的纤维,如石棉及一些矿物和陶瓷纤维等。而摩擦材料中大多以石棉作为主要成分。由于石棉对人体健康的危害十分明显,已公认为致癌物质,许多国家都已禁止使用,我国已有相关标准(GB20073-20064.1.1.3,QC/T655-20054.1.4)禁止使用石棉。作为石棉的替代品主要有芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维以及其他具有良好耐热性、增强性能和摩擦性能的纤维。
目前市场一般使用的无石棉刹车片,如:摩托车制动器中使用的刹车片,其主要是由下列材料构成:树脂+改性树脂、钢棉、普通轮胎粉、一般摩擦粉、硅灰纤维石粉、木质纤维及其它成分。其中钢纤维无石棉刹车片虽然能满足基本的制动性能,有成本较低的优点,使用在前制动器上时制动疲软,有与对偶(铸铁或钢)具有亲和性,摩擦系数稳定性不高,钢棉中Mn、P含量较高,不利于摩擦对偶等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制备钢纤维制动片的材料,采用本发明材料制备的刹车片制动性能高、摩擦系数稳定,对对偶伤害较小、具有高的热导率,摩擦过程散热良好,塑性好,由于特殊工艺的防锈处理,明显减缓了在空气中的氧化速度。
本发明的技术方案是:
用于制备钢纤维制动片的材料由酚醛树脂、摩擦粉、丁晴橡胶、氧化铝、铬铁矿、长石、粉碎型钢棉纤维、针状硅灰石粉、轮胎粉、氧化镁、木质素纤维组成,各组分质量百分含量为:
酚醛树脂8~12%;摩擦粉5~15%;丁晴橡胶2~5%;氧化铝5~10%;铬铁矿15~25%;长石5~8%;钢纤维6~10%;硅灰石粉10~15%;轮胎粉15~20%;氧化镁2~5%;木质素纤维15~20%。
本发明所述用于制备钢纤维制动片的材料较好的技术方案是,各组分质量百分含量为:酚醛树脂8~11%;摩擦粉7~9%;丁晴橡胶2~5%;氧化铝5~7%;铬铁矿15~17%;长石5~7%;钢纤维6~10%;硅灰石粉10~12%;轮胎粉15~16%;氧化镁2~5%;木质素纤维16~17%。
本发明所述的材料:
酚醛树脂采用山东莱芜润达化工公司生产型号为RB-M20的同名产品;
摩擦粉采用福建建阳新华化工公司生产的腰果壳油摩擦粉;
丁晴橡胶采用湖北黄石鑫溢矿产公司生产的同名产品;
氧化铝采用AL2O3含量>98%的市售产品,粒度为325目;
铬铁矿采用Cr2O3 12~30%、AL2O≤11%、SiO2≤10%、Fe2O≤25%的市售产品,粒度为200目和325目;
长石采用K2O>8.5、Na2O>3.5、AL2O3≤10、SiO2≤50的市售产品,其粒度325目;
钢纤维采用青岛鑫利得金属纤维优先公司生产的粉碎型钢棉纤维(防锈),其中钢纤维的长度为1-3mm,直径为0.05-0.08mm,C含量0.07~0.12%,Si含量≤0.1%,Mn含量≤1.25%,S含量≤0.04%,P含量≤0.10%;
硅灰石粉采用湖北黄石鑫溢矿产公司生产的针状硅灰石粉;
轮胎粉采用湖北黄石鑫溢矿产公司生产的同名产品,其灰份<8%,水份<0.9%,产品粒度为30目、40目和60-80目;
氧化镁采用MgO≥60%,CaO≥28%,SiO2为1.10%,Fe2O3为0.23%的市售产品,粒度为325目;
木质素纤维采用青岛翔宇纤维材料公司生产的同名产品,其灰份含量≤18,酸碱度ph为7,水份含量≤3.0%,吸油率为5.8,含水量为3.2%,抗拉强度为1200Mpa,受拉弹性模量为2.4×10Mpa,延长率≥5.7%。
本发明所述各成份的性能如下:
腰果壳油摩擦粉可以减少对偶磨损,减缓摩擦件温升,降低噪音,保护环境,轻载、重载、急刹、慢刹均能保持性能稳定,不含苯醛、重金属,对人身体无害;
少量的丁晴橡胶,可以有效改善摩擦材料的微观形态,作为改善酚醛树脂性能的改质剂,可以控制制品的“粘弹性”,降低基体的弹性模量,改善与摩擦对偶的贴合性,能使制品的磨耗值变小,降低或防止制动噪音。有明显的增韧效果,能使抗冲击性能显著提高;
氧化铝可以耐高温、耐磨,通常作为填充剂使用;
铬铁矿和长石用于提高摩擦系数,增强制品的强度;
粉碎型钢棉纤维(防锈)使制品吸热、散热更快,高温时稳定摩擦系数,控制热衰退,有效调整摩擦材料的高温耐磨性,具有较好的塑性,成本低廉,是理想的增强材料;
针状硅灰石粉可以提高摩擦系数,降低磨损,提高摩擦稳定性,无噪音,环保;
轮胎粉用于降低制动噪音;
氧化镁可以提高摩擦系数稳定性,改善工艺性能,提高摩擦材料耐磨性;
木质素纤维可以明显减少噪音,加强各原材料之间的结合力,提高生产品质,摩擦性能对温度不敏感,不受轻载和重载的影响,减少对偶的磨损,吸水率低,降低了整个摩擦材料的硬度,增加了摩擦材料的耐压性。
因此采用本发明所述材料制备的刹车片制动性能高、摩擦系数稳定、散热快、对对偶伤害较小、具有高的热导率,能保证摩擦过程散热良好;具有良好的塑性;由于钢纤维为粉碎型钢棉纤维(防锈),其粉碎型钢棉纤维经过防锈处理,明显减缓了刹车片在空气中的氧化速度。本发明所述材料由于没有无石棉,避免了由石棉造成的生产制造和使用过程中的环境污染和人体伤害,因此有利于环境保护。
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明:
按表1取本发明所述材料,用开炼机将集束状态的纤维***成单个纤维---配料---高速混料---成型压片---切割---磨片---检验---包装,即得无石棉钢纤维制动片(刹车片)。
表1(单位:克)
序号 | 酚醛树脂 | 腰果壳油摩擦粉 | 丁晴橡胶 | 氧化铝 | 铬铁矿 | 长石 | 粉碎型钢棉纤维(防锈) | 针状硅灰石粉 | 轮胎粉 | 氧化镁 | 木质素纤维 |
1 | 8 | 8 | 2 | 6 | 17 | 7 | 10 | 10 | 15 | 2 | 15 |
2 | 10 | 8 | 4 | 7 | 15 | 5 | 6 | 10 | 15 | 5 | 15 |
3 | 9 | 9 | 5 | 5 | 16 | 5 | 6 | 12 | 15 | 2 | 16 |
4 | 11 | 7 | 3 | 5 | 15 | 6 | 7 | 10 | 16 | 3 | 17 |
所述刹车片经台架试验、摩擦试验或在摩托车上的路试,效果良好,试验结果见表2。
减速度:≥3.0m/s2制动次数:6次 | 减速度:4.6~4.9m/s2 | ||||
2 | 磨合前制动性能 | 制动初速度:50Km/h;初始温度:60±5℃减速度:≥5.4m/s2制动次数:6次 | 操纵力:20~250N | 操纵力:190.2N~194.5N减速度:6.0~6.2m/s2 | 合格 |
减速度:≥3.0m/s2制动次数:6次 | 减速度:4.6~4.9m/s2 | ||||
3 | 磨合试验 | 制动初速度:50Km/h;初始温度:60±5℃减速度:≥3.8m/s2制动次数:200次 | 磨合制动衬片接触面积:≥80% | 操纵力:175.6N~179.3N磨合制动衬片接触面积:≥98% | 合格 |
4 | 磨合后制动效能 | 制动初速度:50Km/h;初始温度:60±5℃减速度:≥5.9m/s2制动次数:6次 | 操纵力:20~250N | 操纵力:189.3N~191.6N减速度:6.1~6.4m/s2 | 合格 |
5 | 热恢复基准 | 制动初速度:50Km/h;初始温度:60±5℃减速度:≥4.6m/s2制动次数:3次 | 操纵力:20~250N | 操纵力:176.2N~179.3N;基准:211.5N.m减速度:4.8~5.1m/s2 | 合格 |
6 | 热衰退试验 | 制动初速度:50Km/h;首次温度:60±5℃制动次数:10次 | 操纵力:20~250N;热衰退率:≤35% | 操纵力:177.2N~179.6N;热衰退率:10.2%减速度:4.7~5.0m/s2 | 合格 |
7 | 热恢复试验 | 制动次数:5次 | 操纵力:20~250N;热恢复差率:-20%~20% | 操纵力:177.1N~178.9N;热恢复率:7.6%减速度:4.8~5.2m/s2 | 合合格 |
8 | 最终制动效能 | 制动初速度:50Km/h;初始温度:60±5℃减速度:≥5.9m/s2制动次数:6次 | 操纵力:20~250N | 操纵力:190.2N~192.6N;减速度:5.9~6.2m/s2 | 合格 |
9 | 水衰退基准 | 制动初速度:50Km/h;初始温度:60±5℃减速度:≥3.0m/s2制动次数:3次 | 操纵力:20~250N | 操纵力:168.5N~170.3N;基准:198.6N.m减速度:4.2~4.6m/s2 | 合格 |
减速度:≥3.0m/s2制动次数:6次 | 减速度:4.6~4.9m/s2 | ||||
10 | 水衰退试验 | 制动次数:5次;喷水量:≥250ml/min | 操纵力:20~250N;水衰退率:≤40% | 操纵力:167.9N~191.2N;水衰退率:25.6%减速度:4.1~4.4m/s2 | 合格 |
11 | 水恢复试验 | 制动次数:3次 | 操纵力:20~250N水恢复差率: | 操纵力:168.1N~171.2N; | 合格 |
-20%~20% | 水恢复率:12.3%减速度:4.1~4.5m/s2 |
所述刹车片通过国家非金属质量监督检验中心的无石棉的项目检验,检验结果见表3
表3无石棉钢纤维制动片摩擦性能见下表;
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种用于制备钢纤维制动片的材料,其特征在于所述钢基无石棉刹车片由酚醛树脂、摩擦粉、丁晴橡胶、氧化铝、铬铁矿、长石、钢纤维、针状硅灰石粉、轮胎粉、氧化镁、木质素纤维组成,各组分质量百分含量为:
酚醛树脂 8~12%;
摩擦粉 5~15%;
丁晴橡胶 2~5%;
氧化铝 5~10%;
铬铁矿 15~25%;
长石 5~8%;
钢纤维 6~10%;
硅灰石粉 10~15%;
轮胎粉 15~20%;
氧化镁 2~5%;
木质素纤维 15~20%。
2.根据权利要求1所述的用于制备钢纤维制动片的材料,其特征在于所述各组分质量百分含量为:
酚醛树脂 8~11%;
摩擦粉 7~9%;
丁晴橡胶 2~5%;
氧化铝 5~7%;
铬铁矿 15~17%;
长石 5~7%;
钢纤维 6~10%;
硅灰石粉 10~12%;
轮胎粉 15~16%;
氧化镁 2~5%;
木质素纤维 16~17%。
3.根据权利要求1或2所述的用于制备钢纤维制动片的材料,其特征在于:所述钢纤维为粉碎型钢棉纤维。
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