CN103267075B - 一种用离子型稀土渣作为填充料的汽车制动片 - Google Patents
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Abstract
一种用离子型稀土渣作为填充料的汽车制动片,其特征在于:按重量百分比计算,离子型稀土渣10~15%、矿物纤维20~30%、粘结剂10~15%、石墨15~25%、高温粘结剂2~5%、芳纶增强纤维1~3%、增摩材料5~10%,对离子型稀土渣、矿物纤维、石墨原材料均匀混料后采用超声波处理、机械活化颗粒表面,增强颗粒间的接触力;然后再与其余原料混料经压制成型热处理固化成制动片。本发明用稀土渣取代传统的矿物填料,制备的制动片其摩擦系数更加稳定,且高温性能更好,磨损率不但不受影响反而更低。材料可回收再利用,循环再利用率高,原料来源丰富,造价低。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车制动片,尤其涉及一种用南方离子型稀土渣作为填充料完全取代矿物填料的汽车制动片。
背景技术
制动片是汽车制动***重要的***件,制动片的质量好坏直接影响汽车的刹车性能,关系到汽车驾乘人员的生命财产安全。随着汽车科技飞速发展带动车速和载荷的提高,对制动片的要求也越来越高。摩擦性能是摩擦材料最主要、最关键的性能。填料分散在摩擦材料内,在表面形成一个个微凸体。当摩擦温度(包括这些突起与金属接触的填料颗粒的体积温度)低于粘接剂的分解温度时,界面的机械作用是主要的。这些填料通过犁沟和微切削作用,使表面层受到磨伤,其程度大小主要取决于摩擦副材质之间的硬度差别以及微凸体的形状和高度。这可大致归入磨料磨损的现象。另外,摩擦材料在工作时,有时温度会达到300℃以上,无论是暴露在空气中或在与对偶材料贴合的情况下,都会发生氧化分解现象,分解物为苯、甲苯、甲酚、醛等低分子化合物,以及甲烷、一氧化碳、二氧化碳等气体,这些低分子化合物在受热时可以化为气体,冷却时又成为液体,并与甲烷、一氧化碳、二氧化碳等气体一起组成了液-气相的边界层,使原来摩擦材料与对偶材料之间的干摩擦成为有边界摩擦、液体摩擦和半液体摩擦的混合摩擦,造成摩擦系数下降。而填料吸附在纤维表面并分散在软的基体中形成一种有一定硬度的质点,承受一定的压力并和对偶材料之间产生摩擦力,弥补因热衰退造成的摩擦系数下降,同时作为磨料在接触表面清洁聚合物分解的残留物,从而使摩擦界面的宏观摩擦性能得以调节。目前,制动片主要有两大类:一类是粉末烧结材料制动片。另一类是树脂基粘结剂复合材料制动片,制作工艺简单,价格低廉,目前汽车制动片用摩擦材料得到广泛应用。其传统的配方组分一般为:粘结剂10-15%,增强纤维25-40%,石墨10-20%,增摩材料5-10%,硫化物5-10%,摩擦粉等调节剂5-10%,以及矿物填料10-20%。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用离子型稀土渣作为填充料的汽车制动片,克服用矿物填料制备的制动片造价高、摩擦系数随温度变化大、高温磨损率偏大的缺点。
一种用离子型稀土渣作为填充料的汽车制动片,其特征在于:按重量百分比计算,离子型稀土渣10~15%、矿物纤维20~30%、粘结剂10~15%、石墨15~25%、高温粘结剂2~5%、增强纤维1~3%、增摩材料5~10%,对离子型稀土渣、矿物纤维、石墨原材料均匀混料后采用超声波处理、机械活化颗粒表面,增强颗粒间的接触力;然后再与其余原料混料经压制成型热处理固化成制动片。
一种用离子型稀土渣作为填充料的汽车制动片,其特征在于:离子型稀土渣为南方离子型稀土提炼后的废渣,经过滤干或者晒干表面水分、烘烤、加热烧结、研磨制粉而成,其形状为粉末颗粒状。
一种用离子型稀土渣作为填充料的汽车制动片,其特征在于:矿物纤维为硅酸盐类天然无机矿物纤维;粘结剂为热塑性酚醛树脂;高温粘结剂为硫化物高温粘结剂;增摩材料为萤石粉及氧化铝。
本发明的有益效果是:完全取代传统的矿物填料,降低成本,如含硫酸钡矿物填料市场价约1000元/吨,而离子型稀土渣制作及商业成本低于200元/吨,原料来源丰富,造价低,而且制备的刹车片摩擦系数稳定,在300-350℃高温时,仍能保持较高的摩擦系数和较低的磨损率,平均硬度值为35HRM,能抵抗频繁的热变化,抗热疲劳性好,使用寿命长,安全可靠。另外由于本稀土渣为稀土分离企业的弃物,回收再利用,保护环境。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图;
图2为离子型稀土渣处理工艺流程图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明:
实施例1 :按重量比,离子型稀土渣12份,矿物纤维35份、粘结剂12份、石墨15份、高温粘结剂3份、芳纶增强纤维2份、增摩材料8份,摩擦粉等调节剂13份。其中,离子型稀土渣为南方离子型稀土提炼后的废渣,经过滤干或者晒干表面水分、烘烤、加热烧结、研磨制粉而成,其形状为粉末颗粒状;矿物纤维为硅酸盐类天然无机矿物纤维;粘结剂为热塑性酚醛树脂;石墨为鳞片状石墨;高温粘结剂为金属硫化物等;增摩材料为萤石粉及氧化铝等。其中,离子型稀土渣为离子型稀土提炼后的废渣,经过滤干或者晒干表面水分、烘烤、加热烧结、研磨制粉而成,其形状为粉末颗粒状,如图2所示工艺。再经如图1所示工艺:对离子型稀土渣、矿物纤维、石墨原材料均匀混料后采用超声波处理、机械活化颗粒表面,增强颗粒间的接触力;然后再与其余原料混料经压制成型热处理固化成制动片。
根据以上的配方设计,按照如下的加工工艺加工产品样品,并进行性能测试:磨削、安装附件、印标、包装(现有工艺条件下)。
性能检测如表1所示。
试验结果:其摩擦系数μ在150~300℃为0.38±0.08,100~330℃之间总磨损率V(10-7cm3/N·M):=1.57。摩擦性能稳定,符合国家标准。
表1. 实例1成分样品鼓式片摩擦性能检测结果
实施例2 :按重量比,离子型稀土渣15份,矿物纤维35份、粘结剂12份、石墨15份、高温粘结剂3份、芳纶增强纤维2份、增摩材料8份,摩擦粉等调节剂10份。其中,离子型稀土渣为南方离子型稀土提炼后的废渣,经过滤干或者晒干表面水分、烘烤、加热烧结、研磨制粉而成,其形状为粉末颗粒状;矿物纤维为硅酸盐类天然无机矿物纤维;粘结剂为热塑性酚醛树脂;石墨为鳞片状石墨;高温粘结剂金属硫化物等。其中,离子型稀土渣为离子型稀土提炼后的废渣,经过滤干或者晒干表面水分、烘烤、加热烧结、研磨制粉而成,其形状为粉末颗粒状,如图2所示工艺。再经如图1所示工艺:对离子型稀土渣、矿物纤维、石墨原材料均匀混料后采用超声波处理、机械活化颗粒表面,增强颗粒间的接触力;然后再与其余原料混料经压制成型热处理固化成制动片。经形状检测有偏差需要整形的,可经过机械加工和钻安装孔后安装于汽车制动器上使用。
根据以上的配方设计,按照如下的加工工艺加工产品样品,并进行性能测试:磨削、安装附件、印标、包装(现有工艺条件下)。
性能检测如表2所示。
试验结果:其摩擦系数μ在150~300℃为0.38±0.08,100~300℃之间总磨损率V(10-7cm3/N·M):=1.59。摩擦性能稳定,符合国家标准。
表2. 实例2成分样品鼓式片摩擦性能检测结果
实施例3 :按重量比,矿物填料含98%的硫酸钡12份,矿物纤维35份、粘结剂12份、石墨15份、高温粘结剂3份、芳纶增强纤维2份、增摩材料8份,摩擦粉等调节剂13份。矿物纤维为硅酸盐类天然无机矿物纤维;粘结剂为热塑性酚醛树脂;石墨为鳞片状石墨;高温粘结剂为金属硫化物;增摩材料为萤石粉及氧化铝等。对矿物纤维、石墨原材料均匀混料后采用超声波处理、机械活化颗粒表面,增强颗粒间的接触力;然后再与其余原料混料经压制成型热处理固化成制动片。
根据以上的配方设计,按照如下的加工工艺加工产品样品,并进行性能测试:磨削、安装附件、印标、包装(现有工艺条件下)。
性能检测如表3所示。
试验结果:其摩擦系数μ在150~300℃为0.38±0.09,100~300℃之间总磨损率V(10-7cm3/N·M):=1.65。
表3. 实例3成分样品鼓式片摩擦性能检测结果
从表1与表2及表3的摩擦性能检测数据表明:用离子型稀土渣取代传统的矿物填料,制备的制动片其摩擦系数更加稳定,且高温性能更好,磨损率更低。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于此说明。对于本发明所属技术领域,在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或变型,而且性能或用途相同,则应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。
Claims (1)
1.一种用离子型稀土渣作为填充料的汽车制动片,其特征在于:按重量百分比计算,离子型稀土渣10~15%、矿物纤维20~30%、粘结剂10~15%、石墨15~25%、高温粘结剂2~5%、芳纶增强纤维1~3%、增摩材料5~10%,对离子型稀土渣、矿物纤维、石墨原材料均匀混料后采用超声波处理、机械活化颗粒表面,增强颗粒间的接触力;然后再与其余原料混料经压制成型热处理固化成制动片,离子型稀土渣为南方离子型稀土提炼后的废渣,经过滤干或者晒干表面水分、烘烤、加热烧结、研磨制粉而成,其形状为粉末颗粒状;矿物纤维为硅酸盐类天然无机矿物纤维;粘结剂为热塑性酚醛树脂;高温粘结剂为硫化物高温粘结剂;增摩材料为萤石粉及氧化铝。
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