CN104565136A - 一种复合纳米刹车片制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合纳米刹车片制造方法，蛭石具有高强度、耐高温、极好的化学稳定性和优良的摩擦磨损性能，在摩阻材料中蛭石可起到增强剂和热稳定剂的作用,用其制成的刹车片具有良好的耐热性和抗剪、抗弯强度、制动效果好，而将蛭石经过有机化处理,可以使其与酚醛树脂形成纳米复合材料,从而提高酚醛树脂的耐热性能，树脂/蛭石纳米材料的加入使得刹车片具有优良的高温摩擦性能，同时提高其使用寿命，通过对生产过程中热处理的温度控制，使得成品具有良好的机械强度和物理性能。

Description

一种复合纳米刹车片制造方法
技术领域
 本发明涉及汽车零件领域，特别是涉及一种复合纳米刹车片制造方法。
背景技术
汽车刹车片也叫汽车刹车皮，是指固定在与车轮旋转的制动鼓或制动盘上的摩擦材料，其中的摩擦衬片及摩擦衬块承受外来压力，产生摩擦作用从而达到车辆减速的目的。随着我国道路交通业、汽车工业的迅猛发展，汽车的行驶速度不断提高、载重量也不断增加，要求汽车的安全制动部件—刹车片在使用性能上要有新的突破。传统的刹车片摩擦材料主要是以石棉纤维为主，石棉是一种有毒有害物质，被人体吸入后会引起身体健康问题，而且其耐磨、耐高强度性能较差，以致造成刹车片在紧急刹车时易碎，故容易发生交通事故。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种复合纳米刹车片制造工艺。
一种复合纳米刹车片制造工艺，其具体步骤如下：
（1）将酚醛树脂、树脂/蛭石纳米材料、填料在高速混料充分混合3-5min后,加入纤维再混合1-3min；其中，所述填料为石墨和硫酸钡，其质量比为4:1；
（2）称量混合料于模具中,在Y7073-300A型液压机模压成型,压制温度150-170℃,压力25-35MPa,30s后放气一次,然后保温保压20-30min；
（3）将脱模制得的样块进行热处理:将制品放在烘箱内，从室温升至200℃，保温60-70min，然后降温到130℃,保温60-70min，升温到400℃保温60-70min，降温到155℃，保温60-79min，升温到165℃，保温60-79min；
（4）将热处理后的样品进行磨削钻孔；
（5）之后采用静电喷涂工艺，静电喷涂的工艺要求是设备的转速380-400转/分钟，温度165-175℃。
优选的，步骤（1）所述树脂/蛭石纳米材料，其制造工艺为：将酚醛树脂加热至165-175℃，待树脂完全熔融后，加入有机化蛭石，树脂与有机蛭石的质量比为1:5，启动搅拌混合器，搅拌反应2-3h，将产物倒出。
优选的，步骤（1）中所述树脂/蛭石纳米材料，在使用前要进行固化处理，即将制得的复合材料研磨过筛,按9:1的质量比,加入六次甲基四胺,混合均匀,置于180℃的烘箱4-6h。
优选的，步骤（1）中所述的纤维为：陶瓷纤维所占质量比为10-15%、矿物纤维为30-50%、凯夫拉纤维为35-60%。
优选的，步骤（2）中热压时间控制在7-10min。
优选的，步骤（4）中，磨削速度为30-35m/s，磨削时控制温度在500-600℃。
本发明与现有技术不同之处在于本发明取得了如下技术效果：本发明提供一种复合纳米刹车片制造方法，蛭石具有高强度、耐高温、极好的化学稳定性和优良的摩擦磨损性能，在摩阻材料中蛭石可起到增强剂和热稳定剂的作用,用其制成的刹车片具有良好的耐热性和抗剪、抗弯强度、制动效果好，而将蛭石经过有机化处理,可以使其与酚醛树脂形成纳米复合材料,从而提高酚醛树脂的耐热性能，树脂/蛭石纳米材料的加入使得刹车片具有优良的高温摩擦性能，同时提高其使用寿命，通过对生产过程中热处理的温度控制，使得成品具有良好的机械强度和物理性能。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例1
一种复合纳米刹车片制造工艺，其具体步骤如下：
（1）将酚醛树脂、树脂/蛭石纳米材料、填料（石墨和硫酸钡，其质量比为4:1）在高速混料充分混合3min后,加入纤维再混合lmin；
（2）称量混合料于模具中,在Y7073-300A型液压机模压成型,压制温度150℃,压力25MPa,30s后放气一次,然后保温保压20min；
（3）将脱模制得的样块进行热处理:将制品放在烘箱内，从室温升至200℃，保温60min，然后降温到130℃,保温60min，升温到400℃保温60min，降温到155℃，保温60min，升温到165℃，保温60min；
（4）将热处理后的样品进行磨削钻孔；
（5）之后采用静电喷涂工艺，静电喷涂的工艺要求是设备的转速380转/分钟，温度165℃。
其中，步骤（1）所述树脂/蛭石纳米材料，其制造工艺为：将酚醛树脂加热至165℃，待树脂完全熔融后，加入有机化蛭石，树脂与有机蛭石的质量比为1:5，启动搅拌混合器，搅拌反应2h，将产物倒出，步骤（1）中所述树脂/蛭石纳米材料，在使用前要进行固化处理，即将制得的复合材料研磨过筛,按9:1的质量比,加入六次甲基四胺,混合均匀,置于180℃的烘箱4h，步骤（1）中所述的纤维为：陶瓷纤维所占质量比为15%、矿物纤维为35%、凯夫拉纤维为50%，步骤（2）中热压时间控制在7min，步骤（4）中，磨削速度为30m/s，磨削时控制温度在500℃。
实施例2
一种复合纳米刹车片制造工艺，其具体步骤如下：
（1）将酚醛树脂、树脂/蛭石纳米材料、填料（石墨和硫酸钡，其质量比为4:1）在高速混料充分混合4min后,加入纤维再混合2min；
（2）称量混合料于模具中,在Y7073-300A型液压机模压成型,压制温度160℃,压力305MPa,30s后放气一次,然后保温保压25min；
（3）将脱模制得的样块进行热处理:将制品放在烘箱内，从室温升至200℃，保温65min，然后降温到130℃,保温65min，升温到400℃保温65min，降温到155℃，保温70min，升温到165℃，保温70min；
（4）将热处理后的样品进行磨削钻孔；
（5）之后采用静电喷涂工艺，静电喷涂的工艺要求是设备的转速390转/分钟，温度170℃。
其中，步骤（1）所述树脂/蛭石纳米材料，其制造工艺为：将酚醛树脂加热至170℃，待树脂完全熔融后，加入有机化蛭石，树脂与有机蛭石的质量比为1:5，启动搅拌混合器，搅拌反应2.5h，将产物倒出，步骤（1）中所述树脂/蛭石纳米材料，在使用前要进行固化处理，即将制得的复合材料研磨过筛,按9:1的质量比,加入六次甲基四胺,混合均匀,置于180℃的烘箱5h，步骤（1）中所述的纤维为：陶瓷纤维所占质量比为10%、矿物纤维为30%、凯夫拉纤维为60%，步骤（2）中热压时间控制在8min，步骤（4）中，磨削速度为32m/s，磨削时控制温度在550℃。
实施例3
一种复合纳米刹车片制造工艺，其具体步骤如下：
（1）将酚醛树脂、树脂/蛭石纳米材料、填料（石墨和硫酸钡，其质量比为4:1）在高速混料充分混合5min后,加入纤维再混合3min；
（2）称量混合料于模具中,在Y7073-300A型液压机模压成型,压制温度170℃,压力35MPa,30s后放气一次,然后保温保压30min；
（3）将脱模制得的样块进行热处理:将制品放在烘箱内，从室温升至200℃，保温70min，然后降温到130℃,保温70min，升温到400℃保温70min，降温到155℃，保温79min，升温到165℃，保温79min；
（4）将热处理后的样品进行磨削钻孔；
（5）之后采用静电喷涂工艺，静电喷涂的工艺要求是设备的转速400转/分钟，温度175℃。
其中，步骤（1）所述树脂/蛭石纳米材料，其制造工艺为：将酚醛树脂加热至175℃，待树脂完全熔融后，加入有机化蛭石，树脂与有机蛭石的质量比为1:5，启动搅拌混合器，搅拌反应3h，将产物倒出，步骤（1）中所述树脂/蛭石纳米材料，在使用前要进行固化处理，即将制得的复合材料研磨过筛,按9:1的质量比,加入六次甲基四胺,混合均匀,置于180℃的烘箱6h，步骤（1）中所述的纤维为：陶瓷纤维所占质量比为15%、矿物纤维为50%、凯夫拉纤维为35%，步骤（2）中热压时间控制在10min，步骤（4）中，磨削速度为35m/s，磨削时控制温度在600℃。
  冲击强度 洛氏硬度 磨损率
实施例1 4.21dJ/cm2 21HRC 2.4%
实施例2 4.85dJ/cm2 25HRC 1.3%
实施例3 4.42dJ/cm2 17HRC 2.9%
现有技术指标 3.23dJ/cm2 14HRC 4.1%
由上表数据可以得出，结合实施例1、实施例2和实施例3，对比现有的技术指标，均有显著提高，当使用实施例2参数时，生产出的刹车片冲击强度高、洛氏硬度高、磨损消耗低，此时更有利于刹车片的生产。
本发明提供一种复合纳米刹车片制造工艺，蛭石具有高强度、耐高温、极好的化学稳定性和优良的摩擦磨损性能，在摩阻材料中蛭石可起到增强剂和热稳定剂的作用,用其制成的刹车片具有良好的耐热性和抗剪、抗弯强度、制动效果好，而将蛭石经过有机化处理,可以使其与酚醛树脂形成纳米复合材料,从而提高酚醛树脂的耐热性能，树脂/蛭石纳米材料的加入使得刹车片具有优良的高温摩擦性能，同时提高其使用寿命，通过对生产过程中热处理的温度控制，使得成品具有良好的机械强度和物理性能。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种复合纳米刹车片制造方法，其特征在于，其步骤如下：
（1）将酚醛树脂、树脂/蛭石纳米材料、填料在高速混料充分混合3-5min后,加入纤维再混合1-3min；其中，所述填料为石墨和硫酸钡，其质量比为4:1；
（2）称量混合料于模具中,在Y7073-300A型液压机模压成型,压制温度150-170℃,压力25-35MPa,30s后放气一次,然后保温保压20-30min；
（3）将脱模制得的样块进行热处理:将制品放在烘箱内，从室温升至200℃，保温60-70min，然后降温到130℃,保温60-70min，升温到400℃保温60-70min，降温到155℃，保温60-79min，升温到165℃，保温60-79min；
（4）将热处理后的样品进行磨削钻孔；
（5）之后采用静电喷涂工艺，静电喷涂的工艺要求是设备的转速380-400转/分钟，温度165-175℃。
2.根据权利要求1所述的复合纳米刹车片制造方法，其特征在于，步骤（1）所述树脂/蛭石纳米材料，其制造工艺为：将酚醛树脂加热至165-175℃，待树脂完全熔融后，加入有机化蛭石，树脂与有机蛭石的质量比为1:5，启动搅拌混合器，搅拌反应2-3h，将产物倒出。
3.根据权利要求1或2所述的复合纳米刹车片制造方法，其特征在于，步骤（1）中所述树脂/蛭石纳米材料，在使用前要进行固化处理，即将制得的复合材料研磨过筛,按9:1的质量比,加入六次甲基四胺,混合均匀,置于180℃的烘箱4-6h。
4.根据权利要求1所述的复合纳米刹车片制造方法，其特征在于，步骤（1）中所述的纤维为：陶瓷纤维所占质量比为10-15%、矿物纤维为30-50%、凯夫拉纤维为35-60%。
5.根据权利要求1所述的复合纳米刹车片制造方法，其特征在于，步骤（2）中热压时间控制在7-10min。
6.根据权利要求1所述的复合纳米刹车片制造方法，其特征在于，步骤（4）中，磨削速度为30-35m/s，磨削时控制温度在500-600℃。
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