CN105567159A - 一种陶瓷纤维摩擦材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷纤维摩擦材料，由以下原料组分按照一定重量百分比组成：硅氧铝陶瓷纤维、碳纤维、钛酸钾晶须、铜粉、蛭石、氧化镁、粉煤灰、改性酚醛树脂和丁腈橡胶。本发明还公开了该陶瓷纤维摩擦材料的制备方法，具体步骤为：将各固体材料分别放入研磨机中进行研磨处理；再称取所需原料，混合后模压量处理，制成冷压毛坯并与钢纤维层粘贴，热处理后即制得。本发明一种陶瓷纤维摩擦材料，耐高温，具有很好的耐摩擦性能。本发明的制备方法，步骤简单，容易实现。
Description
技术领域
本发明属于摩擦材料技术领域，具体涉及一种陶瓷纤维摩擦材料，本发明还涉及了该陶瓷纤维摩擦材料的制备方法。
背景技术
摩擦材料广泛应用于汽车、火车、飞机、轮船等交通运输工具以及动力机械的制动、传动***。汽车摩擦材料是汽车制动器、离合器和摩擦传动装置中的关键材料，它是将汽车的动能转化为热能和其他形式的能量，从而使汽车减速或停止运动的一种以摩擦为主要功能，兼有结构性能要求的多组分复合材料。
近年来，我国的公路、铁路交通发展迅速，大大促进了我国汽车、火车工业的发展，从而对于摩擦材料的性能要求、需求量也增长很快，预计到2010年，我国汽车保有量将达到4500万辆，仅汽车一年需要的摩擦材料就达到45万吨，用量十分巨大。由于石棉纤维影响人体的健康，各国相继开展了新型无石棉刹车片的研制。半金属摩擦材料是我国目前应用广泛的摩擦材料。半金属摩擦材料采用钢纤维作为增强材料，铜等价格昂贵的金属粉末作为摩擦性能调节剂。金属材料容易生锈，锈蚀后易粘着或损伤对偶，同时摩擦材料锈蚀后强度降低，磨损加剧。金属材料密度高，增大了制动***的重量。而且，当钢纤维含量超过10wt.％时，制动时易引起尖叫、产生振颤等问题。
随着汽车发展的高速化及重载化，相应的对制动摩擦材料的要求越来越苛刻。摩擦材料的吸收能基本上与车速平方成正比，制动器结构由鼓式改为盘式后，减少了重量，但盘式制动衬片的表面积却只有鼓式的1/4～1/6，单位面积吸收能量则增加4～6倍，摩擦副表面瞬时温度可高达1000℃，金属材料在如此高温下，会迅速氧化甚至熔融，从而影响摩擦材料性能的稳定。可见，新型耐高温摩擦材料的研制十分迫切。
发明内容
本发明的目的是提供一种陶瓷纤维摩擦材料，解决金属制动***重量大、不耐高温以及半金属摩擦材料制备成本高等问题。
本发明的另一目的是提供该陶瓷纤维摩擦材料的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，一种陶瓷纤维摩擦材料，其特征在于，按照重量百分比，由以下原料组分组成：硅氧铝陶瓷纤维5.5％～16.5％，碳纤维9.5％～18.5％，钛酸钾晶须6％～11％，铜粉3％～5％，蛭石12～17％，氧化镁8％～15％，改性酚醛树脂和丁腈橡胶15％～25％，粉煤灰15％～30％，以上各组分重量百分比之和为100％。
本发明所采用的另一技术方案是，一种陶瓷纤维摩擦材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1、将钛酸钾晶须、铜粉、蛭石、氧化镁、改性酚醛树脂和丁腈橡胶、粉煤灰固体材料放入研磨机中进行研磨处理；
步骤2、在步骤1中得到的原料中，按照重量百分比分别称取：硅氧铝陶瓷纤维5.5％～16.5％，碳纤维9.5％～18.5％，钛酸钾晶须6％～11％，铜粉3％～5％，蛭石12～17％，氧化镁8％～15％，改性酚醛树脂和丁腈橡胶15％～25％，粉煤灰15％～30％，以上各组分重量百分比之和为100％；
步骤3、将步骤2称取的原料放入高速混料机中混合2min～5min，混合后，在室温下冷压成型；
步骤4：将步骤3得到的毛坯热压到背面涂胶的钢纤维层上，热压压力为10MPa，温度为140℃～180℃，保压时间1～3min；
步骤6：将步骤5中得到的物料放入热处理设备中，在170℃～200℃温度下热处理3.5h～4.5h，即制得。
步骤3中所使用的仪器为冷压成型机，压力为10MPa。
步骤4中保压过程应释放几次压力及低分子气体，时间间隔为20s、50s和80s。
本发明陶瓷纤维摩擦材料具有以下优点：
1、应用广泛，可用于汽车、火车、飞机、轮船等交通运输工具以及动力机械的传动、制动***。
2、选用硅氧铝陶瓷纤维、碳纤维和钛酸钾晶须作为陶瓷型摩擦材料的增强材料，制动***重量小，且能够明显提高摩擦材料的摩擦系数稳定性。
本发明制备方法简单，容易实现。
附图说明
图1是本发明陶瓷纤维摩擦材料的制备工艺流程图；
图2是本发明实施例1制得的陶瓷纤维摩擦材料试样摩擦表面纤维暴露位置的微观结构形貌图；
图3是本发明实施例2制得的陶瓷纤维摩擦材料试样摩擦表面纤维暴露位置的微观结构形貌图；
图4是本发明实施例3制得的陶瓷纤维摩擦材料试样摩擦表面纤维暴露位置的微观结构形貌图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种陶瓷纤维摩擦材料及其制备方法，按照重量百分比，由以下原料组分组成：硅氧铝陶瓷纤维5.5％～16.5％，碳纤维9.5％～18.5％，钛酸钾晶须6％～11％，铜粉3％～5％，蛭石12～17％，氧化镁8％～15％，改性酚醛树脂和丁腈橡胶15％～25％，粉煤灰15％～30％，以上各组分重量百分比之和为100％。
由于摩擦力的作用，摩擦材料在制动过程中表面温度迅速升高，导致摩擦材料磨损表面受力状态改变，温度过高会引起摩擦材料基体树脂的降解甚至发生粘流，引起摩擦系数的热衰退现象，会直接影响摩擦材料的疲劳磨损程度，因此选用硅氧铝陶瓷纤维、碳纤维和钛酸钾晶须作为陶瓷型摩擦材料的增强材料，能够明显改善摩擦材料力学性能及摩擦性能。粉煤灰主要成份为SiO2，A12O3，Fe2O3，CaO，TiO2以及未燃C等，粉煤灰可以起到增加摩擦系数的作用，较低含量的粉煤灰对摩擦材料摩擦学性能影响不明显，能够降低摩擦材料的成本，但含量过高会引起磨擦材料较大的磨损率，因此适量的粉煤灰可以作为摩擦材料的空间填料使用。
实施例1
步骤1、将钛酸钾晶须、铜粉、蛭石、氧化镁、改性酚醛树脂和丁腈橡胶、粉煤灰固体材料放入研磨机中进行研磨处理；
步骤2、在步骤1中得到的原料中，按照重量百分比分别称取：硅氧铝陶瓷纤维15g，碳纤维11g，钛酸钾晶须9g，铜粉5g，蛭石13g，氧化镁12g，改性酚醛树脂和丁腈橡胶16g，粉煤灰19g；
步骤3、将步骤2称取的原料放入高速混料机中混合3min，混合后，在室温下冷压成型；
步骤4：将步骤3得到的毛坯热压到背面涂胶的钢纤维层上，热压压力为10MPa，温度为160℃，保压时间2min；
步骤6：将步骤5中得到的物料放入热处理设备中，在180℃温度下热处理3h，即制得。
实施例2
步骤1、将钛酸钾晶须、铜粉、蛭石、氧化镁、改性酚醛树脂和丁腈橡胶、粉煤灰固体材料放入研磨机中进行研磨处理；
步骤2、在步骤1中得到的原料中，按照重量百分比分别称取：硅氧铝陶瓷纤维5.5g，碳纤维18.5g，钛酸钾晶须8g，铜粉3g，蛭石12g，氧化镁15g，改性酚醛树脂和丁腈橡胶15g，粉煤灰23g；
步骤3、将步骤2称取的原料放入高速混料机中混合2min，混合后，在室温下冷压成型；
步骤4：将步骤3得到的毛坯热压到背面涂胶的钢纤维层上，热压压力为10MPa，温度为140℃，保压时间3min；
步骤6：将步骤5中得到的物料放入热处理设备中，在170℃温度下热处理4.5h，即制得。
实施例3
步骤1、将钛酸钾晶须、铜粉、蛭石、氧化镁、改性酚醛树脂和丁腈橡胶、粉煤灰固体材料放入研磨机中进行研磨处理；
步骤2、在步骤1中得到的原料中，按照重量百分比分别称取：硅氧铝陶瓷纤维16.5g，碳纤维9.5g，钛酸钾晶须11g，铜粉4g，蛭石12g，氧化镁8g，改性酚醛树脂和丁腈橡胶25g，粉煤灰18g；
步骤3、将步骤2称取的原料放入高速混料机中混合5min，混合后，在室温下冷压成型；
步骤4：将步骤3得到的毛坯热压到背面涂胶的钢纤维层上，热压压力为10MPa，温度为180℃，保压时间1min；
步骤6：将步骤5中得到的物料放入热处理设备中，在200℃温度下热处理3.5h，即制得。
Claims (4)
1.一种陶瓷纤维摩擦材料，其特征在于，按照重量百分比，由以下原料组分组成：硅氧铝陶瓷纤维5.5％～16.5％，碳纤维9.5％～18.5％，钛酸钾晶须6％～11％，铜粉3％～5％，蛭石12～17％，氧化镁8％～15％，改性酚醛树脂和丁腈橡胶15％～25％，粉煤灰15％～30％，以上各组分重量百分比之和为100％。
2.一种陶瓷纤维摩擦材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1、将钛酸钾晶须、铜粉、蛭石、氧化镁、改性酚醛树脂和丁腈橡胶、粉煤灰固体材料放入研磨机中进行研磨处理；
步骤2、在步骤1中得到的原料中，按照重量百分比分别称取：硅氧铝陶瓷纤维5.5％～16.5％，碳纤维9.5％～18.5％，钛酸钾晶须6％～11％，铜粉3％～5％，蛭石12～17％，氧化镁8％～15％，改性酚醛树脂和丁腈橡胶15％～25％，粉煤灰15％～30％，以上各组分重量百分比之和为100％；
步骤3、将步骤2称取的原料放入高速混料机中混合2min～5min，混合后，在室温下冷压成型；
步骤4：将步骤3得到的毛坯热压到背面涂胶的钢纤维层上，热压压力为10MPa，温度为140℃～180℃，保压时间1～3min；
步骤6：将步骤5中得到的物料放入热处理设备中，在170℃～200℃温度下热处理3.5h～4.5h，即制得。
3.按照权利要求2所述陶瓷纤维摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，所使用的仪器为冷压成型机，压力为10MPa。
4.按照权利要求2所述陶瓷纤维摩擦材料的制备方法，其特征在于，步骤4中，保压过程应释放几次压力及低分子气体，时间间隔为20s、50s和80s。
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| CN107461435A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-12-12 | 马鞍山蓝科再制造技术有限公司 | 一种汽车用刹车片 |
| CN107586536A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-01-16 | 北京天宜上佳新材料股份有限公司 | 一种摩擦材料及由其制备形成的无金属刹车片及其制备方法 |
| CN109469697A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-03-15 | 北京科技大学 | 高速列车用纤维增强铜基制动闸片及制备和摩擦制动性能 |
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| CN107586536A (zh) * | 2017-09-22 | 2018-01-16 | 北京天宜上佳新材料股份有限公司 | 一种摩擦材料及由其制备形成的无金属刹车片及其制备方法 |
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| US11852209B2 (en) | 2018-12-05 | 2023-12-26 | University Of Science And Technology Beijing | Fiber-reinforced copper-based brake pad for high-speed railway train, and preparation and friction braking performance thereof |
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