CN106517882B - 一种纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车刹车片的摩擦材料及其制备方法，具体公开了一种纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料及制备方法。其中摩擦材料组分中加入纳米级硅酸钙，用以增大摩擦材料的气孔率以达到增大压缩率的目的，最终达到消除制动噪音的目的。由于纳米硅酸钙材料微观下呈球状，且中间为空心状，具有密度低，能承受较高的温度的特点。通过加入低密度的纳米硅酸钙，可以降低摩擦材料的密度，以减少材料用量，达到降低成本的目的。
Description
技术领域
本发明涉及汽车刹车片的摩擦材料及其制备方法，具体为一种纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料及制备方法。
背景技术
目前，汽车制动片中普遍使用的摩擦材料都含有5-10％的铜，在摩擦材料工作过程中，会产生铜粉尘，铜粉尘会对环境造成污染。现有的陶瓷配方制动片中，所使用的纤维增强类材料主要是硅酸盐矿物纤维或氧化铝矿物纤维，受生产工艺的限制，纤维中存在一部分硬质渣球，使用过程中极易产生噪音，使驾驶者的驾驶体验下降，舒适性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型的纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料及制备方法，以解决现有技术中汽车制动片易产生铜粉尘污染和噪音较大的缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料，按照重量百分比，由以下组分组成：
所述矿物纤维包括硅酸铝纤维和玄武岩纤维，其中硅酸铝纤维占摩擦材料总重量的4～10％，玄武岩纤维占摩擦材料总重量的4～10％，芳纶浆粕占摩擦材料总重量的1～5％。
进一步的，所述填充料为硫酸钡和/或碳酸钙。
本实施例的摩擦材料，在摩擦材料组分中加入纳米级硅酸钙，用以增大摩擦材料的气孔率以达到增大压缩率的目的，最终达到消除制动噪音的目的。如图1所示，纳米硅酸钙材料微观下呈球状，且中间为空心状，具有密度低，能承受较高的温度的特点。通过加入低密度的纳米硅酸钙，可以降低摩擦材料的密度，以减少材料用量，达到降低成本的目的。
一种上述纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料，该混料分两个阶段完成，第一阶段，加入填充料、矿物纤维以及少量石墨，混合打散；第二阶段，在第一阶段的基础上加入剩余组分材料，一起混合均匀；
(2)压制成型，在模具中压制成型，其中压制压力为25～35Mpa，温度为155～165℃，压制时间为4～6min；
(3)热处理，均匀升温2h至温度达到210℃，在210℃的恒温下热处理2h，均匀降温2h至室温；
(4)表面处理。
进一步的，混料在转速为2000RPM以上的高速混料机中进行。
附图说明
图1为纳米硅酸钙的微观结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
本实施例的一种纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料，按照重量百分比，由以下组分组成：
本实施例中，矿物纤维包括硅酸铝纤维和玄武岩纤维，其中硅酸铝纤维占摩擦材料总重量的8％，玄武岩纤维占摩擦材料总重量的9％，芳纶浆粕占摩擦材料总重量的3％。
进一步的，本实施例的填充料可以为硫酸钡和碳酸钙中的其中一种或二者的组合物。
一种上述纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料，该混料分两个阶段完成，第一阶段，加入填充料、矿物纤维以及少量石墨，混合打散；第二阶段，在第一阶段的基础上加入剩余组分材料，一起混合均匀；该混料在转速为2000RPM以上的高速混料机中进行。
(2)压制成型，在模具中压制成型，其中压制压力为30Mpa，温度为160℃，压制时间为5min。
(3)热处理，均匀升温2h至温度达到210℃，在210℃的恒温下热处理2h，均匀降温2h至室温；
(4)表面处理。
实施例二
本实施例的一种纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料，按照重量百分比，由以下组分组成：
本实施例中，矿物纤维包括硅酸铝纤维和玄武岩纤维，其中硅酸铝纤维占摩擦材料总重量的9％，玄武岩纤维占摩擦材料总重量的10％，芳纶浆粕占摩擦材料总重量的5％。
进一步的，本实施例的填充料可以为硫酸钡和碳酸钙中的其中一种或二者的组合物。
一种上述纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料，该混料分两个阶段完成，第一阶段，加入填充料、矿物纤维以及少量石墨，混合打散；第二阶段，在第一阶段的基础上加入剩余组分材料，一起混合均匀；该混料在转速为2000RPM以上的高速混料机中进行。
(2)压制成型，在模具中压制成型，其中压制压力为25Mpa，温度为165℃，压制时间为6min。
(3)热处理，均匀升温2h至温度达到210℃，在210℃的恒温下热处理2h，均匀降温2h至室温；
(4)表面处理。
实施例三
本实施例的一种纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料，按照重量百分比，由以下组分组成：
本实施例中，矿物纤维包括硅酸铝纤维、玄武岩纤维和芳纶浆粕，其中硅酸铝纤维占摩擦材料总重量的7.5％，玄武岩纤维占摩擦材料总重量的8.5％，芳纶浆粕占摩擦材料总重量的4％。
进一步的，本实施例的填充料可以为硫酸钡和碳酸钙中的其中一种或二者的组合物。
一种上述纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)混料，该混料分两个阶段完成，第一阶段，加入填充料、矿物纤维以及少量石墨，混合打散；第二阶段，在第一阶段的基础上加入剩余组分材料，一起混合均匀；该混料在转速为2000RPM以上的高速混料机中进行。
(2)压制成型，在模具中压制成型，其中压制压力为33Mpa，温度为158℃，压制时间为4min。
(3)热处理，均匀升温2h至温度达到210℃，在210℃的恒温下热处理2h，均匀降温2h至室温；
(4)表面处理。
下面为针对两种摩擦材料所做的噪音测试，其中表一为常规不含纳米硅酸钙的摩擦材料所做的噪音测试结果，表二为本实施例中包含纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料的噪音测试结果。由表一和表二的对比可以看出，在相同的频率范围内，本实施例纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料噪音更小。
表一常规不含纳米硅酸钙的摩擦材料噪音测试结果
表二纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料的噪音测试结果
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料，其特征在于，按照重量百分比，由以下组分组成：
所述矿物纤维包括硅酸铝纤维和玄武岩纤维，其中硅酸铝纤维占摩擦材料总重量的4～10％，玄武岩纤维占摩擦材料总重量的4～10％，芳纶浆粕占摩擦材料总重量的1～5％。
2.按照权利要求1所述的纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料，其特征在于，所述填充料为硫酸钡和/或碳酸钙。
3.一种权利要求1或2所述的纳米硅酸钙陶瓷配方摩擦材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混料，该混料分两个阶段完成，第一阶段，加入填充料、矿物纤维以及少量石墨，混合打散；第二阶段，在第一阶段的基础上加入剩余组分材料，一起混合均匀；
(2)压制成型，在模具中压制成型，其中压制压力为25～35MPa ，温度为155～165℃，压制时间为4～6min；
(3)热处理，均匀升温2h至温度达到210℃，在210℃的恒温下热处理2h，均匀降温2h至室温；
(4)表面处理。
4.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于，混料在转速为2000RPM以上的高速混料机中进行。
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Legal Events
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Address after: 322204 No. 11 Zhongxing Road, Huangzhai Town, Pujiang County, Jinhua City, Zhejiang Province Patentee after: Zhejiang Wansai Automobile Parts Co.,Ltd. Address before: 322204 No. 11 Zhongxing Road, Huangzhai Town, Pujiang County, Jinhua City, Zhejiang Province Patentee before: ZHEJIANG WINSAFE AUTOMOTIVE COMPONENTS CO.,LTD. |
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Application publication date: 20170322 Assignee: Zhejiang Wansai Import and Export Co.,Ltd. Assignor: Zhejiang Wansai Automobile Parts Co.,Ltd. Contract record no.: X2024980004350 Denomination of invention: A nano calcium silicate ceramic formula friction material and preparation method Granted publication date: 20190205 License type: Common License Record date: 20240412 |