CN108167358A - 一种复合刹车片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合刹车片及其制备方法和用途，包括以下重量份数的原料组分：2～20份的钛酸钾晶须、5～20份的锌粉、1～15份的氢氧化钙、0.5～10份的摩擦粉、1～15份的芳纶、2～18份的树脂、5～20份的铜棉和5～30份的陶瓷纤维。本发明将锌粉与氢氧化钙相配伍，锌粉具有氧化性强，在刹车过程中可作为刹车盘的保护极，使锌粉在与氢氧化钙反应的同时，电荷全部转移到刹车盘上，从而保护刹车盘免受腐蚀，防止刹车盘生锈而导致刹车盘与刹车片相粘连。
Description
技术领域
本发明属于汽车零部件技术领域，尤其涉及一种复合刹车片及其制备方法和用途。
背景技术
摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料。它主要包括制动器衬片(刹车片)和离合器面片(离合器片)。刹车片用于制动，离合器片用于传动。任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力，制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。所以说摩擦材料是一种应用广泛又甚关键地材料。摩擦材料的特点是具有良好的摩擦系数和耐磨损性能，同时具有一定的耐热性和机械强度，能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上。民用品如自行车、洗衣机等作为动力的传递或制动减速用不可缺少的材料。
针对现有技术中的刹车片可分为石棉型刹车片，半金属型刹车片。石棉型刹车片的摩擦材料主要是以石棉纤维为主，石棉对人体有害物质，而且制动效果差。半金属型刹车片的摩擦材料是以粗糙钢丝绒作为加固纤维和重要的混合物，在使用时需要更高的制动压力，同时产生的噪音较大。为了解决上述技术问题，现有技术中出现了相应改进的方案，提供降低金属含量的多组分相配伍的摩擦材料，例如申请公布号为CN105131903A的发明专利公开了一种少金属刹车片以及其生产工艺，涉及刹车片加工术领域，包括钢背和摩擦材料，所述摩擦材料由芳纶纤维、树脂、铜纤维、摩擦粉、鳞片石墨、二硫化钼、重晶石、云母粉、硅藻粉及薄荷脑组成，通过称取原料、混合原料、压制成型、钢背处理、压机压制、后期处理、附件安装制成成品的刹车片。其采用的摩擦材料生产成本较低，制动效果良好，摩擦系数较为平稳、磨损率适中、制动过程中无噪声、抗热衰退性能较好。在摩擦过程中散发出香味，同时能够清洁轮毂上的污垢。
但是该发明刹车片在使用过程中如车辆长期暴露在外，工作环境又比较恶劣，经常间断性接受高温和低温的考验，长时间停放室外，或地处较潮湿的环境时，则其钢被表面易生成一些锈迹，而这些锈迹会使刹车片与之发生粘连，严重影响刹车效果和制动舒适度。
发明内容
本发明针对上述的技术问题，提出一种复合刹车片及其制备方法和用途。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种复合刹车片，包括以下重量份数的原料组分：2～20份的钛酸钾晶须、5～20份的锌粉、1～15份的氢氧化钙、0.5～10份的摩擦粉、1～15份的芳纶、2～18份的树脂、5～20份的铜棉和5～30份的陶瓷纤维。
作为优选，包括以下重量份数的原料组分：6～10份的钛酸钾晶须、7～15份的锌粉、5～12份的氢氧化钙、2～6份的摩擦粉、5～10份的芳纶、6～12份的树脂、8～15份的铜棉和8～20份的陶瓷纤维。
作为优选，所述锌粉和氢氧化钙的重量份数比为9：8。
作为优选，所述的树脂为硅改性树脂。所述硅改性树脂，对比普通树脂，硅改性树脂更耐高温。
作为优选，还包括重量份数为1～20份的泡沫铁粉。
作为优选，还包括重量份数为5～10份的泡沫铁粉。
作为优选，还包括重量份数为2～8份的球状氧化铈。球状氧化铈的加入可减小对偶磨损，使对偶光洁，减少落灰，提高摩擦系数。对比同类菱形氧化铈，发现球状氧化铈在摩擦材料的功能性能上表现更加优越。
一种上述复合刹车片的制备方法，包括以下步骤：先取芳纶、摩擦粉和钛酸钾晶须均加入混料机中进行初次混合搅拌，再取铜棉和陶瓷纤维加入混料机进行二次混合搅拌，最后取锌粉、氢氧化钙和树脂加入混料机进行三次混合搅拌后取出，经压制成型后得到复合刹车片。
作为优选，所述初次混合搅拌时长为10min，混料温度不高于70℃；二次混合搅拌时长为3min，混料温度不高于80℃；三次混合搅拌时长为15min，混料温度不高于60℃。
作为优选，所述三次混合搅拌的原料中还添加有泡沫铁粉和球状氧化铈。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明提供的复合刹车片使用了锌粉与氢氧化钙，锌粉具有氧化性强，在刹车过程中可作为刹车盘的保护极，锌粉在与氢氧化钙反应的同时，电荷全部转移到刹车盘上，从而保护刹车盘免受腐蚀，防止刹车盘生锈而导致刹车盘与刹车片相粘连。
2、本发明提供的复合刹车片中使用泡沫铁粉代替传统的普通铁粉，相对于普通铁粉，泡沫铁粉用于刹车片的摩擦材料中除了调节摩擦性能、稳定摩擦系数外，泡沫铁粉因它特有的多孔结构且密度相对较小的特性，利于减少本配方产品在使用中制动噪声出现的频率。
附图说明：
图1为实施例4复合刹车片模拟驻车锈粘接试验放置一天的实验结果视图；
图2为实施例4复合刹车片模拟驻车锈粘接试验放置三天的实验结果视图；
图3为实施例4复合刹车片模拟驻车锈粘接试验放置六天的实验结果视图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种复合刹车片，包括以下重量份数的原料组分：2～20份的钛酸钾晶须、5～20份的锌粉、1～15份的氢氧化钙、0.5～10份的摩擦粉、1～15份的芳纶、2～18份的树脂、5～20份的铜棉和5～30份的陶瓷纤维。
其中本发明将锌粉与氢氧化钙相配伍，利用锌粉的强氧化性，在刹车过程中可作为刹车盘的保护极，锌粉在与氢氧化钙反应的同时，电荷全部转移到刹车盘上，从而保护刹车盘免受腐蚀，防止刹车盘生锈而导致刹车盘与刹车片相粘连。
在一可选实施例中，包括以下重量份数的原料组分：6～10份的钛酸钾晶须、7～15份的锌粉、5～12份的氢氧化钙、2～6份的摩擦粉、5～10份的芳纶、6～12份的树脂、8～15份的铜棉和8～20份的陶瓷纤维。
在一优选实施例中，包括以下重量份数的原料组分：7份的钛酸钾晶须、9份的锌粉、8份的氢氧化钙、5份的摩擦粉、8份的芳纶、11份的树脂、12份的铜棉和15份的陶瓷纤维。
在一可选实施例中，所述锌粉和氢氧化钙的重量份数比为9：8。
在上述锌粉与氢氧化钙的配比下，本发明的刹车片防腐性能最佳。
在一可选实施例中，所述的树脂为硅改性树脂。硅改性树脂，对比普通树脂，硅改性树脂更耐高温。
在一可选实施例中，还包括重量份数为1～20份的泡沫铁粉。
在一可选实施例中，还包括重量份数为5～10份的泡沫铁粉。
在一优选实施例中，还包括重量份数为8份的泡沫铁粉。
在一可选实施例中，还包括重量份数为2～8份的球状氧化铈。球状氧化铈的加入可减小对偶磨损，使对偶光洁，减少落灰，提高摩擦系数。对比同类菱形氧化铈，发现球状氧化铈在摩擦材料的功能性能上表现更加优越。
一种上述复合刹车片的制备方法，包括以下步骤：先取芳纶、摩擦粉和钛酸钾晶须均加入混料机中进行初次混合搅拌，再取铜棉和陶瓷纤维加入混料机进行二次混合搅拌，最后取锌粉、氢氧化钙和树脂加入混料机进行三次混合搅拌后取出，经压制成型后得到复合刹车片。
在一可选实施例中，所述初次混合搅拌时长为10min，混料温度不高于70℃；二次混合搅拌时长为3min，混料温度不高于80℃；三次混合搅拌时长为15min，混料温度不高于60℃。
在一可选实施例中，所述三次混合搅拌的原料中还添加有泡沫铁粉和球状氧化铈。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的一种复合刹车片及其制备方法和用途，下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1：一种复合刹车片，包括以下重量份数的原料组分：2份的钛酸钾晶须、20份的锌粉、1份的氢氧化钙、10份的摩擦粉、1份的芳纶、18份的树脂、5份的铜棉和30份的陶瓷纤维。
一种上述复合刹车片的制备方法，包括以下步骤：按上述重量份数先取芳纶、摩擦粉和钛酸钾晶须均加入混料机中进行初次混合搅拌，再取铜棉和陶瓷纤维加入混料机进行二次混合搅拌，最后取锌粉、氢氧化钙和树脂加入混料机进行三次混合搅拌后取出，经压制成型后得到复合刹车片。
实施例2：一种复合刹车片，包括以下重量份数的原料组分：2份的钛酸钾晶须、20份的泡沫铁粉、5份的锌粉、15份的氢氧化钙、0.5份的摩擦粉、15份的芳纶、2份的树脂、20份的铜棉和5份的陶瓷纤维。
一种上述复合刹车片的制备方法，包括以下步骤：按上述重量份数先取芳纶、摩擦粉和钛酸钾晶须均加入混料机中进行初次混合搅拌10min，混料温度不高于70℃，再取铜棉和陶瓷纤维加入混料机进行二次混合搅拌3min，混料温度不高于80℃，最后取锌粉、氢氧化钙、树脂和泡沫铁粉加入混料机进行三次混合搅拌15min，混料温度不高于60℃，取出后经压制成型后得到复合刹车片。
实施例3：一种复合刹车片，包括以下重量份数的原料组分：7份的钛酸钾晶须、10份的泡沫铁粉、8份的锌粉、11份的氢氧化钙、4份的摩擦粉、8份的芳纶、9份的树脂、13份的铜棉、10份的陶瓷纤维和2份的球状氧化铈。
一种上述复合刹车片的制备方法，包括以下步骤：按上述重量份数先取芳纶、摩擦粉和钛酸钾晶须均加入混料机中进行初次混合搅拌10min，混料温度不高于70℃，再取铜棉和陶瓷纤维加入混料机进行二次混合搅拌3min，混料温度不高于80℃，最后取锌粉、氢氧化钙、树脂、泡沫铁粉和球状氧化铈加入混料机进行三次混合搅拌15min，混料温度不高于60℃，取出后经压制成型后得到复合刹车片。
实施例4：一种复合刹车片，包括以下重量份数的原料组分：7份的钛酸钾晶须、8份的泡沫铁粉、9份的锌粉、8份的氢氧化钙、5份的摩擦粉、8份的芳纶、11份的树脂、12份的铜棉、15份的陶瓷纤维和5份的球状氧化铈。
一种上述复合刹车片的制备方法，包括以下步骤：按上述重量份数先取芳纶、摩擦粉和钛酸钾晶须均加入混料机中进行初次混合搅拌10min，混料温度不高于70℃，再取铜棉和陶瓷纤维加入混料机进行二次混合搅拌3min，混料温度不高于80℃，最后取锌粉、氢氧化钙、树脂、泡沫铁粉和球状氧化铈加入混料机进行三次混合搅拌15min，混料温度不高于60℃，取出后经压制成型后得到复合刹车片。
实施例5：一种复合刹车片，包括以下重量份数的原料组分：8份的钛酸钾晶须、5份的泡沫铁粉、13份的锌粉、8份的氢氧化钙、5份的摩擦粉、7份的芳纶、10份的树脂、9份的铜棉、15份的陶瓷纤维和8份的球状氧化铈。
一种上述复合刹车片的制备方法，包括以下步骤：按上述重量份数先取芳纶、摩擦粉和钛酸钾晶须均加入混料机中进行初次混合搅拌10min，混料温度不高于70℃，再取铜棉和陶瓷纤维加入混料机进行二次混合搅拌3min，混料温度不高于80℃，最后取锌粉、氢氧化钙、树脂、泡沫铁粉和球状氧化铈加入混料机进行三次混合搅拌15min，混料温度不高于60℃，取出后经压制成型后得到复合刹车片。
实施例6：一种复合刹车片，包括以下重量份数的原料组分：20份的钛酸钾晶须、1份的泡沫铁粉、20份的锌粉、1份的氢氧化钙、10份的摩擦粉、1份的芳纶、18份的树脂、5份的铜棉和30份的陶瓷纤维。
一种上述复合刹车片的制备方法，包括以下步骤：按上述重量份数先取芳纶、摩擦粉和钛酸钾晶须均加入混料机中进行初次混合搅拌10min，混料温度不高于70℃，再取铜棉和陶瓷纤维加入混料机进行二次混合搅拌3min，混料温度不高于80℃，最后取锌粉、氢氧化钙、树脂和泡沫铁粉加入混料机进行三次混合搅拌15min，混料温度不高于60℃，取出后经压制成型后得到复合刹车片。
实施例7：一种复合刹车片，包括以下重量份数的原料组分：20份的钛酸钾晶须、5份的锌粉、15份的氢氧化钙、0.5份的摩擦粉、15份的芳纶、2份的树脂、20份的铜棉和5份的陶瓷纤维。
一种上述复合刹车片的制备方法，包括以下步骤：按上述重量份数先取芳纶、摩擦粉和钛酸钾晶须均加入混料机中进行初次混合搅拌10min，混料温度不高于70℃，再取铜棉和陶瓷纤维加入混料机进行二次混合搅拌3min，混料温度不高于80℃，最后取锌粉、氢氧化钙和树脂加入混料机进行三次混合搅拌15min，混料温度不高于60℃，取出后经压制成型后得到复合刹车片。
实验例1：实施例1～7所得到的复合刹车片模拟驻车锈粘接试验：
实验组分：取实施例1～7所得到的复合刹车片作为实验组1～7，取市售的刹车片作为对照组1。
实验方法：分别对需要进行锈粘接产品喷2分钟5％(92.1％钠盐和7.9％镁盐)水锈蚀后，驻车制动器在模拟20度坡度驻车时的加紧力驻车条件下静止，放置一天，分别检测盘与实验组和对照组的刹车片开始移动时力矩，并观察检测盘与刹车片接触面的锈迹情况。完成上述操作后重新喷2分钟5％(92.1％钠盐和7.9％镁盐)水锈蚀后，放置三天，分别检测盘与实验组和对照组的刹车片开始移动时力矩，并观察检测盘与刹车片接触面的锈迹情况。完成上述操作后重新喷2分钟5％(92.1％钠盐和7.9％镁盐)水锈蚀后，放置六天，分别检测盘与实验组和对照组的刹车片开始移动时的力矩，并观察检测盘与刹车片接触面的锈迹情况。
实验结果如表1所示。所得到的检测盘与刹车盘的照片如图1～3所示。
表1复合刹车片模拟驻车锈粘接试验结果
由表1可知，本发明的复合刹车片能够有效保护刹车盘免受腐蚀，有效防止刹车盘因生锈而导致刹车盘与刹车片相粘连。以实施例4为例，取其模拟驻车锈粘接试验的照片，如图1、图2和图3所示，图1为实施例4所述刹车片在进行锈粘接产品喷2分钟5％(92.1％钠盐和7.9％镁盐)水锈蚀后，驻车制动器在模拟20度坡度驻车时的加紧力驻车条件下静止，放置一天，将检测盘与刹车片移动分离后观察到检测盘和刹车片相接触的面上未产生锈迹；图2为实施例4所述刹车片在进行锈粘接产品喷2分钟5％(92.1％钠盐和7.9％镁盐)水锈蚀后，驻车制动器在模拟20度坡度驻车时的加紧力驻车条件下静止，放置三天，将检测盘与刹车片移动分离后观察到检测盘和刹车片相接触的面仅在边缘处产生了零星的锈迹；图3实施例4所述刹车片在进行锈粘接产品喷2分钟5％(92.1％钠盐和7.9％镁盐)水锈蚀后，驻车制动器在模拟20度坡度驻车时的加紧力驻车条件下静止，放置六天，将检测盘与刹车片移动分离后观察到检测盘和刹车片相接触的面仅在边缘处产生了局部锈迹；由表1和图1～3所示结果可知，本发明实施例所获取的复合刹车片的锈粘接力矩值均合格，且实施例1～7检测的结果均优于对照组1，同样也证明了本发明的复合刹车片因锌粉具有氧化性强，在刹车过程中可作为刹车盘的保护极，锌粉在与氢氧化钙反应的同时，电荷全部转移到刹车盘上，从而保护刹车盘免受腐蚀，防止刹车盘生锈而导致刹车盘与刹车片相粘连的作用效果。其中实施例4为最优选实施例，其防止刹车盘生锈而导致刹车盘与刹车片相粘连的效果最好。
Claims (10)
1.一种复合刹车片，其特征在于，包括以下重量份数的原料组分：2～20份的钛酸钾晶须、5～20份的锌粉、1～15份的氢氧化钙、0.5～10份的摩擦粉、1～15份的芳纶、2～18份的树脂、5～20份的铜棉和5～30份的陶瓷纤维。
2.根据权利要求1所述的复合刹车片，其特征在于，包括以下重量份数的原料组分：6～10份的钛酸钾晶须、7～15份的锌粉、5～12份的氢氧化钙、2～6份的摩擦粉、5～10份的芳纶、6～12份的树脂、8～15份的铜棉和8～20份的陶瓷纤维。
3.根据权利要求1或2任一项所述的复合刹车片，其特征在于，所述锌粉和氢氧化钙的重量份数比为9：8。
4.根据权利要求1或2任一项所述的复合刹车片，其特征在于，所述的树脂为硅改性树脂。
5.根据权利要求1或2所述的复合刹车片，其特征在于，还包括重量份数为1～20份的泡沫铁粉。
6.根据权利要求5所述的复合刹车片，其特征在于，还包括重量份数为5～10份的泡沫铁粉。
7.根据权利要求1或2所述的复合刹车片，其特征在于，还包括重量份数为2～8份的球状氧化铈。
8.一种权利要求1～7任一项所述的复合刹车片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先取芳纶、摩擦粉和钛酸钾晶须均加入混料机中进行初次混合搅拌，再取铜棉和陶瓷纤维加入混料机进行二次混合搅拌，最后取锌粉、氢氧化钙和树脂加入混料机进行三次混合搅拌后取出，经压制成型后得到复合刹车片。
9.根据权利要求8所述的复合刹车片的制备方法，其特征在于，所述初次混合搅拌时长为10min，混料温度不高于70℃；二次混合搅拌时长为3min，混料温度不高于80℃；三次混合搅拌时长为15min，混料温度不高于60℃。
10.根据权利要求8所述的刹车片的制备方法，其特征在于，所述三次混合搅拌的原料中还添加有泡沫铁粉和球状氧化铈。
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