CN109058336A - 一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料及其制备方法 - Google Patents
一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109058336A CN109058336A CN201811132298.6A CN201811132298A CN109058336A CN 109058336 A CN109058336 A CN 109058336A CN 201811132298 A CN201811132298 A CN 201811132298A CN 109058336 A CN109058336 A CN 109058336A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- copper
- stibium
- frication
- friction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 40
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002783 friction material Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims abstract description 17
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 241000446313 Lamella Species 0.000 claims abstract description 15
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 15
- 239000010428 baryte Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 15
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims abstract description 13
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims abstract description 13
- YPMOSINXXHVZIL-UHFFFAOYSA-N sulfanylideneantimony Chemical compound [Sb]=S YPMOSINXXHVZIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 21
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 15
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 229940095991 ferrous disulfide Drugs 0.000 claims description 2
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 7
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 abstract description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 abstract description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- -1 aldehyde compound Chemical class 0.000 description 6
- 229940007424 antimony trisulfide Drugs 0.000 description 5
- NVWBARWTDVQPJD-UHFFFAOYSA-N antimony(3+);trisulfide Chemical compound [S-2].[S-2].[S-2].[Sb+3].[Sb+3] NVWBARWTDVQPJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 3
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 244000226021 Anacardium occidentale Species 0.000 description 1
- 206010006458 Bronchitis chronic Diseases 0.000 description 1
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 description 1
- 206010014561 Emphysema Diseases 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 206010006451 bronchitis Diseases 0.000 description 1
- 239000002008 calcined petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000020226 cashew nut Nutrition 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 208000007451 chronic bronchitis Diseases 0.000 description 1
- 231100000132 chronic toxicity testing Toxicity 0.000 description 1
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000002124 endocrine Effects 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000011132 hemopoiesis Effects 0.000 description 1
- 238000003837 high-temperature calcination Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010550 living polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000004199 lung function Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 230000008774 maternal effect Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 206010035653 pneumoconiosis Diseases 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 201000008827 tuberculosis Diseases 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
- F16D69/027—Compositions based on metals or inorganic oxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D2069/002—Combination of different friction materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2200/00—Materials; Production methods therefor
- F16D2200/0034—Materials; Production methods therefor non-metallic
- F16D2200/0052—Carbon
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2200/00—Materials; Production methods therefor
- F16D2200/006—Materials; Production methods therefor containing fibres or particles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2200/00—Materials; Production methods therefor
- F16D2200/006—Materials; Production methods therefor containing fibres or particles
- F16D2200/0065—Inorganic, e.g. non-asbestos mineral fibres
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2200/00—Materials; Production methods therefor
- F16D2200/0082—Production methods therefor
- F16D2200/0086—Moulding materials together by application of heat and pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
- F16D2250/0023—Shaping by pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料及其制备方法，采用酚醛树脂6‑9份、摩擦粉2‑4份、芳纶纤维3‑6份、钛酸盐片晶15‑25份、碳纤维3‑6份、矿物纤维4‑8份、蜂巢石墨4‑7份、石油焦炭3‑6份、硅酸锆8‑12份、氧化铁黑8‑12份、无锑硫化物6‑10份、丁腈胶粉2‑4份、云母3‑6份、重晶石10‑25份。将终混合料在热压磨具中150‑160℃下进行压制，压制压力为25‑35Mpa，压制时间为5‑7分钟；然后在180‑220℃的条件下进行热处理4‑6小时，最后取出摩擦材料磨削制成成品。本发明用于无铜无锑的刹车片生产，避免铜、锑重金属成分排入到环境，减少对环境造成的污染及对生物的伤害。
Description
技术领域
本发明涉及一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料及其制备方法，属于摩擦材料制备技术领域。
背景技术
刹车片是汽车的重要制动部件，也是保障驾驶员安全的重要部件。目前我们所使用的汽车刹车片的摩擦材料中含有很多重金属物质，其中包括铜、锑、铬、镉、铅金属等。而这些物质在汽车制动过程中会使得少量的重金属粉尘释放，并且积累在环境中对人体造成危害。如铅及其化合物都具有一定的毒性，进入机体后对神经、造血、消化、肾脏、心血管和内分泌等多个***产生危害。长期在低浓度锑及其化合物环境下作业的人员随着体内锑含量的慢慢增加可能会发生锑慢性中毒。锑及其化合物的慢性毒性试验证实，锑与细胞中的巯基发生不可逆转的结合，进而干扰含巯基蛋白质和酶类的正常代谢，从而对生物体产生损害作用，主要表现为肺功能改变、慢性支气管炎、肺气肿、早期肺结核、胸膜粘连和尘肺病。而含铜粉尘进入环境后可以对生物及土壤造成很大危害。
据有关资料证明，环境中30％的铜污染是由汽车刹车片造成的。因此对于汽车刹车片给环境造成的影响，我们必须要加以重视。从2015年1月1日开始，在华盛顿州销售的刹车摩擦材料其石棉纤维、镉、铬、铅或汞的含量不得超过0.01％(按重量计)。从2021年1月1日起，在华盛顿销售的刹车摩擦材料中的铜或铜化合物含量不得超过5％(按重量计)。该标准适用于刹车片制造商、批发商、经销商、安装商和零售商，以及在华盛顿州销售汽车的汽车制造商。同时，工业、安全、环境专家成立了咨询委员会，研究和评估在未来将铜的含量限制在0.5％的可行性。因此亟需研发一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料的技术方案。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料及其制备方法，能够用于无铜无锑的刹车片生产，避免刹车片中的铜、锑重金属成分排入到环境，减少对环境造成的污染及对生物的伤害。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料，所述摩擦材料包括的原料和原料组分的重量份为：
酚醛树脂6-9份、摩擦粉2-4份、芳纶纤维3-6份、钛酸盐片晶15-25份、碳纤维3-6份、矿物纤维4-8份、蜂巢石墨4-7份、石油焦炭3-6份、硅酸锆8-12份、氧化铁黑8-12份、无锑硫化物6-10份、丁腈胶粉2-4份、云母3-6份、重晶石10-25份。
作为无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料的优选方案，所述摩擦材料的原料和原料组分的重量份为：
酚醛树脂7份、摩擦粉3份、芳纶纤维3份、钛酸盐片晶18份、碳纤维3份、矿物纤维6份、蜂巢石墨4份、石油焦炭6份、硅酸锆10份、氧化铁黑9份、无锑硫化物8份、丁腈胶粉2份、云母4份、重晶石17份。
作为无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料的优选方案，所述摩擦材料的原料和原料组分的重量份为：
酚醛树脂8份、摩擦粉2份、芳纶纤维4份、钛酸盐片晶21份、碳纤维3份、矿物纤维4份、蜂巢石墨6份、石油焦炭5份、硅酸锆8份、氧化铁黑8份、无锑硫化物7份、丁腈胶粉3份、云母5份、重晶石16份。
本发明实施例还提供一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
1)将芳纶纤维、重晶石、硅酸锆和矿物纤维按照原料配比依次加入入第一高速混料机中配置，控制第一高速混料机主刀转速140-180转/分钟，副刀转速3400-3800转/分钟，均匀混料2-4分钟后取出，获得A混合料；
2)按照原料配比将酚醛树脂、摩擦粉、钛酸盐片晶、碳纤维、蜂巢石墨、石油焦炭、氧化铁黑、丁腈胶粉、云母、无锑硫化物及步骤1中获取的A混合料依次倒入第二高速混料机中进行配置，控制第二高速混料机主刀转速140-180转/分钟，副刀转速3400-3800转/分钟，均匀混料10-30分钟后取出，获得终混合料；
3)将终混合料在热压磨具中进行压制，压制温度为150-160℃，压制压力为25-35Mpa，压制时间为5-7分钟，获得摩擦材料粗品；
4)将压制好的摩擦材料粗品在180-220℃的条件下进行热处理4-6小时，最后取出摩擦材料磨削制成成品。
本发明实施例还提供一种无铜无锑环保型刹车片，所述刹车片采用上述的无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料，通过上述的制备方法制作而成。
需要明确的是上述发明实施例中采用的原料组分具体情况如下：
酚醛树脂是摩擦材料主要使用的黏结剂，它是以酚类化合物和醛类化合物为原料，用酸或碱为催化剂，通过高分子缩聚反应而制成的一种高分子化合物活聚合物。
摩擦粉是国内对非腰果壳油摩擦粉的统称，当其加入摩擦材料中后，摩擦材料的工作界面会发生较大变化，摩擦材料的内部结构也会发生较大变化，当摩擦材料与对偶接触时，不再通过单一的基本均质的界面，而是以普通摩擦材料与摩擦粉共同构成的复合摩擦界面来达到制动效果，可以保持摩擦系数的稳定性，减少磨损。
芳纶纤维的突出优点是在于它是一种热稳定性非常好的有机纤维，能在180℃环境下长期使用。芳纶纤维用于摩擦材料时制品呈现出摩擦系数稳定、磨损率低，强度好的优点。芳纶纤维除了具有一般纤维的高强度、高弹性模量、热稳定性好、热导率低等优点外，还保持了有机纤维的某些良好性能。用其增强的摩擦材料具有制动噪音低、产品密度小、硬度低、制动时不损伤对偶盘等优点。
钛酸盐片晶是一种摩擦材料性能调节剂，当其加入摩擦材料中后，可以稳定摩擦系数，提高产品的舒适性和耐磨性，降低对对偶盘的磨损，提高刹车时的脚感并降低噪音，能够引起摩擦界面的化学反应，自由形成摩擦膜而起到调节摩擦性能的作用，特别是提高了高温高负荷时的耐磨损特性。
碳纤维是一种新型非金属材料，它和它的复合材料具有高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗蠕变、导电、传热、密度小和热膨胀系数小等优异性能。在2000℃以上的高温惰性环境中，碳纤维材料是唯一强度不降低的材料。
矿物纤维是一种耐高温无机材料，耐高温高达1000℃，属于增强材料，具有增强效果，并且能够稳定产品的摩擦系数，并且具有良好的耐磨损性能。
蜂巢石墨具有良好的导电、导热和耐高温性能，起导电性比一般非金属矿物高一百多倍，导热性超过刚、铁、铅等金属材料。化学性质不活泼，质地柔软，是一种中温润滑剂，能降低摩擦力水平，耐高温性能极为优良，并且可以提高摩擦材料的耐磨损性能，蜂巢石墨同时具有很高气孔率可以降低摩擦材料的噪音。
石油焦炭即为摩擦材料所用的焦炭粉，是由硬度较低气孔率高的优质石油焦经过高温煅烧而制成的颗粒，煅烧石油焦炭本身具有疏松的结构，可以降低制动噪音，其加入至摩擦材料中能和石墨共同提高摩擦材料的整体性能，有利于防止金属的粘接，减少了对对偶盘的损伤，并能改善高温时摩擦材料的热衰退性能。
硅酸锆作为磨料能够明显提高摩擦材料的升温及恢复摩擦系数，同时降低了材料的热膨胀，提高了摩擦材料的稳定性。
氧化铁黑多用于汽车盘式刹车片，是一种增磨剂，其可以提高制品的摩擦系数，并且有着着色的作用。
无锑硫化物S2是由二硫化铁和二硫化钼等多种金属硫化物组成，是一种应用于摩擦材料的新型材料，主要成分为多种金属硫化物与耐热耐磨功能材料，不含铜、锑、铅、镉等重金属元素，是一种安全环保的新型材料。外观为灰黑色粉末，具有良好的摩擦稳定性能和耐热性能，在摩擦材料制品高温时段，能降低有机粘合剂的分解速度，起到了高温无机粘合剂和润滑摩擦调整剂的作用，抗热衰退性能良好。S2在新的无铜无锑的摩擦材料配方中表现出更加优异的摩擦性能以及耐磨损性能。
云母在摩擦材料中的作用是低温润滑剂，云母呈片状，有弹性和剥分性，这是由云母本身的结构形成的，结构比较稳定，有一定的减磨作用，好的耐热性和绝缘性。
丁腈胶粉为白色弹性粉状物，系将丁腈胶乳经喷雾干燥加工而成。丁腈胶粉的优点是加工方便。它能和树脂粉、纤维、填料直接在混料机中，在干态下混合，制成的压缩料可直接进入预成型或热压工序。
重晶石是使用最广泛的摩擦材料用填料，它能使摩擦系数稳定，磨耗小，特别是在高温下，它能形成稳定的摩擦界层，能防止对偶材料表面擦伤，是对偶表面磨得更光洁。
本发明的有益效果是：
解决了陶瓷型摩擦材料中无铜金属的条件下产品的摩擦系数降低问题；
解决了陶瓷型摩擦材料中无锑化合物的条件下产品的高温耐磨损问题；
通过创造性使用钛酸盐片晶、蜂巢石墨、无锑硫化物，提高了摩擦材料在高速和高温条件下的制动性能；
与有铜纤维、硫化锑陶瓷型产品对比，本发明在高速、高温以及紧急制动条件下摩擦材料仍具有较好的摩擦系数，并且有良好的耐磨损性能。
附图说明
图1为实施例1和实施例2的整体磨损与对比例数据分析示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附表和附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
本实施例中，无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料的组合物按照以下比例配制：酚醛树脂7份、摩擦粉3份、芳纶纤维3份、钛酸盐片晶18份、碳纤维3份、矿物纤维6份、蜂巢石墨4份、石油焦炭6份、硅酸锆10份、氧化铁黑9份、无锑硫化物8份、丁腈胶粉2份、云母4份、重晶石17份。
实施例2
本实施例中，无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料的组合物按照以下比例配制：酚醛树脂8份、摩擦粉2份、芳纶纤维4份、钛酸盐片晶21份、碳纤维3份、矿物纤维4份、蜂巢石墨6份、石油焦炭5份、硅酸锆8份、氧化铁黑8份、无锑硫化物7份、丁腈胶粉3份、云母5份、重晶石16份。
对比例
摩擦材料的组合物按照以下比例配制：酚醛树脂7份、摩擦粉3份、芳纶纤维4份、钛酸盐片晶10份、碳纤维5份、铜纤维10份、石油焦炭10份、硅酸锆12份、氧化铁黑9份、硫化锑8份、丁腈胶粉2份、云母4份、重晶石16份。
实施例1、实施例2和对比例中采用相同工艺的制备方法，
实施例1和实施例2具体步骤如下：
S1：将芳纶纤维、重晶石、硅酸锆和矿物纤维按照原料配比依次加入入第一高速混料机中配置，控制第一高速混料机主刀转速160转/分钟，副刀转速3600转/分钟，均匀混料3分钟后取出，获得A混合料；
S2：按照原料配比将酚醛树脂、摩擦粉、钛酸盐片晶、碳纤维、蜂巢石墨、石油焦炭、氧化铁黑、丁腈胶粉、云母、无锑硫化物及步骤1中获取的A混合料依次倒入第二高速混料机中进行配置，控制第二高速混料机主刀转速160转/分钟，副刀转速3600转/分钟，均匀混料20分钟后取出，获得终混合料；
S3：将终混合料在热压磨具中进行压制，压制温度为155℃，压制压力为30Mpa，压制时间为6分钟，获得摩擦材料粗品；
S4：将压制好的摩擦材料粗品在200℃的条件下进行热处理5小时，最后取出摩擦材料磨削制成成品。
对比例中采用的制备方法为：
T1：将芳纶纤维、重晶石和硅酸锆按照原料配比依次加入入第一高速混料机中配置，控制第一高速混料机主刀转速160转/分钟，副刀转速3600转/分钟，均匀混料3分钟后取出，获得B混合料；
T2：按照原料配比将酚醛树脂、摩擦粉、钛酸盐片晶、碳纤维、铜纤维、石油焦炭、氧化铁黑、丁腈胶粉、云母、硫化锑及步骤1中获取的B混合料依次倒入第二高速混料机中进行配置，控制第二高速混料机主刀转速160转/分钟，副刀转速3600转/分钟，均匀混料20分钟后取出，获得终混合料；
T3：将终混合料在热压磨具中进行压制，压制温度为155℃，压制压力为30Mpa，压制时间为6分钟，获得摩擦材料粗品；
T4：将压制好的摩擦材料粗品在200℃的条件下进行热处理5小时，最后取出摩擦材料磨削制成成品。
为验证本发明的效果，用对比例和实施例1和实施例2，按照国际标准SAE J2522，在LINK台架试验机上进行试验，将第4章节5个部分、第9和第14章节的制动性能进行对比、按照磨损标准JASO 427进行磨损对比。
对比例：有铜纤维、硫化锑的摩擦材料产品；实施例：无铜纤维、无锑化合物的摩擦材料产品，实施例1和实施例2采用上述的实施例1和实施例2的摩擦材料产品。
实施例3
可变压力下紧急制动摩擦系数试验：
第一步试验是在压力从1Mpa递增至8Mpa时，在5个速度段分别进行8次制动，分别为40-0kph，80-40kph，120-80kph，160-130kph，200-170kph。对比例和实施例1和实施例2的摩擦系数及其对比如表1所示。实施例1和实施例2在高速制动时仍具有较高的摩擦系数，与对比例摩擦系数相差不大。
表1可变压力下紧急制动摩擦系数试验结果
实施例4
高温下紧急制动摩擦系数试验：
第二步试验是在高温下(最高初温650℃)，经过30次(两个循环)紧急制动，减速度0.4g，使速度从100KM/h降到5KM/h。对比例和实施例1和实施例2的摩擦系数及其对比如表2所示。对比例最小摩擦系数是0.27，而实施例最小摩擦系数是0.26和0.27。实施例1和实施例2在无铜纤维、无锑化合物的条件下高温紧急制动时仍能保持较高的摩擦系数。
表2高温下紧急制动摩擦系数试验结果
参见图1，按照磨损标准JASO 427进行磨损试验
经对比实施例1和实施例2的整体磨损与对比例数据基本一致。
整车运行实验中，将无铜纤维与无锑化合物摩擦材料的刹车片，以及有铜纤维与硫化锑摩擦材料的刹车片分别进行整车运行实验。无铜纤维与无锑化合物的刹车片制动性能不降低，感觉不到踩刹车时踏板低，踏板力度软的现象，并且两者的使用寿命相差不大。可见，使用无铜与无锑摩擦材料刹车片除了具体环保的功能，汽车的安全性也仍能得到保障。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料，其特征在于：所述摩擦材料包括的原料和原料组分的重量份为：
酚醛树脂6-9份、摩擦粉2-4份、芳纶纤维3-6份、钛酸盐片晶15-25份、碳纤维3-6份、矿物纤维4-8份、蜂巢石墨4-7份、石油焦炭3-6份、硅酸锆8-12份、氧化铁黑8-12份、无锑硫化物6-10份、丁腈胶粉2-4份、云母3-6份、重晶石10-25份。
2.根据权利要求1所述的一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料，其特征在于：所述摩擦材料的原料和原料组分的重量份为：
酚醛树脂7份、摩擦粉3份、芳纶纤维3份、钛酸盐片晶18份、碳纤维3份、矿物纤维6份、蜂巢石墨4份、石油焦炭6份、硅酸锆10份、氧化铁黑9份、无锑硫化物8份、丁腈胶粉2份、云母4份、重晶石17份。
3.根据权利要求1所述的一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料，其特征在于：所述摩擦材料的原料和原料组分的重量份为：
酚醛树脂8份、摩擦粉2份、芳纶纤维4份、钛酸盐片晶21份、碳纤维3份、矿物纤维4份、蜂巢石墨6份、石油焦炭5份、硅酸锆8份、氧化铁黑8份、无锑硫化物7份、丁腈胶粉3份、云母5份、重晶石16份。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料，其特征在于：所述无锑硫化物采用包含二硫化铁和二硫化钼的金属硫化物。
5.一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
1)将芳纶纤维、重晶石、硅酸锆和矿物纤维按照原料配比依次加入入第一高速混料机中配置，控制第一高速混料机主刀转速140-180转/分钟，副刀转速3400-3800转/分钟，均匀混料2-4分钟后取出，获得A混合料；
2)按照原料配比将酚醛树脂、摩擦粉、钛酸盐片晶、碳纤维、蜂巢石墨、石油焦炭、氧化铁黑、丁腈胶粉、云母、无锑硫化物及步骤1中获取的A混合料依次倒入第二高速混料机中进行配置，控制第二高速混料机主刀转速140-180转/分钟，副刀转速3400-3800转/分钟，均匀混料10-30分钟后取出，获得终混合料；
3)将终混合料在热压磨具中进行压制，压制温度为150-160℃，压制压力为25-35Mpa，压制时间为5-7分钟，获得摩擦材料粗品；
4)将压制好的摩擦材料粗品在180-220℃的条件下进行热处理4-6小时，最后取出摩擦材料磨削制成成品。
6.一种无铜无锑环保型刹车片，其特征在于：所述刹车片采用如权利要求1至3任一项所述的无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料，通过如权利要求5所述的制备方法制造而成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811132298.6A CN109058336A (zh) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | 一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811132298.6A CN109058336A (zh) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | 一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109058336A true CN109058336A (zh) | 2018-12-21 |
Family
ID=64766071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811132298.6A Pending CN109058336A (zh) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | 一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109058336A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109929511A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-25 | 山东金麒麟股份有限公司 | 一种无铜无锑环保摩擦材料和摩擦片及制备方法和用途 |
| CN113757278A (zh) * | 2020-06-05 | 2021-12-07 | 临沂盖氏机械有限公司 | 一种替代铜纤维的铝合金切片刹车片及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002180028A (ja) * | 2000-12-13 | 2002-06-26 | Kansai Research Institute | ダイオキシン類抑制剤及び該抑制剤を含む樹脂組成物 |
| US6423288B2 (en) * | 1984-12-06 | 2002-07-23 | Hyperion Catalysis International, Inc. | Fibrils |
| CN104164211A (zh) * | 2014-07-30 | 2014-11-26 | 青岛乾祥环保技术有限公司 | 一种环保型陶瓷基摩擦材料 |
| CN105154008A (zh) * | 2015-10-20 | 2015-12-16 | 晋江凯燕化工有限公司 | 无铜成分传动制动用的摩擦材料及其制品 |
| CN106118597A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-16 | 晋江凯燕新材料科技有限公司 | 传动制动用的摩擦材料及制品 |
| CN106641049A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-10 | 四川自胜机电设备有限责任公司 | 一种采用玄武岩纤维制备刹车片的方法 |
| CN108518432A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-09-11 | 山东金麒麟股份有限公司 | 一种无铜nao摩擦材料及其制备方法和用途 |
-
2018
- 2018-09-27 CN CN201811132298.6A patent/CN109058336A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6423288B2 (en) * | 1984-12-06 | 2002-07-23 | Hyperion Catalysis International, Inc. | Fibrils |
| JP2002180028A (ja) * | 2000-12-13 | 2002-06-26 | Kansai Research Institute | ダイオキシン類抑制剤及び該抑制剤を含む樹脂組成物 |
| CN104164211A (zh) * | 2014-07-30 | 2014-11-26 | 青岛乾祥环保技术有限公司 | 一种环保型陶瓷基摩擦材料 |
| CN105154008A (zh) * | 2015-10-20 | 2015-12-16 | 晋江凯燕化工有限公司 | 无铜成分传动制动用的摩擦材料及其制品 |
| CN106118597A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-16 | 晋江凯燕新材料科技有限公司 | 传动制动用的摩擦材料及制品 |
| CN106641049A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-10 | 四川自胜机电设备有限责任公司 | 一种采用玄武岩纤维制备刹车片的方法 |
| CN108518432A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-09-11 | 山东金麒麟股份有限公司 | 一种无铜nao摩擦材料及其制备方法和用途 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109929511A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-25 | 山东金麒麟股份有限公司 | 一种无铜无锑环保摩擦材料和摩擦片及制备方法和用途 |
| CN113757278A (zh) * | 2020-06-05 | 2021-12-07 | 临沂盖氏机械有限公司 | 一种替代铜纤维的铝合金切片刹车片及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11181159B2 (en) | Friction material | |
| JP6323539B2 (ja) | ノンアスベスト摩擦材組成物、これを用いた摩擦材及び摩擦部材 | |
| CN108545997B (zh) | 一种高性能无铜环保型陶瓷摩擦材料及其制造工艺 | |
| JP5272396B2 (ja) | 摩擦材組成物及びこれを用いた摩擦材 | |
| CN103614113B (zh) | 一种无铜摩擦材料 | |
| JPH0276935A (ja) | 摩擦材 | |
| CN107592901B (zh) | 特别用于制造制动衬块的摩擦材料及相关制备方法 | |
| JP5790175B2 (ja) | ノンアスベスト摩擦材組成物 | |
| JP5987539B2 (ja) | 摩擦材組成物、これを用いた摩擦材及び摩擦部材 | |
| EP3217033B1 (en) | Friction material | |
| Satikbaša et al. | Effect of steel family fibers on friction and stiction behavior of brake pads | |
| CN109058336A (zh) | 一种无铜无锑环保型陶瓷摩擦材料及其制备方法 | |
| WO2012066964A1 (ja) | ノンアスベスト摩擦材組成物、これを用いた摩擦材及び摩擦部材 | |
| US11060577B2 (en) | Friction material | |
| JP6346424B2 (ja) | 摩擦材組成物、摩擦材組成物を用いた摩擦材及び摩擦部材 | |
| Balaji et al. | Thermal and fade aspects of a non asbestos semi metallic disc brake pad formulation with two different resins | |
| CN1580100A (zh) | 汽车钢制同步器齿环碳纤维摩擦材料及用法 | |
| JP2016079251A (ja) | 摩擦材組成物、擦材及び摩擦部材 | |
| JP4029026B2 (ja) | 非石綿系摩擦材 | |
| JP2007113642A (ja) | 摩擦対および摩擦材 | |
| JPH04106183A (ja) | 非石綿系摩擦材 | |
| WO2021015002A1 (ja) | 摩擦材 | |
| WO2021015003A1 (ja) | 摩擦材 | |
| JPH06306186A (ja) | 摩擦材 | |
| JPH11106523A (ja) | ブレーキ用摩擦材 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181221 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |