CN110081107A - 一种摩擦材料、采用摩擦材料制备的制动片及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摩擦材料、采用摩擦材料制备的制动片及制备方法，制备方法包括以下步骤：(1)无铜金属摩擦材料的制备；(2)热压成型：将步骤(1)中的无铜金属摩擦材料置于热压模具型腔中，摊平，放入垫层料，摊平，放置钢背，热压成型后脱模；(3)将脱模后的样品热处理后冷却至室温；(4)将步骤(3)处理后的样品进行后处理，制得制动片。本发明的制动片制备方法，通过防锈处理，能够明显提高制动片中摩擦材料的存储、运输周期和抗氧化能力。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件技术领域，尤其涉及一种摩擦材料、采用摩擦材料制备的制动片及制备方法。
背景技术
制动片即刹车片或刹车皮，安装在汽车车轮的盘式制动器上，是车辆制动***中最关键的安全零部件之一，制动片的性能对制动安全、制动舒适性、和环境友好等性能的优劣起到十分重要的作用。
常见汽车制动片摩擦材料分为金属型摩擦材料和NAO(非石棉有机)型摩擦材料两大类，其中金属型摩擦材料包括半金属型摩擦材料和少金属型摩擦材料，是当前世界上最主要的摩擦材料之一。半金属型摩擦材料主要受到北美市场广泛认可，少金属型摩擦材料主要受到欧洲市场的广泛认可。相比于NAO型摩擦材料，金属型摩擦材料具有较高的热导率和良好的摩擦磨损特性。
但是对于金属型摩擦材料，长期暴露在具有腐蚀性的环境中，铁质成分会生锈。生锈主要是铁质成分发生化学和电化学反应产生氧化铁。随着汽车全球化的持续发展，不同地区或者国家之间的车辆进出口越来越广泛，不同区域车辆海运过程或者驻车制动在不同腐蚀性环境中易产生锈蚀。因此，对于制动片市场尤其是OE(主机配套)市场，防锈能力非常重要。
专利CN 202520837 U利用树脂和防锈材料混合在摩擦材料表面形成防锈涂层，该方法虽然可以阻止运输过程中的生锈，但是该防锈涂层无制动作用，存在较高制动风险，并且这种遮蔽摩擦材料的方法使客户看不到内部材料，增加使用人员应用的不确定性。专利CN 202158125 U在摩擦材料的中央部位略短于材料的位置涂抹防锈剂氧化层，这种防锈方式是提高表面的憎水性，降低涂抹位置摩擦材料生锈，但是摩擦材料表面未涂抹区域及侧面位置并非完全密闭，氧气和水分子可通过表面气孔渗透产生生锈。专利CN 107489716 A利用硫酸和磷酸盐等溶液处理钢纤维，提高摩擦材料抗锈蚀能力，但是这样增加了制造工序而且与现有生产设备不匹配。
目前，商用制动片防锈方式主要是通过吸塑和添加干燥剂两种方式，有时也同时组合两种方式。尽管吸塑和添加干燥剂在短时间可以在一定程度上降低锈蚀程度，但是随着时间的延长，这两种方式都会逐渐丧失防锈能力。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种摩擦材料、采用摩擦材料制备的制动片及制备方法，克服现有技术中所存在的金属型制动片易生锈、易氧化、存储周期短和不够环保的缺陷。
为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的。
一种制备制动片的方法，包括以下步骤：
(1)无铜金属摩擦材料的制备；
(2)热压成型：将步骤(1)中的无铜金属摩擦材料置于热压模具型腔中，摊平，放入垫层料，摊平，放置钢背，热压成型后脱模；
(3)将脱模后的样品热处理后冷却至室温；
(4)将步骤(3)处理后的样品进行后处理，制得制动片。
进一步地，所述无铜金属摩擦材料包括如下原料组分及重量份：粘结剂7～15份，无机纤维5～20份，有机调节剂2～7份，增摩剂5.5～15份，减磨剂7～20份，填料6～20份，防锈处理的钢纤维5～40份，防锈处理的铁粉5～15份。
进一步地，钢纤维或铁粉的防锈处理分别包括：将钢纤维或铁粉表面分别喷涂硅烷偶联剂，分别加入粘结剂、磷酸锌和三氟化铈，搅拌均匀，干燥，即得防锈处理的钢纤维或防锈处理的铁粉。
优选地，所述钢纤维长度为0.15～1mm。所述铁粉的纯度大于95％，直径45～150μm。
优选地，硅烷偶联剂的用量占钢纤维或铁粉质量的0.1～0.5％。更优选地，所述硅烷偶联剂为KH-550硅烷偶联剂，纯度大于97％。
优选地，防锈处理中粘结剂的用量占钢纤维或铁粉质量的1～2％。更优选地，所述粘结剂选自未改性酚醛树脂。优选地，未改性酚醛树脂流动距离为25～35mm，凝胶化时间为70～80S。其中，流动距离和凝胶化时间参考GB/T 24411-2009标准中附录A2和A4的方法测得。
优选地，磷酸锌的用量占钢纤维或铁粉质量的0.1～0.5％。所述磷酸锌纯度大于95％，pH 值7～8，对钝化铁质材料活性表面具有重要作用。
优选地，三氟化铈的用量占钢纤维或铁粉质量的0.1～0.5％。其中，三氟化铈的纯度96％以上，三氟化铈稀土化合物对金属型摩擦材料抗腐蚀性能提升具有良好作用。
优选地，干燥温度为60～70℃。
进一步地，无铜金属摩擦材料中粘结剂为8～12份。所述粘结剂选自未改性酚醛树脂。
进一步地，所述无机纤维选自矿物纤维和陶瓷纤维的组合物。
优选地，矿物纤维和陶瓷纤维的组合物中，任一组分的重量份数(相对于无铜金属摩擦材料的总重量而言)高于2份且低于18份。
优选地，所述矿物纤维的纤维长度为0.45～0.70mm。所述陶瓷纤维的纤维长度为0.25～0.85mm。
进一步地，所述有机调节剂选自摩擦粉和轮胎粉的组合物。
优选地，摩擦粉和轮胎粉的组合物中，任一组分的重量份数(相对于无铜金属摩擦材料的总重量而言)高于1份且低于6份。
优选地，所述摩擦粉为腰果壳油改性酚醛树脂固化粉碎颗粒，粒径为0.15mm～0.85mm。
优选地，所述轮胎粉的直径为100～800μm，水分小于1.0％，密度2.2～2.4g/cm3。
进一步地，所述增摩剂为片状氧化铁和α-氧化铝的组合物。
优选地，所述α-氧化铝重量份数0.5～5份，纯度高于99.0％，直径小于5μm；
优选地，所述氧化铁重量份数5～14.5份，为片状结构，片状直径5～45μm，纯度高于90.0％，片状结构组分提高摩擦表面的隔水性。
进一步地，所述减磨剂为鳞片石墨、合成石墨、硫化锡和硫化锑的组合物。
优选地，所述鳞片石墨重量份数为1～5份，为鳞片状结构，片状直径45～250μm，纯度高于90.0％，片状结构组分提高摩擦表面的隔水性。
优选地，所述合成石墨重量份数为1～5份，为颗粒状结构，粒度为150～600μm。
优选地，所述硫化锡重量份数为1～5份，纯度90％以上。
优选地，所述硫化锑重量份数为4～10份，纯度95％以上。
进一步地，所述填料为玻璃鳞片、氢氧化钙和重晶石的组合物。
优选地，所述玻璃鳞片重量份数为1～5份，片状直径小于75μm。
优选地，所述氢氧化钙纯度高于96.0％，粒度为5-45μm。
优选地，所述重晶石的重量份数为5～19份，直径为35～75μm，所述硫酸钡含量高于90％。
进一步地，步骤(1)中，无铜金属摩擦材料的制备分两步混料制得，第一步混料：防锈处理的钢纤维和防锈处理的铁粉之外的材料混合并搅拌均匀；
第二步混料：将防锈处理的钢纤维和防锈处理的铁粉加入上述混合材料中并搅拌均匀，即得无铜金属摩擦材料。通过两步混料可实现各成分的均匀混合，并且不会破坏铁质材料防锈处理结构。
进一步地，步骤(2)中热压成型压力为6～15MPa，热压时间100～400s，热压温度145～165℃。
垫层料为本领域内常规的配方材料，加入垫层料的目的是为了增加剪切强度、隔热并具有一定的降噪效果。
优选地，垫层料用量占摩擦材料混合料和垫层料总质量的7～12％。
优选地，垫层料包括以下原料组分及其质量百分比：酚醛树脂15～20％，钢纤维15～30％，轮胎粉3～7％，α-氧化铝3～5％，碳酸钙22～40％，矿物纤维10～25％，焦炭粉5～10％。其中，酚醛树脂、钢纤维、轮胎粉、α-氧化铝均与上述摩擦材料中的相应成分对应一致。
所述酚醛树脂的流动距离为25～30mm，凝胶化时间为80～90S。其中，流动距离和凝胶化时间参考GB/T 24411-2009标准中附录A2和A4的方法测得。
所述轮胎粉直径为100～800μm，α-氧化铝直径小于5μm，碳酸钙粒度45～75μm，矿物纤维长度为0.45～0.70mm，焦炭粉直径为150～850μm。
优选地，热处理是指将脱模后的制动片依次在180℃下烘烤2～3小时、250℃下烘烤3～6 小时，然后冷却至室温。
进一步地，步骤(4)中的后处理包括磨削、开槽、倒角、喷涂工序，其中，磨削、开槽、倒角、喷涂均属于本领域内常规工艺。优选地，步骤(4)中的后处理还包括防锈处理工序。
进一步地，步骤(4)中防锈处理工序包括以下步骤：
a.将经磨削、开槽、倒角处理过的制动片表面和侧面喷涂氢氧化钙溶液，烘干；
b.继续在上述制动片表面和侧面喷涂KH-550硅烷偶联剂并烘干，使其形成一层透明密封层；
c.在步骤b处理过的制动片表面喷涂氢氧化钙溶液。
优选地，氢氧化钙溶液的pH大于9。喷涂氢氧化钙溶液的目的为了保证制动片表面的碱性环境。
优选地，步骤b中喷涂KH-550硅烷偶联剂的量应保证所形成的透明密封层的厚度为 0.5-50微米。
本发明还提供了一种上述方法所制备的制动片。
本发明还保护了一种上述方法中所采用的无铜金属摩擦材料，包括如下原料组分及重量份：粘结剂7～15份，无机纤维5～20份，有机调节剂2～7份，增摩剂5.5～15份，减磨剂7～20 份，填料6～20份，防锈处理的钢纤维5～40份，防锈处理的铁粉5～15份。其中各原料组分同前述限定一致。
本发明中的制备方法中，通过增加防锈工序，采用pH大于9的氢氧化钙溶液和KH-550 硅烷偶联剂组合使用，在制动片摩擦材料界面和侧面形成一层致密的隔绝层，该层材料透明且极薄，不影响外观和制动性能。隔绝层阻止空气中的水蒸气和氧气进入，防止摩擦材料中的金属成分发生氧化和腐蚀，更进一步的提升摩擦材料的存储、运输周期和抗氧化能力。
本发明中加入经防锈处理的钢纤维和铁粉，通过KH-550硅烷偶联剂将酚醛树脂、金属钝化材料磷酸锌以及稀土化合物三氟化铈包裹住钢纤维和铁粉。在热压过程中，酚醛树脂和硅烷偶联剂将磷酸锌和三氟化铈包裹在钢纤维和铁粉外表并与空气中的氧气和水分隔绝，能够有效提高金属摩擦材料长期制动应用时的抗氧化和耐腐蚀性。
本发明所采用的无铜金属摩擦材料，由于采用多种鳞片状或片状结构的材料，提高摩擦材料的隔水性能。本发明采用的片状材料除了常用的鳞片石墨，还包括片状氧化铁和玻璃鳞片三种材料，共同提高摩擦材料表面隔水性。鳞片石墨除了提高摩擦材料表面隔水性，还能显著提高摩擦材料制动寿命。本发明采用的氢氧化钙保证钢纤维和铁粉组分周边为碱性环境，提高摩擦材料防锈能力。
总之，本发明的制动片，通过防锈处理，能够明显提高制动片中摩擦材料的存储、运输周期和抗氧化能力；同时，由于制动片采用无铜金属摩擦材料，具有以下技术效果：(1)提高了无铜金属摩擦材料的长期制动应用过程中的防锈能力；(2)显著增加无铜金属摩擦材料的存储周期，降低对存储条件的要求，即便恶劣环境亦可防锈；(3)有效改善摩擦材料的耐热性能；(4)配方无铜，有效提高了材料的环保性。
附图说明
图1为制动片平均厚度计算方法示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
本发明实施例中所采用的垫层料为本领域内常规的配方材料，垫层料的用量占摩擦材料混合料和垫层料总质量的7-12％。优选地，垫层料包括以下原料组分及其质量百分比：酚醛树脂18％，钢纤维23％，轮胎粉3％，α-氧化铝3％，碳酸钙26％，矿物纤维22％，焦炭粉5％。
实施例1
无铜金属摩擦材料包括以下原料组分及重量份数：粘结剂7份，无机纤维15份，有机调节剂5份，增摩剂13份，减磨剂13份，填料20份，防锈处理的钢纤维22份，防锈处理的铁粉5份；
其中所述粘结剂为酚醛树脂；所述无机纤维包括10份矿物纤维、5份陶瓷纤维；所述有机调节剂包括3份摩擦粉、2份轮胎粉；所述增摩剂包括3份α-氧化铝、10份片状氧化铁；所述减磨剂包括3份鳞片石墨、3份合成石墨、2份硫化锡和5份硫化锑；所述填料包括2份玻璃鳞片、2份氢氧化钙和16份重晶石；
盘式制动片的制备方法如下：
采用上述配方的摩擦材料制备制动片的方法：
1)两步法混料：第一步混料：防锈处理的钢纤维和防锈处理的铁粉之外的材料混合并搅拌均匀；
第二步混料：加入防锈处理的钢纤维和防锈处理的铁粉并搅拌均匀，即得无铜金属摩擦材料。通过两步混料可实现各成分的均匀混合，并且不会破坏铁质材料防锈处理结构。
其中，防锈处理的钢纤维或铁粉的处理步骤为：将钢纤维或铁粉表面分别喷涂硅烷偶联剂(占钢纤维或铁粉质量的0.2％)，分别加入粘结剂(占钢纤维或铁粉质量的1％)、磷酸锌 (占钢纤维或铁粉质量的0.3％)和三氟化铈(占钢纤维或铁粉质量的0.3％)，搅拌均匀， 60-70℃下干燥，即得防锈处理的钢纤维或防锈处理的铁粉。
2)热压成型：将步骤(1)中的无铜金属摩擦材料置于热压模具型腔中，摊平，再将垫层料放入热压模具型腔，摊平，放置钢背，加载压力15MPa，热压时间300s，热压温度150℃，热压成型后脱模；
3)热处理：制动片脱模后首先置于180℃的烘烤温度烘烤2小时，随后在250℃的烘烤温度下烘烤3小时；
4)经过磨削、开槽、倒角、喷涂后处理，获得制动片。
实施例2
无铜金属摩擦材料包括以下原料组分及重量份数：粘结剂15份，无机纤维5份，有机调节剂2份，增摩剂15份，减磨剂20份，填料20份，防锈处理的钢纤维18份，防锈处理的铁粉5份；
其中所述粘结剂为酚醛树脂；所述无机纤维包括2份矿物纤维、3份陶瓷纤维；所述有机调节剂包括1份摩擦粉、1份轮胎粉；所述增摩剂包括5份α-氧化铝、10份片状氧化铁；所述减磨剂包括5份鳞片石墨、5份合成石墨、3份硫化锡和7份硫化锑；所述填料包括2份玻璃鳞片、2份氢氧化钙和16份重晶石；
其中，防锈处理的钢纤维或铁粉的处理步骤为：将钢纤维或铁粉表面分别喷涂硅烷偶联剂(占钢纤维或铁粉质量的0.3％)，分别加入粘结剂(占钢纤维或铁粉质量的2％)、磷酸锌 (占钢纤维或铁粉质量的0.4％)和三氟化铈(占钢纤维或铁粉质量的0.6％)，搅拌均匀， 60-70℃下干燥，即得防锈处理的钢纤维或防锈处理的铁粉。
采用上述配方的摩擦材料制备制动片的方法同实施例1，与实施例1不同的是：步骤(2) 热压成型中，加载压力12MPa，热压时间400s，热压温度165℃；步骤(3)中热处理，是将制动片脱模后首先置于180℃的烘烤温度烘烤2.5小时，随后在250℃的烘烤温度下烘烤3小时。
实施例3
无铜金属摩擦材料包括以下原料组分及重量份数：粘结剂11份，无机纤维20份，有机调节剂7份，增摩剂8份，减磨剂7份，填料8份，防锈处理的钢纤维30份，防锈处理的铁粉9份；
其中所述粘结剂为酚醛树脂；所述无机纤维包括13份矿物纤维、7份陶瓷纤维；所述有机调节剂包括1份摩擦粉、6份轮胎粉；所述增摩剂包括3份α-氧化铝、5份片状氧化铁；所述减磨剂包括1份鳞片石墨、1份合成石墨、1份硫化锡和4份硫化锑；所述填料包括3份玻璃鳞片、1份氢氧化钙和4份重晶石；
其中，防锈处理的钢纤维或铁粉的处理步骤为：将钢纤维或铁粉表面分别喷涂硅烷偶联剂(占钢纤维或铁粉质量的0.3％)，分别加入粘结剂(占钢纤维或铁粉质量的1.5％)、磷酸锌(占钢纤维或铁粉质量的0.2％)和三氟化铈(占钢纤维或铁粉质量的0.2％)，搅拌均匀， 60-70℃下干燥，即得防锈处理的钢纤维或防锈处理的铁粉。
采用上述配方的摩擦材料制备制动片的方法同实施例1，与实施例1不同的是：步骤(2) 热压成型中，加载压力6MPa，热压时间400s，热压温度165℃；步骤(3)中热处理，是将制动片脱模后首先置于180℃的烘烤温度烘烤3小时，随后在250℃的烘烤温度下烘烤2小时。
实施例4
无铜金属摩擦材料包括以下原料组分及重量份数：粘结剂10份，无机纤维19份，有机调节剂5份，增摩剂13份，减磨剂13份，填料20份，防锈处理的钢纤维5份，防锈处理的铁粉15份；
其中所述粘结剂为酚醛树脂；所述无机纤维包括10份矿物纤维、9份陶瓷纤维；所述有机调节剂包括3份摩擦粉、2份轮胎粉；所述增摩剂包括3份α-氧化铝、10份片状氧化铁；所述减磨剂包括3份鳞片石墨、3份合成石墨、2份硫化锡和5份硫化锑；所述填料包括2份玻璃鳞片、2份氢氧化钙和16份重晶石；防锈处理的钢纤维和防锈处理的铁粉的处理方法同实施例1；
盘式制动片的制备方法如下：
采用上述配方的摩擦材料制备制动片的方法：
1)两步法混料：第一步混料：防锈处理的钢纤维和防锈处理的铁粉之外的材料混合并搅拌均匀；
第二步混料：加入防锈处理的钢纤维和防锈处理的铁粉并搅拌均匀，即得无铜金属摩擦材料。通过两步混料可实现各成分的均匀混合，并且不会破坏铁质材料防锈处理结构。
2)热压成型：将步骤(1)中的无铜金属摩擦材料置于热压模具型腔中，摊平，再将垫层料放入热压模具型腔，摊平，放置钢背，加载压力6MPa，热压时间300s，热压温度150℃，热压成型后脱模；
3)热处理：制动片脱模后首先置于180℃的烘烤温度烘烤2小时，随后在250℃的烘烤温度下烘烤3小时；
4)将热处理后的制动片样品进行磨削、开槽、倒角处理，然后在制动片表面和侧面喷涂 pH值大于9的氢氧化钙溶液，并烘干，目的是为了保证制动片表面的碱性环境；
烘干后继续喷涂KH-550硅烷偶联剂并烘干，表面形成一层透明密封层，使所形成的透明密封层厚度在0.5～50微米之间；
烘干后再次喷涂pH值大于9的氢氧化钙溶液，并烘干。
烘干后再进行常规的喷涂处理，即可获得制动片。
实施例5
无铜金属摩擦材料包括以下原料组分及重量份数：粘结剂9份，无机纤维15份，有机调节剂6份，增摩剂11份，减磨剂13份，填料19份，钢纤维20份，铁粉7份；
其中所述粘结剂为酚醛树脂；所述无机纤维包括10份矿物纤维、5份陶瓷纤维；所述有机调节剂包括3份摩擦粉、2份轮胎粉；所述增摩剂包括3份α-氧化铝、10份片状氧化铁；所述减磨剂包括3份鳞片石墨、3份合成石墨、2份硫化锡和5份硫化锑；所述填料包括3份玻璃鳞片、3份氢氧化钙和13份重晶石；
采用上述配方的摩擦材料制备制动片的方法同实施例4，与实施例4不同的是：步骤(2) 热压成型中，加载压力12MPa，热压时间400s，热压温度165℃；步骤(3)中热处理，是将制动片脱模后首先置于180℃的烘烤温度烘烤2小时，随后在250℃的烘烤温度下烘烤3小时。
采用上述配方的摩擦材料制备制动片的方法同实施例4。
实施例6
无铜金属摩擦材料包括以下原料组分及重量份数：粘结剂11份，无机纤维16份，有机调节剂5.5份，增摩剂5.5份，减磨剂7份，填料6份，钢纤维40份，铁粉9份；
其中所述粘结剂为酚醛树脂；所述无机纤维包括13份矿物纤维、3份陶瓷纤维；所述有机调节剂包括1份摩擦粉、4.5份轮胎粉；所述增摩剂包括3份α-氧化铝、2.5份片状氧化铁；所述减磨剂包括1份鳞片石墨、1份合成石墨、1份硫化锡和4份硫化锑；所述填料包括2份玻璃鳞片、1份氢氧化钙和3份重晶石；
采用上述配方的摩擦材料制备制动片的方法同实施例4，与实施例4不同的是：步骤(2) 热压成型中，加载压力8MPa，热压时间400s，热压温度165℃；步骤(3)中热处理，是将制动片脱模后首先置于180℃的烘烤温度烘烤2小时，随后在250℃的烘烤温度下烘烤2小时。
对比例1
无铜金属摩擦材料包括以下原料组分及重量份数：粘结剂7份，无机纤维15份，有机调节剂5份，增摩剂13份，减磨剂13份，填料20份，钢纤维22份，铁粉5份；
其中所述粘结剂为酚醛树脂；所述无机纤维包括10份矿物纤维、5份陶瓷纤维；所述有机调节剂包括3份摩擦粉、2份轮胎粉；所述增摩剂包括3份α-氧化铝、10份片状氧化铁；所述减磨剂包括3份鳞片石墨、3份合成石墨、2份硫化锡和5份硫化锑；所述填料包括2份玻璃鳞片、2份氢氧化钙和16份重晶石；
盘式制动片的制备方法如下：
采用上述配方的摩擦材料制备制动片的方法：
1)两步法混料：第一步混料：钢纤维和铁粉之外的材料混合并搅拌均匀；
第二步混料：加入钢纤维和铁粉并搅拌均匀，即得无铜金属摩擦材料。
2)热压成型：将步骤(1)中的无铜金属摩擦材料置于热压模具型腔中，摊平，再将垫层料放入热压模具型腔，摊平，放置钢背，加载压力15MPa，热压时间300s，热压温度150℃，热压成型后脱模；
3)热处理：制动片脱模后首先置于180℃的烘烤温度烘烤2小时，随后在250℃的烘烤温度下烘烤3小时；
4)经过磨削、开槽、倒角、喷涂后处理，获得制动片。
对比例2
无铜金属摩擦材料包括以下原料组分及重量份数：粘结剂15份，无机纤维5份，有机调节剂2份，增摩剂15份，减磨剂20份，填料20份，钢纤维18份，铁粉5份；
其中所述粘结剂为酚醛树脂；所述无机纤维包括2份矿物纤维、3份陶瓷纤维；所述有机调节剂包括1份摩擦粉、1份轮胎粉；所述增摩剂包括5份α-氧化铝、10份片状氧化铁；所述减磨剂包括5份鳞片石墨、5份合成石墨、3份硫化锡和7份硫化锑；所述填料包括2份玻璃鳞片、2份氢氧化钙和16份重晶石；
采用上述配方的摩擦材料制备制动片的方法同对比例1，与对比例1不同的是：步骤(2) 热压成型中，加载压力12MPa，热压时间400s，热压温度165℃；步骤(3)中热处理，是将制动片脱模后首先置于180℃的烘烤温度烘烤2.5小时，随后在250℃的烘烤温度下烘烤3小时。
对比例3
无铜金属摩擦材料包括以下原料组分及重量份数：粘结剂11份，无机纤维20份，有机调节剂7份，增摩剂8份，减磨剂7份，填料8份，钢纤维30份，铁粉9份；
其中所述粘结剂为酚醛树脂；所述无机纤维包括13份矿物纤维、7份陶瓷纤维；所述有机调节剂包括1份摩擦粉、6份轮胎粉；所述增摩剂包括3份α-氧化铝、5份片状氧化铁；所述减磨剂包括1份鳞片石墨、1份合成石墨、1份硫化锡和4份硫化锑；所述填料包括3份玻璃鳞片、1份氢氧化钙和4份重晶石；
采用上述配方的摩擦材料制备制动片的方法同对比例1，与对比例1不同的是：步骤(2) 热压成型中，加载压力6MPa，热压时间400s，热压温度165℃；步骤(3)中热处理，是将制动片脱模后首先置于180℃的烘烤温度烘烤3小时，随后在250℃的烘烤温度下烘烤2小时。
性能测试
分别对实施例1至实施例6、对比例1至对比例3所制得的制动片进行性能和防锈检测。
其中，制动片存储条件：温湿度分别为30℃，90％湿度，记录发生D级生锈的时间，即为存储时间；
防锈检测方法：将上述各制动片和表面除油的制动盘浸泡在5.0％的氯化钠溶液中，浸泡 48h，将浸泡后的制动片和制动盘取出放置在恒温恒湿环境48h，观察锈蚀状态，根据生锈点的数量和生锈面积对生锈程度进行判定。
对制动片进行SAE J2522台架测试，如表1所示，其中，SAE J2522名义摩擦系数是所有章节中，除高温系数之外，其它章节摩擦系数的平均值，通常用它表征材料的整体摩擦系数水平。SAE J2522磨损指程序测试前和测试后的平均厚度的差值，平均厚度计算方法如图1 所示，每个刹车片取上下各4点、共8个点的平均值。
表1
其中，A级-几乎整个表面都生锈(生锈面积>60％)，生锈深度；
B级-大面积生锈(生锈面积大于30％)；
C级-一定面积生锈(生锈面积大于5％)；
D级-小面积生锈(生锈面积<5％)；
E级-无生锈。
综上可见，本发明实施例1-3中采用防锈处理的无铜金属摩擦材料所制得的制动片制动性能良好，且防锈能力比对比例1至3都有了显著提高；本发明实施例5至6中，通过加入防锈工序，所制备的制动片基本无生锈情况，防锈性能提高。而本发明实施例4中，制备时加入防锈工序的同时，采用经防锈处理的无铜金属摩擦材料，所制备的制动片具有更好的防锈性能，且制动片制动性能良好。总之，本发明所制得制动片相较于现有技术所制备的制动片，具有更好的防锈性能，同时对提高摩擦材料的制动寿命也略有改善。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种制备制动片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)无铜金属摩擦材料的制备；
(2)热压成型：将步骤(1)中的无铜金属摩擦材料置于热压模具型腔中，摊平，放入垫层料，摊平，放置钢背，热压成型后脱模；
(3)将脱模后的样品热处理后冷却至室温；
(4)将步骤(3)处理后的样品进行后处理，制得制动片。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(4)中的后处理包括磨削、开槽、倒角、防锈、喷涂。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述无铜金属摩擦材料包括如下原料组分及重量份：粘结剂7～15份，无机纤维5～20份，有机调节剂2～7份，增摩剂5.5～15份，减磨剂7～20份，填料6～20份，防锈处理的钢纤维5～40份，防锈处理的铁粉5～15份。
4.如权利要求3所述方法，其特征在于，钢纤维或铁粉的防锈处理分别包括：将钢纤维或铁粉表面分别喷涂硅烷偶联剂，分别加入粘结剂、磷酸锌和三氟化铈，搅拌均匀，干燥，即得防锈处理的钢纤维或防锈处理的铁粉。
5.如权利要求4所述方法，其特征在于，包括以下特征的任一项或多项：
硅烷偶联剂的用量占钢纤维或铁粉质量的0.1～0.5％；
防锈处理时粘结剂的用量占钢纤维或铁粉质量的1～2％；
磷酸锌的用量占钢纤维或铁粉质量的0.1～0.5％；
三氟化铈的用量占钢纤维或铁粉质量的0.1～0.5％。
6.如权利要求3所述方法，其特征在于，还包括以下特征的任一项或多项：
所述粘结剂选自未改性酚醛树脂；
所述无机纤维选自矿物纤维和陶瓷纤维的组合物；
所述有机调节剂选自摩擦粉和轮胎粉的组合物；
所述增摩剂为片状氧化铁和α-氧化铝的组合物；
所述减磨剂为鳞片石墨、合成石墨、硫化锡和硫化锑的组合物；
所述填料为氢氧化钙、玻璃鳞片和重晶石的组合物。
7.如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤(4)中防锈处理包括以下步骤：
a.将经磨削、开槽、倒角处理过的制动片表面和侧面喷涂氢氧化钙溶液，烘干；
b.继续在上述制动片表面和侧面喷涂KH-550硅烷偶联剂并烘干，使其形成一层透明密封层；
c.在步骤b处理过的制动片表面喷涂氢氧化钙溶液。
8.如权利要求7所述方法，其特征在于，步骤b中喷涂KH-550硅烷偶联剂的量应保证所形成的透明密封层的厚度为0.5～50微米。
9.权利要求1至8任一项所述方法所制得的制动片。
10.一种权利要求3所述方法中所采用的无铜金属摩擦材料，其特征在于，包括如下原料组分及重量份：粘结剂7～15份，无机纤维5～20份，有机调节剂2～7份，增摩剂5.5～15份，减磨剂7～20份，填料6～20份，防锈处理的钢纤维5～40份，防锈处理的铁粉5～15份。
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