CN1887939A - 环保型复合材料刹车片及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明为汽车制动***技术领域公开了一种环保型复合材料刹车片及其制造工艺。其主要特点是选用纳米改性树脂、复合矿物纤维、有机纤维(GN1)、矿物纤维(NACF)、陶瓷纤维、人造石墨、重晶石、硅藻土、铬铁矿粉、钾长石、锆英石、硫化锑、膨胀蛭石粉、铁黑、铝粉、云母、焦碳粉、丁睛胶粉、轮胎粉、沸石等按比例混合进行热压，热处理制成刹车片。该种刹车片具有无污染，减振降噪性能好，可节约原材料，造价低廉，使用寿命长，制动稳定性好等优点。

Description

环保型复合材料刹车片及其制造工艺

技术领域

本发明属于汽车制动***技术领域，具体涉及一种环保型复合材料刹车片及其制造工艺。

背景技术

当今技术，汽车已经成为人类陆地客、货运输无可替代的现代化工具之一，而且随着我国经济社会的发展，汽车保有量逐年在大幅度增长，2005年达到3300万辆。可以预言，汽车工业在今后相当长时间内将是我国国民经济的支柱产业之一。

但是，汽车在给人类带来现代文明幸福的同时，人类也承受着它所带来的危害。其危害主要表现在三个方面：一是废气污染；二是噪音污染；三是摩擦磨损粉尘污染。噪音污染已成为现代城市生活中的一大公害。据统计，城市噪音中75％来自交通运输，其中汽车噪音占85％，而汽车制动时的尖叫和振颤声又是汽车噪音的主要部分。汽车制动过程中刹车磨损所产生的粉尘也是现代城市一个重要污染源。传统的刹车片都是使用石棉纤维增强。石棉是一种天然矿物纤维，它具有质轻、价格低廉、分散性好、摩擦磨损性能好、增强效果好等特点，曾被广泛应用。但是，1972年国际肿瘤医学讨论会确认，应用了近一个世纪的石棉刹车片中的石棉纤维属影响人体健康的致癌物质，制动尘埃中的细小石棉纤维被吸入肺内后，会引起一种叫做石棉肺的疾病，甚至会导致肺癌，石棉被列入十大有害工业原料之一。各国随即迅速展开了新型无石棉刹车片的研制工作，投入了大量的人力、物力和财力，如美国的Bendix公司一次投资2500美元，增加设备一倍，研究人员60％专门从事无石棉摩擦材料的研究。从近年来国内外所发表的专利分析，无石棉刹车片的专利占汽车刹车片专利总数的90％以上。

而在研究及应用中发现，目前已研制应用的刹车片仍不同程度地存在一些问题，如有的刹车片性能虽提高了，但生产工艺复杂了，成本增加了，能耗增多了，特别是制动噪音和污染方面还不十分理想。因此至今为止，人们还未找到一种完全取代石棉，同时又满足综合性能要求的低噪音制动刹车片。制动***是汽车的重要部件之一，能够显著影响汽车行驶的速度、安全性、舒适性和能耗，特别是振动噪声污染，从根本上限制了汽车的高速化与重载化发展，已成为制约汽车工业发展的重要因素之一。在环保要求日益突出的二十一世纪，汽车刹车片的这种状况将成为制约我国汽车工业发展的重要因素之一。

在过去很长一段时间内，钢纤维增强的半金属刹车片一直是科研人员研究的重点，这种刹车片由美国Bendix公司最早发明并应用在汽车盘式制动器上，虽然它在常温和高温下具有稳定的摩擦性能，耐磨性好，有较高的制动效率和较好的散热性，但钢纤维的密度相对较大，且易锈蚀，锈蚀后易发生粘连影响汽车的换档分离，并加剧磨损和损伤对偶，且易产生100-300赫兹的低频噪音，同时伴随车体的剧烈摇动等不足。

发明内容

本发明的目的是设计一种无石棉、无钢纤维增强的、摩擦磨损性能良好、噪音低的环保型刹车片复合材料，用于制做刹车片。

本发明的另一目的是设计一种使用该种材料制造出刹车片的工艺。

为实现上述目的，本发明所采用的主要技术方案是环保型刹车片复合材料采用以下物料(按重量百分比计)：纳米改性树脂8-15，复合矿物纤维13-25，有机纤维(GN1)5-8，矿物纤维(NACF)1-5，陶瓷纤维3-8，人造石墨4-10，重晶石7-10，硅藻土2-10，铬铁矿粉2-6，钾长石2-5，锆英石1-3，硫化锑2-5，膨胀蛭石粉2-6，铁黑1-5，铝粉2-6，云母2-6，焦碳粉1-3，丁睛胶粉2-5，轮胎粉3-6，沸石1-3。

制造工艺为：

一、将上述物料按比例混合均匀。

二、将混合均匀的物料入硫化机的压模内热压，其热压温度150℃-220℃，压力15-20Mpa，保温保压时间10-20分钟，压成刹车片。

三、将刹车片入电烘箱进行热处理，热处理温度：在(2-5小时内)缓慢升温至180℃-230℃，保温4-10小时。

采用上述方案制成的刹车片由于其材料中不含石棉纤维，可达到无污染，解决了刹车片材料对人体造成的危害，具有很好的环保效果；由于制成刹车片的材料是无钢纤维增强的，可有效的降低噪音及制动出现“热气阻”现象；因此该种刹车片具有良好的减振降噪性能，对环境保护具有重大意义。目前我国民用汽车保有量3300万辆，年消耗摩擦材料33万吨，轿车用刹车片每套(8片)约0.8-1Kg，市场价80-100，生产成本30-40元，每公斤可获利润60元左右，每吨获利润6万元。因此经济效益相当可观。性能优良的刹车片可使汽车向“高速、重载”、“低性能、低公害”方向快速发展，进一步提高汽车的行驶安全性、耐久性、乘坐舒适性和操作方便性。环保型复合材料刹车片配方中所使用的各种材料组分均为无污染、无公害材料，且刹车片成品满足低噪音要求。因此这种环保复合材料刹车片生产技术的推广将对环境保护有积极作用。

与现有技术相比，具有无污染，减振降噪性能好，可节约原材料，造价低廉，使用寿命长，制动稳定性好等优点。

具体实施方式

实施例1，环保型刹车片复合材料是由以下物料组成的：纳米改性树脂8％，复合矿物纤维13％，有机纤维(GN1)5％，矿物纤维(NACF)1％，陶瓷纤维8％，人造石墨8％，重晶石7％，硅藻土10％，铬铁矿粉2％，钾长石2％，锆英石2％，硫化锑5％，膨胀蛭石粉5％，铁黑5％，铝粉4％，云母3％，焦碳粉1％，丁睛胶粉5％，轮胎粉3％，沸石3％。

将上述物料混合均匀；入硫化机的压模内进行热压，热压的温度控制在180℃±10℃，压力控制在17Mpa±0.5Mpa，保温保压15分钟，压成刹车片；将刹车片入电烘箱进行热处理，用3小时缓慢升温至200℃±10℃，保温6小时，即制成环保型复合材料刹车片。

实施例2，环保型刹车片复合材料是由以下物料组成的：纳米改性树脂15％，复合矿物纤维25％，有机纤维(GN1)6％，矿物纤维(NACF)1％，陶瓷纤维3％，人造石墨4％，重晶石8％，硅藻土3％，铬铁矿粉3％，钾长石5％，锆英石1％，硫化锑2％，膨胀蛭石粉6％，铁黑1％，铝粉2％，云母6％，焦碳粉2％，丁睛胶粉2％，轮胎粉4％，沸石1％。

将上述物料混合均匀；入硫化机的压模内进行热压，热压的温度控制在220℃±10℃，压力控制在20Mpa±0.5Mpa，保温保压20分钟，压成刹车片；将刹车片入电烘箱进行热处理，用5小时缓慢升温至230℃±10℃，保温10小时，即制成环保型复合材料刹车片。

实施例3，新型刹车片复合材料是由以下物料组成的：纳米改性树脂13％，复合矿物纤维15％，有机纤维(GN1)8％，矿物纤维(NACF)2％，陶瓷纤维4％，人造石墨10％，重晶石10％，硅藻土2％，铬铁矿粉6％，钾长石3％，锆英石3％，硫化锑3％，膨胀蛭石粉2％，铁黑3％，铝粉3％，云母2％，焦碳粉3％，丁睛胶粉3％，轮胎粉3％，沸石2％。

将上述物料混合均匀；入硫化机的压模内进行热压，热压的温度控制在150℃±10℃，压力控制在15Mpa±0.5Mpa，保温保压10分钟，压成刹车片；将刹车片入电烘箱进行热处理，用2小时缓慢升温至180℃±10℃，保温4小时，即制成环保型复合材料刹车片。

Claims (3)

1、一种环保型刹车片的复合材料，其特征是环保型刹车片复合材料是由以下物料组成的(按重量百分比计)：纳米改性树脂8-15，复合矿物纤维13-25，有机纤维5-8，矿物纤维1-5，陶瓷纤维3-8，人造石墨4-10，重晶石7-10，硅藻土2-10，铬铁矿粉2-6，钾长石2-5，锆英石1-3，硫化锑2-5，膨胀蛭石粉2-6，铁黑1-5，铝粉2-6，云母2-6，焦碳粉1-3，丁睛胶粉2-5，轮胎粉3-6，沸石1-3。

2、一种新型复合材料刹车片的制造工艺，其特征是所述的工艺为：一、将上述物料按比例混合均匀；二、将混合均匀的物料入硫化机的压模内热压，其热压温度150℃-220℃，压力15-20Mpa，保温保压时间10-20分钟，压成刹车片；三、将刹车片入电烘箱进行热处理，热处理温度：在2-5小时内缓慢升温至180℃-230℃，保温4-10小时。

3、根据权利要求1，2所述的一种环保型刹车片的新型复合材料，一种新型复合材料刹车片的制造工艺，其特征是制备出一种环保型复合材料刹车片。