一種用稻麥秸稈制成剎車片摩擦材料的方法
【專利摘要】一種用稻麥秸稈制成剎車片摩擦材料的方法,涉及復合材料【技術領域】,配方如下:增韌纖維15%、改性樹脂16%、增摩劑14%、硫磺+錫粉9%、炭黑1.6%、氧化鋅2.5%、硫酸鋇8.9%、稻麥秸稈炭粉10%、氫氧化鋁6%、改性溧珠14%、硬脂酸鋅3%。將上述材料混合攪拌均勻,在模具中壓制,并按工藝要求進行磨削、倒角等機械加工,即制得剎車片。該方法以稻麥秸稈為原材料制成炭粉取代摩擦材料配方中石墨,降低了每年由于大量焚燒秸稈所帶來的大氣污染,并降低了剎車片的生產成本,增強了剎車性能和制動效果,摩擦系數穩定,結構簡單,剎車噪音小,環保無污染。
【專利說明】一種用稻麥秸稈制成剎車片摩擦材料的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及復合材料【技術領域】,尤其涉及一種用稻麥秸桿制成剎車片摩擦材料的方法。
【背景技術】
[0002]改革開放以來,國民經濟快速增長,科技創新、自主創新已成為國內工業發展的主流,我國工業正逐步向集約型、節能減排、低碳的方向發展。隨著人們生活水平的日益提高,對汽車的需求也越來越大。近年來,我國汽車產業的產銷數量不斷增長,我國已然成為一個汽車產銷大國。汽車上最重要的安全系統就是制動系統,所有的制動部件都是安全件,剎車片是整個制動系統中重要的環節之一,直接影響到整個制動系統的可靠性。剎車片與剎車盤(鼓)相互摩擦形成摩擦對偶,產生制動力矩,從而達到車輛減速剎車的目的。機動車輛中的剎車片主要采用石棉、鋼纖維、樹脂等多種原料制成,所制成的剎車片具有比重大、導熱系數低、熱穩定性差、噪音高和不耐高溫等缺點,存在剎車可靠性差、磨損快、易老化斷裂、使用壽命短等缺陷。其次,由于石棉中含有致癌物質而已被國家明令禁止使用。目前,作為石棉剎車片的替代產品,一般采用礦物纖維、炭纖維、鋼纖維等材料制成,但都不同程度的存在熔點低、熱穩定性低、散熱效果差、摩擦系數小、剎車性能差、使用壽命短、制造成本高等缺點,尤其在頻繁剎車或緊急剎車狀態下,剎車片的摩擦面容易產生金屬轉移及咬合現象,導致剎車片離合的靈敏度下降。隨著技術的發展,磷片石墨以其特有的比重小、耐高溫、高導熱、自潤滑、強耐磨、強穩定性、抗熱震、減噪好及良好的可塑性等性能,在剎車片行業中應用。機動車輛剎車片無論是石棉剎車片還是無石棉剎車片,都要用石墨做減摩劑,其一是為了保護對偶,其二是為了降低噪音。但是,由于石墨礦產資源逐年減少,石墨市場價格不斷上升,成本增加,企業難以承受。科研單位與企業的技術人員在不斷地探索、研究,希望研制出一種性能優越 的磷片石墨摩擦材料替代品,以滿足市場需求,雖然取得了一定的進展,但在實際運用中仍然存在著尚未克服的技術難題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服以上不足,提供一種用稻麥秸桿制成剎車片摩擦材料的方法,該方法以稻麥秸桿為原材料制成炭粉,以減少摩擦材料對磷片石墨的使用量,增強了剎車性能和制動效果,降低了生產成本,摩擦系數穩定,結構簡單,剎車噪音小,環保無污染。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下:一種用稻麥秸桿制成碳粉摩擦材料,用該摩擦材料加以下材料成份:增韌纖維15%、改性樹脂16%、增摩劑14%、硫磺+錫粉9 %、炭黑1.6 %、氧化鋅2.5 %、硫酸鋇8.9 %、稻麥秸桿炭粉10 %、氫氧化鋁6 %、改性溧珠14%、硬脂酸鋅3%,將上述材料混合攪拌均勻,在模具中壓制,溫度控制在150°C~160°C,壓機壓制壓力為18兆帕,排氣3次,每次30秒,保溫300秒,后熱處理溫度為150°C~180°C,時間根據工件大小決定,一般4~12小時,然后降溫至50°C時,熱處理結束,按工藝要求進行磨削、倒角等機械加工,即制得用本發明稻草、麥桿碳粉摩擦材料制成的剎車片。[0005]所述稻麥秸桿炭粉按如下方法制作:
[0006]稻麥秸桿選料清洗一烘干一粉碎一高壓成芯棒一炭化一研磨成粉。
[0007]一、稻麥秸桿選料清洗
[0008]選用一年期的稻麥秸桿,發霉、腐爛的不可使用,采用新收割的稻麥秸桿收回后,清洗秸桿上的泥土和雜質。
[0009]二、烘干
[0010]清洗后的稻麥秸桿在太陽下進行暴曬或烘干。如果烘干,將溫度控制在45°C _55°C,烘干時間控制在I小時-1.5小時,但不能使稻麥稻桿表面變褐色或發生脆性,必須要保持稻麥秸桿原來的顏色及韌性。用麥稻草水分儀進行檢測,含水量控制在9% -12%左右,含水量最大不能超過13%。
[0011]三、粉碎
[0012]將烘干后的稻麥秸桿進行粉碎,粉碎后長度為0.1-0.2厘米左右,粉碎后的稻麥秸桿不得露天存放,用干燥倉庫存放,嚴防再次進入水份。
[0013]四、高壓成芯棒
[0014]粉碎后的稻麥秸桿內加入5% 20-40目金蛭石,并用攪拌機攪拌均勻,利用蛭石高溫膨脹的特性,增加芯棒受熱的均勻度,從而提高炭化質量,再用制棒機壓制成長度為10厘米、直徑為6厘米左右的芯棒。
[0015]五、炭化
[0016]1、采用軌道爐或工業窯進行炭化,排潮期從點火至爐溫上升到130°C,時間為4小時。
[0017]2、初級炭化溫度從130°C至250°C,打開鼓風機,對窯內鼓風,初級炭化時間為4小時,鼓風機開30分鐘,停30分鐘,共4次。
[0018]3、全炭化溫度從250°C至500°C,升溫時間為1.5小時,溫度升至500°C后,保持2小時,2小時后,再升溫至650°C,時間為4小時,此期間,鼓風機開I小時,停I小時,共2次,4小時后再升溫至850°C,后關閉鼓風機,I小時后,打開通風機,送入空氣和水蒸氣,注意控制水蒸氣量,保持6小時。
[0019]4、降溫從全炭化溫度達到850°C后7小時進行,先用少量的水緩慢降溫,溫度降到200°C后停止用水,之后由爐內自然降溫,當爐內溫度降到100°C后,打開爐門,進行逐步冷卻。
[0020]六、研磨
[0021]用粉碎機把全炭化后的炭棒進行粉碎,粉碎成細小顆粒后,加入5%的細小顆粒滑石,均勻攪拌,再用雷蒙磨磨制成100目的粉末。
[0022]七、檢驗指標
[0023]外觀:黑色、深褐色
[0024]目數:小于等于100目
[0025]灰分:小于4%
[0026]密度:1.4-1.5
[0027]碳含量:75%-78%
[0028]水分:小于3%[0029]莫氏硬度:小于2
[0030]吸油量:大于50ml/g
[0031]本發明的有益效果:我國稻麥秸桿資源豐富,回收成本低,以稻麥秸桿炭粉取代石墨,降低了每年由于大量焚燒秸桿所帶來的大氣污染,并降低了剎車片的生產成本。該方法以稻麥秸桿為原材料制成炭粉取代摩擦材料配方中石墨,增強了剎車性能和制動效果,摩擦系數穩定,結構簡單,剎車噪音小,環保無污染。
【具體實施方式】
[0032]下面是結合實施例對本發明作進一步描述:
[0033]按如下步驟制作稻麥秸桿炭粉摩擦材料:
[0034]一、稻麥秸桿選料清洗
[0035]選用一年期的稻麥秸桿I噸,發霉、腐爛的不可使用,采用新收割的稻麥秸桿收回后,清洗秸桿上的泥土和雜質。
[0036]二、烘干
[0037]清洗后的稻麥秸桿在太陽下進行暴曬或烘干。如果烘干,將溫度控制在45±1°C,時間自由控制,但不能使稻麥秸桿表面變色,必須要保持稻麥秸桿原來的顏色。用麥稻草水分儀進行檢測,含水量控制在10%左右,含水量最大不能超過13%。
[0038]二、粉碎,
`[0039]將烘干后的稻麥秸桿進行粉碎,粉碎后長度為0.1-0.2厘米左右,粉碎后的稻麥秸桿不得露天存放,嚴禁再次進水。
[0040]四、高壓成芯棒
[0041]粉碎后的稻麥秸桿內加入5% 20-40目金蛭石,并用攪拌機攪拌均勻,利用蛭石高溫膨脹的特性,增加芯棒受熱的均勻度,從而提高炭化質量,再用制棒機壓制成長度為10厘米、直徑為6厘米左右的芯棒。
[0042]五、炭化
[0043]I)采用軌道爐或工業窯進行炭化,排潮期從點火至爐溫上升到130°C,時間為4小時。
[0044]2)初級炭化溫度從130°C至250°C,打開鼓風機,對窯內鼓風,初級炭化時間為4小時,鼓風機開30分鐘,停30分鐘,共4次。
[0045]3)全炭化溫度從250°C至500°C,升溫時間為1.5小時,溫度升至500°C后,保持2小時,2小時后,再升溫至650°C,時間為4小時,此期間,鼓風機開I小時,停I小時,共2次,4小時后再升溫至850°C,后關閉鼓風機,I小時后,打開通風機,送入空氣和水蒸氣,注意控制水蒸氣量,保持6小時。
[0046]4)降溫從全炭化溫度達到850°C后7小時進行,先用少量的水緩慢降溫,溫度降到200°C后停止用水,之后由爐內自然降溫,當爐內溫度降到100°C后,打開爐門,進行逐步冷卻。
[0047]六、研磨
[0048]用粉碎機把全炭化后的炭棒進行粉碎,粉碎成細小顆粒后,加入5%的細小顆粒滑石,均勻攪拌,再用雷蒙磨磨制成100目的粉末。[0049]七、檢驗指標
[0050]外觀:黑色、深褐色
[0051]目數:小于等于100目
[0052]灰分:小于4%
[0053]密度:1.4-1.5
[0054]碳含量:75%-78%
[0055]水分:小于3%
[0056]莫氏硬度:小于2
[0057]吸油量:大于50ml/g。
[0058]用以上方法制得本發明的稻麥秸桿碳粉摩擦材料。
[0059]取上述稻麥秸桿炭粉10g,再加上增韌纖維15g、改性樹脂16g、增摩劑Hg、硫磺+錫粉9g、炭黑1.6g、氧化鋅2.5g、硫酸鋇8.9g、氫氧化鋁6.0g、改性溧珠Hg、硬脂酸鋅3g,將上述材料混合攪拌均勻,在模具中壓制,溫度控制在150°C,壓機壓制壓力為18兆帕,排氣3次,每次30秒,保溫300秒,后熱處理為150°C,時間為4小時,然后降溫至50°C時,熱處理結束,再將上述制得的材料按工藝要求進行磨削、倒角等機械加工,即制得用本發明的稻草、麥桿碳粉摩擦材 料的剎車片。
[0060]用本發明的稻麥秸桿碳粉摩擦材料制得的剎車片,按照GB5763-2008標準在定速試驗機上測試,結果如下表:
[0061]
【權利要求】
1.一種用稻麥秸桿制成剎車片摩擦材料的方法,其步驟是: 用該摩擦材料加以下材料成份:增韌纖維15%、改性樹脂16%、增摩劑14%、硫磺+錫粉9 %、炭黑1.6 %、氧化鋅2.5 %、硫酸鋇8.9 %、稻麥秸桿炭粉10 %、氫氧化鋁6 %、改性溧珠14%、硬脂酸鋅3%,將上述材料混合攪拌均勻,在模具中壓制,溫度控制在150°C~160°C,壓機壓制壓力為18兆帕,排氣3次,每次30秒,保溫300秒,后熱處理溫度為150°C~180°C,時間根據工件大小決定,一般4~12小時,然后降溫至50°C時,熱處理結束,按工藝要求進行磨削、倒角等機械加工,即制得用本發明稻草、麥桿碳粉摩擦材料制成的剎車片。
2.根據權利要求1所述的一種用稻麥秸桿制成剎車片摩擦材料的方法,其特征在于:所述稻麥秸桿炭粉按如下方法制作: 稻麥秸桿選料清洗一烘干一粉碎一高壓成芯棒一炭化一研磨成粉。 一、稻麥稻桿選料清洗 選用一年期的稻麥秸桿,發霉、腐爛的不可使用,采用新收割的稻麥秸桿收回后,清洗秸桿上的泥土和雜質。 二、烘干 清洗后的稻麥秸桿在太陽下進行暴曬或烘干。如果烘干,將溫度控制在45°C _55°C,烘干時間控制在I小時-1.5小時,但不能使稻麥秸桿表面變褐色或發生脆性,必須要保持稻麥秸桿原來的顏色及韌性。用麥稻草水分儀進行檢測,含水量控制在9% -12%左右,含水量最大不能超過13%。 二、粉碎 將烘干后的稻麥秸桿進行粉碎,粉碎后長度為0.1-0.2厘米左右,粉碎后的稻麥秸桿不得露天存放,用干燥倉庫存放,嚴防再次進入水份。 四、高壓成芯棒 粉碎后的稻麥秸桿內加入5% 20-40目金蛭石,并用攪拌機攪拌均勻,利用蛭石高溫膨脹的特性,增加芯棒受熱的均勻度,從而提高炭化質量,再用制棒機壓制成長度為10厘米、直徑為6厘米左右的芯棒。 五、炭化 1)采用軌道爐或工業窯進行炭化,排潮期從點火至爐溫上升到130°C,時間為4小時。 2)初級炭化溫度從130°C至250°C,打開鼓風機,對窯內鼓風,初級炭化時間為4小時,鼓風機開30分鐘,停30分鐘,共4次。 3)全炭化溫度從250°C至500°C,升溫時間為1.5小時,溫度升至500°C后,保持2小時,2小時后,再升溫至650°C,時間為4小時,此期間,鼓風機開I小時,停I小時,共2次,4小時后再升溫至850°C,后關閉鼓風機,I小時后,打開通風機,送入空氣和水蒸氣,注意控制水蒸氣量,保持6小時。 4)降溫從全炭化溫度達到850°C后7小時進行,先用少量的水緩慢降溫,溫度降到200°C后停止用水,之后由爐內自然降溫,當爐內溫度降到100°C后,打開爐門,進行逐步冷卻。 六、研磨 用粉碎機把全炭化后的炭棒進行粉碎,粉碎成細小顆粒后,加入5%的細小顆粒滑石,均勻攪拌,再用雷蒙磨磨制成100目的粉末。七、檢驗指標外觀:黑色、深褐色目數:小于等于100目灰分:小于4%密度:1.4-1.5碳含量:75% -78%水分:小于3%莫氏硬度:小于2吸油量:大于50ml/g。`
【文檔編號】C09K3/14GK103820078SQ201210576364
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年12月27日 優先權日:2012年12月27日
【發明者】熊鑫, 熊萬軍, 王蘭芳 申請人:鹽城市鑫浩機械制造有限公司