一種多纖維混雜汽車摩擦材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于汽車摩擦材料技術領域，具體涉及一種多纖維混雜汽車摩擦材料，本發明還涉及了該多纖維混雜汽車摩擦材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]汽車摩擦材料是汽車制動器、離合器和摩擦傳動裝置中的關鍵材料，它的性能好壞直接關系著系統運行的可靠性和穩定性。
[0003]汽車摩擦材料的發展大致經歷了以下三個階段:70年代中期以前，汽車制動系統多為鼓式制動方式，多采用石棉摩擦材料；70年代中期至80年代中期，世界能源危機、汽車速度的加快以及石棉危害性的確認，均促使汽車制動器向盤式制動和無石棉摩擦材料方向發展；80年代中期至今，盤式制動和新型摩擦材料迅速發展，并實現了工業化生產。隨著汽車工業的迅猛發展，摩擦材料也按照環保、安全及速度超高的要求全面提高綜合使用性能，相繼誕生了第二代和第三代半金屬材料，如低導熱率半金屬基材料，低噪音半金屬基材料等。混雜纖維復合摩擦材料是摩擦材料的一個重要的發展方向。90年代以來，國內外研究者不僅廣泛開展了混雜纖維增強聚合物復合材料的摩擦學性能研究，且進一步研究了其磨損機理。
[0004]我國汽車摩擦材料研究起步晚，在工業基礎、技術水平、工藝設備以及產品的品種、數量和性能等方面與世界發達國家還有較大差距。目前我國汽車摩擦材料存在一些急待解決的問題:
[0005]1.摩擦材料品種單一，不能滿足性能多樣化和系列化的要求。
[0006]2.對摩擦材料的配方優化、結構優化以及工藝優化的相關研究和可控性研究還不足，生產自動化程度還較低，產品檔次低、質量不穩定，；
[0007]3.摩擦材料生產工藝復雜，生產成本高及生產效率低；
[0008]因此，開發出成本低而性能高的摩擦材料，特別是適應車輛的高速化、輕量化的高溫汽車摩擦材料迫在眉睫。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是提供一種多纖維混雜汽車摩擦材料，解決現有汽車摩擦材料導熱性差、高溫綜合性能較低以及制備成本高的問題。
[0010]本發明的另一目的是提供該多纖維混雜汽車摩擦材料的制備方法。
[0011]本發明所采用的技術方案是，一種多纖維混雜汽車摩擦材料，其特征在于，按照重量百分比，由以下原料組分組成:硅酸鋁陶瓷纖維6%?10%，碳纖維2%?5%，鋼纖維2%?5%，芳綸纖維5%?10%，鑄鐵粉1%?5%，銅粉2%?6%，石墨1%?5%，硫酸鋇2%?8%，酚醛樹脂15%?20%，Y-3填料15%?30%，粉煤灰10%?15%，以上各組分重量百分比之和為100%。
[0012]本發明所采用的另一技術方案是，一種多纖維混雜汽車摩擦材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下:
[0013]步驟1、將碳纖維用40%的硝酸浸泡24h?36h,將芳纟侖纖維用丙酮浸泡12h?15h，分別用清水沖洗并中速攪拌，使其呈絨狀纖維，并將纖維在50°C?70°C溫度下烘干；
[0014]步驟2、將酚醛樹脂、鑄鐵粉、銅粉、石墨、Y-3填料、硫酸鋇和粉煤灰放入研磨機中進行研磨處理，使成為30?60目的粉末狀原料；
[0015]步驟3、在步驟I和步驟2中得到的原料中，按照重量百分比分別稱取:硅酸鋁陶瓷纖維6 %?10 %，碳纖維6 %?12 %，鋼纖維2 %?5 %，芳綸纖維5 %?10 %，鑄鐵粉1%?5%，銅粉2%?6%，石墨1%?5%，硫酸鋇2%?8%，酚醛樹脂12%?20%，Y-3填料15%?30%，粉煤灰15%?25%，以上各組分重量百分比之和為100% ；
[0016]步驟4、將步驟3稱取的原料按先后順序依次放入高速混料機中進行混合；
[0017]步驟5、對步驟4得到的混合原料進行熱壓成型處理，熱壓壓力為lOMPa，溫度為80°C?100°C，保壓時間 8min ?15min ；
[0018]步驟6、將步驟5中得到的物料放入熱處理設備中，在150°C?170°C溫度下固化熱處理1h?12h，自然冷卻后，即得成品。
[0019]步驟I中，碳纖維的質量指標為:纖維長度8mm?15mm,單絲直徑為7um,抗拉強度彡250kg/mm2，斷裂伸長彡1%，含碳量彡90% ;芳綸纖維的質量指標為:纖維長度6mm?8mm,密度1.44g/cm3,單絲直徑為12um，分解溫度約500°C，線性熱膨脹系數_3.5 X 10 6/K,斷裂伸長率3.3%。
[0020]步驟4中，原料添加順序為:先加入硅酸鋁纖維、銅粉、硫酸鋇、鑄鐵粉，攪拌3min?5min后,加入芳纟侖纖維,攪拌1min?15min,最后加入剩余原料攪拌5?8min ;所述高速混料機主軸轉數為lOOOrpm。
[0021]步驟5中，保壓過程應釋放幾次壓力及低分子氣體，時間間隔為2min?3min。
[0022]本發明多纖維混雜汽車摩擦材料具有以下優點:
[0023]1、選用多種纖維作為汽車摩擦材料的增強材料，各纖維之間有較好的混雜效果，實現了摩擦材料的輕量化，且能夠明顯提高摩擦材料的摩擦系數穩定性。
[0024]2、選擇價格極為低廉的粉煤灰和特殊填料Y-3作為調節劑，大大降低了汽車摩擦材料的生產成本。
[0025]本發明制備方法簡單，容易實現。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明多纖維混雜汽車摩擦材料的制備工藝流程圖；
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0028]本發明一種多纖維混雜汽車摩擦材料及其制備方法，按照重量百分比，由以下原料組分組成:硅酸鋁陶瓷纖維6 %?10 %，碳纖維6 %?12 %，鋼纖維2 %?5 %，芳綸纖維5%?10%，鑄鐵粉1%?5%，銅粉2%?6%，石墨1%?5%，硫酸鋇2%?8%，酚醛樹月旨12%?20%，Y-3填料15%?30%，粉煤灰15%?25%，以上各組分重量百分比之和為100%。
[0029]鋼纖維與芳綸纖維、碳纖維與硅酸鋁纖維之間有明顯的混雜效應，對摩擦系數起著十分重要的作用；碳纖維、芳綸纖維自身由于其良好的特性，對摩擦系數也有較大的作用；硅酸鋁纖維對磨損率的影響較為顯著，其含量的增加有利于摩擦系數提高，但含量進一步加大時，對摩擦系數的提高并沒有太大的幫助，卻導致磨損率的增加；碳纖維的用量具有兩面性，在含量較低范圍時，表現出隨纖維含量的增加，材料的摩擦系數與磨損率下降；當含量較高范圍時，表現出隨著纖維含量的增加摩擦系數增大，磨損率的略為增大；
[0030]樹脂對磨損率的影響有兩方面的作用:樹脂量過大時,對磨損率來說是不利的,而樹脂量過少，卻導致纖維以及填料沒有得到很好的粘結，使它們在磨損過程中極易產生脫落，因此導致磨損率增大，選擇樹脂含量時宜適中。
[0031]Y-3填料的結構和石墨有些相近，是一種優良的填料，它的含量增加可以提高摩擦系數的穩定性和耐磨性能；粉煤灰可以起到增加摩擦系數的作用，較低含量的粉煤灰對摩擦材料摩擦