一種低成本低噪音半金屬盤式剎車片及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種低成本低噪音半金屬盤式剎車片及其制備方法，其材料配方按重量百分比計為：金屬纖維10～25，陶瓷粘結劑5～15，非金屬混雜纖維5～15，摩擦性能調節劑10～20，彈性增韌劑5～10，填料10～25，工藝性調節劑5～10。具體生產流程：首先依次稱取材料放入高速混料機內混勻，然后按照傳統樹脂基摩擦材料的干法一次成型工藝進行壓制、熱固化處理，最后機加工、陶瓷化處理、檢驗包裝。按照所述工藝制得的半金屬盤式剎車片具有制動力矩較大、緊急制動舒適平穩、熱衰退小、低噪音，而且生產工藝簡單環保，成本低廉，特別適用于城市汽車盤式制動器，具有廣闊的市場應用前景。
【專利說明】一種低成本低噪音半金屬盤式剎車片及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于半金屬盤式剎車片領域，特別涉及一種低成本低噪音半金屬盤式剎車 片及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 空氣、水源及環境污染稱為三大污染。環境噪音污染中，城市交通噪音已成為重要 的污染源。汽車制動噪音危害駕駛員，乘員健康和舒適性，對道路上行人和周圍居民造成不 必要的不安。從醫學角度看，85-90分貝的噪音即對人產生危害，包括影響人的聽力。當今， 市民對交通噪音反映強烈。據報載，北京市在奧運會召開前的數年中，將投資8億人命幣防 止交通運輸噪音。
[0003] 以劣質摩擦材料制造制動襯片是制動尖叫噪音主要形成原因之一，也可能在整段 噪音頻率范圍內成為生成各種頻率噪音的源頭，所以防治汽車制動噪音時應把制動襯片的 摩擦材料列為核查點。
[0004] 現階段，半金屬剎車片由于成本低廉、性能適中而被廣泛應用于中低檔汽車主機 配套市場。而在以半金屬材質摩擦材料取代早期石棉樹脂摩擦材料進程中，處理不好帶來 的副作用之一就是有較明顯的多發性制動噪音產生。這種多發性的低頻噪音主要是由于半 金屬配方中存在大量鋼纖維引發的，這大大降低了司乘人員的乘坐舒適性。對于這種低頻 噪音，現主流的解決辦法就是用有機纖維或高檔陶瓷纖維替代鋼纖維，噪音發生率可得到 較好的控制。這種配方調整方法能較好的適用于中高檔汽車，但對于中低檔汽車而言，其剎 車片配方價格顯著上升而無法達到主機廠成本控制要求。另外，在出口產品的質量問題中， 制動噪音問題已成為汽車出口產業瓶頸問題之一。
[0005] 綜上所述，開發一種低成本低噪音半金屬盤式剎車片就顯得勢在必行。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種適用于汽車盤式制動器要求的噪音低、制動靈敏、舒適 性好的低成本半金屬盤式剎車片及其制備方法。
[0007] 為了解決以上問題，本發明采用的技術方案為：一種低成本低噪音半金屬盤式剎 車片，其特征是：此裝置包括金屬纖維、陶瓷粘結劑、非金屬混雜纖維、摩擦性能調節劑、彈 性增韌劑、填料、工藝性調節劑，這些材料配方按重量百分比計為：金屬纖維10?25,陶瓷 粘結劑5?15,非金屬混雜纖維5?15,摩擦性能調節劑10?20,彈性增韌劑5?10,填 料10?25,工藝性調節劑5?10。
[0008] 進一步說，所述金屬纖維為鋼纖維，非金屬混雜纖維為礦物纖維、芳綸漿泊、聚丙 烯腈纖維、紫銅棉；所述陶瓷粘結劑為硫化銻，三聚鹽；所述摩擦性能調節劑主要包括黃銅 礦和石墨；所述彈性增韌劑由丁腈橡膠粉、摩擦粉組成；所述工藝性能調節劑主要包括酚 醛樹脂和硬脂酸鋅；所述填料由沸石、海泡石、硅灰石、螢石組成；以上所述的材料配方按 重量百分比計算為：硫化銻5?10,三聚鹽0?5,酚醛樹脂0?10,硬脂酸鋅0?5,鋼纖 維10?25,礦物纖維O?15,聚丙烯腈纖維O?5, 丁腈橡膠O?5,紫銅棉O?5,海泡石 0?5,芳綸漿泊0?5,黃銅礦0?5,石墨3?10,摩擦粉0?6,沸石0?5,硅灰石0? 5,螢石0?5〇
[0009] -種低成本低噪音半金屬盤式剎車片的制備方法，包括如下步驟： (1) 、混料：將稱量好的各物料投入高速混料機中，次序為：先將非金屬混雜纖維、摩擦 性能調節劑進行預混合，保證復合纖維處于均勻分散狀態，然后加入金屬纖維、陶瓷粘結 齊IJ、彈性增韌劑、填料、工藝性調節劑進行均勻攪拌； (2) 、熱壓：壓制壓力200kgf/cm2?300kgf/cm2,熱壓溫度140°C?160°C，排氣6?8 次，保壓時間根據剎車片的厚度而定，為55s/mm?65s/mm ; (3) 、將成型后的剎車片在5?7小時從室溫升溫到200°C?250°C，保溫4?8小時， 然后隨爐冷卻至室溫； (4) 、將熱處理后的剎車片按技術要求進行平磨、倒角或開槽，然后在300°C?450°C的 溫度下進行陶瓷化處理，噴涂、印標、檢驗、包裝。
[0010] 本發明的有益效果為：（1)本生產工藝簡單，環保，成本低廉，特別適用于制作城 市汽車盤式制動器，具有廣闊的市場前景，且采用本發明制得的半金屬盤式剎車片具有制 動力矩較大、緊急制動舒適平穩、熱衰退小、低噪音的特點。
[0011] (2)在本發明中采用的陶瓷粘結劑包括硫化銻、三聚鹽等無機高溫粘結劑，可顯 著提高材料的耐溫性能，提高材料在高溫下的摩擦系數，同時增加制動平穩性，減少高溫衰 退。
[0012] (3)本發明為繼續沿用樹脂基汽車剎車片的成型工藝和生產設備，加入少量的樹 脂和橡膠，可以有效地降低設備投入和生產成本。
[0013] (4)本發明中采用的聚丙烯腈纖維、礦物纖維具有使用溫度高、防潮性能好、磨損 小等優點，并且可以起到微觀強化和提高剎車舒適性的作用。
[0014] (5)本發明中采用的石墨用作中、低溫潤滑劑，在材料表面形成減摩薄膜，可以增 加制動平穩性，降低衰退、磨損，延長使用壽命。
[0015] (6)本發明中采用的沸石、海泡石、硅灰石、螢石等除起到降低成本的作用外，還可 以穩定摩擦系數、使材料形成多孔結構，調節材料的孔隙率、降低摩擦噪音。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步說明。
[0017] 實施例1 : 一種低成本低噪音半金屬盤式剎車片，此裝置包括金屬纖維、陶瓷粘結劑、非金屬混 雜纖維、摩擦性能調節劑、彈性增韌劑、填料、工藝性調節劑，這些材料配方按重量百分比計 為：金屬纖維25,陶瓷粘結劑13,非金屬混雜纖維15,摩擦性能調節劑20,彈性增韌劑10， 填料25,工藝性調節劑10 ; 金屬纖維為鋼纖維，非金屬混雜纖維為礦物纖維、芳綸漿泊、聚丙烯腈纖維、紫銅棉，陶 瓷粘結劑為硫化銻，三聚鹽，摩擦性能調節劑主要包括黃銅礦和石墨，彈性增韌劑由丁腈橡 膠粉、摩擦粉組成，工藝性能調節劑主要包括酚醛樹脂和硬脂酸鋅，填料由沸石、海泡石、硅 灰石、螢石組成，以上所述的材料配方按重量百分比計算為：硫化銻8,三聚鹽5,酚醛樹脂 8,硬脂酸鋅2,鋼纖維25,礦物纖維12,聚丙烯腈纖維5, 丁腈橡膠5,紫銅棉5,海泡石5,芳 綸漿泊3，黃銅礦4，石墨10，摩擦粉6，沸石4，硅灰石5，螢石5。
[0018] 低噪音低成本半金屬盤式剎車片的制備工藝說明，包括如下步驟： (1) 、混料：將稱量好的各物料投入高速混料機中，次序為：先將非金屬混雜纖維、摩擦 性能調節劑進行預混合，保證復合纖維處于均勻分散狀態，然后加入金屬纖維、陶瓷粘結 齊IJ、彈性增韌劑、填料、工藝性調節劑進行均勻攪拌； (2) 、熱壓：壓制壓力300kgf/cm2,熱壓溫度150°C，排氣5次，保壓時間根據剎車片的厚 度而定，為55s/mm ; (3) 、將成型后的剎車片在6小時從室溫升溫到210°C，保溫4小時，然后隨爐冷卻至室 溫； (4) 、將熱處理后的剎車片按技術要求進行平磨、倒角或開槽，然后在300°C的溫度下 進行陶瓷化處理，噴涂、印標、檢驗、包裝。
[0019] 低噪音低成本半金屬盤式剎車片的性能 按GB5763-2008、QC/T479-1999和QC/T239-1997分別對上汽通用五菱N300的半金屬 剎車片小樣及樣件進行試驗及評價，實驗結果見表1以及表2。
[0020] 表I N300小樣定速檢驗報告
【權利要求】
1. 一種低成本低噪音半金屬盤式剎車片，其特征是：此裝置包括金屬纖維、陶瓷粘結 齊IJ、非金屬混雜纖維、摩擦性能調節劑、彈性增韌劑、填料、工藝性調節劑，這些材料配方按 重量百分比計為：金屬纖維10?25,陶瓷粘結劑5?15,非金屬混雜纖維5?15,摩擦性 能調節劑10?20,彈性增韌劑5?10,填料10?25,工藝性調節劑5?10。
2. 根據權利要求1中所述一種低成本低噪音半金屬盤式剎車片，其特征是：所述金屬 纖維為鋼纖維，非金屬混雜纖維為礦物纖維、芳綸漿泊、聚丙烯腈纖維、紫銅棉；所述陶瓷粘 結劑為硫化銻，三聚鹽；所述摩擦性能調節劑主要包括黃銅礦和石墨；所述彈性增韌劑由 丁腈橡膠粉、摩擦粉組成；所述工藝性能調節劑主要包括酚醛樹脂和硬脂酸鋅；所述填料 由沸石、海泡石、硅灰石、螢石組成；以上所述的材料配方按重量百分比計算為：硫化銻5? 10,三聚鹽0?5,酚醛樹脂0?10,硬脂酸鋅0?5,鋼纖維10?25,礦物纖維0?15,聚 丙烯腈纖維〇?5, 丁腈橡膠0?5,紫銅棉0?5,海泡石0?5,芳綸漿泊0?5,黃銅礦 0?5,石墨3?10,摩擦粉0?6,沸石0?5,娃灰石0?5,螢石0?5。
3. 如權利要求1或2所述任意一種低成本低噪音半金屬盤式剎車片的制備方法，其特 征是，包括如下步驟： (1) 、混料：將稱量好的各物料投入高速混料機中，次序為：先將非金屬混雜纖維、摩擦 性能調節劑進行預混合，保證復合纖維處于均勻分散狀態，然后加入金屬纖維、陶瓷粘結 齊IJ、彈性增韌劑、填料、工藝性調節劑進行均勻攪拌； (2) 、熱壓：壓制壓力200kgf/cm2?300kgf/cm2,熱壓溫度140°C?160°C，排氣6?8 次，保壓時間根據剎車片的厚度而定，為55s/mm?65s/mm ; (3) 、將成型后的剎車片在5?7小時從室溫升溫到200°C?250°C，保溫4?8小時， 然后隨爐冷卻至室溫； (4) 、將熱處理后的剎車片按技術要求進行平磨、倒角或開槽，然后在300°C?450°C的 溫度下進行陶瓷化處理，噴涂、印標、檢驗、包裝。
【文檔編號】F16D69/02GK104315045SQ201410470697
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月16日 優先權日:2014年9月16日
【發明者】楊陽, 劉伯威, 張逸帆, 唐兵, 涂元滿 申請人:湖南博云汽車制動材料有限公司