本發明涉及一種納米級復合耐磨剎車片，屬于剎車系統技術領域。
背景技術：
制動系統是汽車的關鍵部件之一，而剎車片的綜合性能直接影響到制動系統的穩定性和可靠性。汽車高速化要求越來越高，相應對制動摩擦材料以及結構也提出了更加苛刻的要求。在國內已應用的摩擦材料中，無一能全面綜合滿足目前的性能要求，因此導致賽車、進口車零部件仍需依靠進口來維持，這一狀況己嚴重影響我國汽車的制動性能并制約了汽車業的高速發展。因此，盡快研制開發新型剎車片摩擦材料已成為汽車制動行業的當務之急。目前國內普便采用半金屬摩擦材料，多使用鋼或銅基材料。但半金屬摩擦材料需要更高的制動壓力來完成同樣的制動效果，制動熱量被傳遞到制動鉗及其組件上，會加快制動鉗、活塞密封圈和回位彈簧老化，處理不當時熱量達到一定溫度水平后將會導致制動萎縮和剎車液沸騰。比較先進的NAO 改進型低金屬剎車片不同于傳統型半金屬剎車片，由一種有機配方與小量用于導熱并提供更優制動性能的銅或鋼混合制成，有效解決了噪音問題，但限于材料本身的性能，要求與其對偶的材料具有較大局限性，同時價格較高。因此亟待開發一種新型的剎車片材料及配套的加工方法來提高制動性能與使用壽命并降低生產成本。我發明的納米級復合耐磨剎車片一定程度上解決了耐高溫，耐磨問題。
技術實現要素：
針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種納米級復合耐磨剎車片，耐磨效果很好。
為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種納米級復合耐磨剎車片。
包括以下步驟：
步驟1、首先將碳納米管，聚苯硫醚，氧化鋅，二氧化硅，三元乙丙橡膠,煤矸石粉在氮氣
下吹掃3h,氣體流速100ml/min;
步驟2、將上述物質碳納米管，聚苯硫醚，氧化鋅，三元乙丙橡膠在超聲波下震蕩三個小時；
步驟3、將聚苯硫醚和碳納米管加入到燒瓶中，然后加入200ml去離子水在磁力攪拌下100℃油浴加熱處理3h，再進行熱-堿處理，先經過280 ℃熱空氣處理6 h, 再用5%的NaOH溶液室溫浸泡4 h,水洗至中性；
步驟4、將三元乙丙橡膠,煤矸石粉進行H2O2處理在0.1%H2O2的丙酮溶液中浸泡2 h, 然后加入到上述溶液里磁力攪拌油浴加熱100℃3h;
步驟5、將氧化鋅，二氧化硅加入到上述溶液里，然后進行氰乙基化處理在95%的乙烯腈溶液中45 ℃下處理2 h, 然后進行磁力攪拌油浴100℃4h;
步驟6、然后在經過微波，紫外處理2h;
步驟7、采用火焰噴射法初步合成納米級耐磨剎車片，即將上述溶液加入到火焰噴射裝置的針管里，然后加入高熱值的CH4，并通入氧氣，點火的同時將制得的溶液從針孔以離子的形式噴射出去在3000℃下迅速初步合成納米級耐磨剎車片;
步驟8、將酚醛基活性碳纖維材料與上述初步合成的納米級耐磨剎車片復合，在高壓反應釜600kpa，650℃氦氣氛圍下反應8h;
步驟9、然后在鼓風干燥箱110℃干燥，最后在管式爐中第一次預燒，在25%空氣+75% 氖氣氣氛下，時間為120分鐘，溫度400℃, 負壓0.3MPa；然后第二次預燒在30%空氣+70% 氬氣氣氛下時間為120分鐘，溫度大約600℃，常壓下；最后第三次預燒在30%氮氣+30% 空氣+40%氖氣氣氛下，時間為120分鐘，溫度700℃，0.3MPa；最終得到納米級復合耐磨剎車片；
步驟10、然后將制得的納米級復合耐磨剎車片粉碎, 通過模壓成型方式制成樣品，工藝條件:加料溫度, 750 ℃，成型溫度780 ～800 ℃，成型壓力80MPa;固化時間, 4m in。
有益效果，本發明納米級復合耐磨剎車片的制備方法，通過引入碳納米管增強了復合耐磨材料的空隙結構由于其內部具有規則排列、大小可調的多孔結構, 孔道能夠吸入并儲存潤滑油, 在工作中因溫度和壓力作用能夠連續穩定地釋放潤滑油, 從而起到很好的減摩和耐磨作用。再通過與酚醛基碳纖維的復合還有其它材料的添加，以及在制備過程中通過磁力攪拌，熱-堿處理，H2O2處理，氰乙基化處理，微波紫外處理，不同氣氛下煅燒，這些改性方法使制得的納米級復合耐磨剎車片耐磨強度更大，熱穩定性更高。其中碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:5的樣。碳納米管10份, 酚醛基活性碳纖維材料50份，聚苯硫醚15份, 三元乙丙橡膠15份,煤矸石粉20份, 氧化鋅5份, 二氧化硅5份，100份5%的NaOH溶液,100份95%的乙烯腈溶液,100份0.1%H2O2的丙酮溶液，200份去離子水。以及碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比5:1的樣。碳納米管50份, 酚醛基活性碳纖維材料10份，聚苯硫醚15份, 三元乙丙橡膠15份,煤矸石粉20份, 氧化鋅5份, 二氧化硅5份，100份5%的NaOH溶液,100份95%的乙烯腈溶液,100份0.1%H2O2的丙酮溶液，200份去離子水。的丙酮。這兩種比例下制得的納米級復合耐磨剎車片耐磨效果最好。
具體實施方式：
實施例1 制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:5的樣。碳納米管10份,酚醛基活性碳纖維材料50份，聚苯硫醚15份,三元乙丙橡膠15份,煤矸石粉20份,氧化鋅5份,二氧化硅5份，100份5%的NaOH溶液,100份95%的乙烯腈溶液,100份0.1%H2O2的丙酮溶液，200份去離子水。
步驟1、首先將碳納米管，聚苯硫醚，氧化鋅，二氧化硅，三元乙丙橡膠,煤矸石粉在氮氣
下吹掃3h,氣體流速100ml/min;
步驟2、將上述物質碳納米管，聚苯硫醚，氧化鋅，三元乙丙橡膠在超聲波下震蕩三個小時；
步驟3、將15份聚苯硫醚和10份碳納米管加入到燒瓶中，然后加入200份去離子水在磁力攪拌下100℃油浴加熱處理3h，再進行熱-堿處理，先經過280 ℃熱空氣處理6 h, 再用100份5%的NaOH溶液室溫浸泡4 h,水洗至中性；
步驟4、將15份三元乙丙橡膠,20份煤矸石粉進行H2O2處理在100份0.1%H2O2的丙酮溶液中浸泡2 h, 然后加入到上述溶液里磁力攪拌油浴100℃3h;
步驟5、將5份氧化鋅，5份二氧化硅加入到上述溶液里，然后進行氰乙基化處理在100份95%的乙烯腈溶液中45 ℃下處理2 h, 然后進行磁力攪拌油浴100℃4h;
步驟6、然后在經過微波，紫外處理2h;
步驟7、采用火焰噴射法初步合成納米級耐磨剎車片，即將上述溶液加入到火焰噴射裝置的針管里，然后加入高熱值的CH4，并通入氧氣，點火的同時將制得的溶液從針孔以離子的形式噴射出去在3000℃下迅速初步合成納米級耐磨剎車片;
步驟8、將50份酚醛基活性碳纖維材料與上述初步合成的納米級耐磨剎車片復合，在高壓反應釜600kpa，650℃氦氣氛圍下反應8h;
步驟9、然后在鼓風干燥箱110℃干燥，最后在管式爐中第一次預燒，在25%空氣+75% 氖氣氣氛下，時間為120分鐘，溫度400℃, 負壓0.3MPa；然后第二次預燒在30%空氣+70% 氬氣氣氛下時間為120分鐘，溫度大約600℃，常壓下；最后第三次預燒在30%氮氣+30% 空氣+40%氖氣氣氛下，時間為120分鐘，溫度700℃，0.3MPa；最終得到納米級復合耐磨剎車片；
步驟10、然后將制得的納米級復合耐磨剎車片粉碎, 通過模壓成型方式制成樣品，工藝條件:加料溫度, 750 ℃，成型溫度,，780 ～800 ℃，成型壓力80MPa;固化時間, 4m in
實施例2制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比5:1的樣。碳納米管50份, 酚醛基活性碳纖維材料10份,其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例3制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:1的樣。碳納米管10份, 酚醛基活性碳纖維材料10份,其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例4 制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:2的樣。碳納米管10份, 酚醛基活性碳纖維材料20份,其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例5制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:3的樣。碳納米管10g份, 酚醛基活性碳纖維材料30份,其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例6制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:4的樣。碳納米管10份, 酚醛基活性碳纖維材料40份,其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例7制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比2:1的樣。碳納米管20份, 酚醛基活性碳纖維材料10份,其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例8制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比3:1的樣。碳納米管30份, 酚醛基活性碳纖維材料10份,其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例9制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比4:1的樣。碳納米管40份, 酚醛基活性碳纖維材料10份,其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例10制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比6:1的樣。碳納米管60份, 酚醛基活性碳纖維材料10份,其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例11制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比7:1的樣。碳納米管70份, 酚醛基活性碳纖維材料10份,其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例12制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:6的樣。碳納米管10份, 酚醛基活性碳纖維材料60份,其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
實施例13制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:7的樣。碳納米管10份, 酚醛基活性碳纖維材料70份,其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
對照例1制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:5的樣。碳納米管10份, 酚醛基活性碳纖維材料10份,其中不用超聲波震蕩改性，其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
對照例2制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:5的樣。碳納米管10份, 酚醛基活性碳纖維材料10份,其中不用磁力攪拌采用普通機械攪拌，其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
對照例3制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:5的樣。碳納米管10份, 酚醛基活性碳纖維材料10份,其中不采用熱-堿處理，其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
對照例4制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:5的樣。碳納米管10g, 酚醛基活性碳纖維材料10份,其中不用H2O2處理，其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
對照例5制取碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:5的樣。碳納米管10份, 酚醛基活性碳纖維材料10份,其中不用氰乙基化處理，其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
對照例6制取不加入酚醛基活性碳纖維材料。除去對酚醛基活性碳纖維材料的處理步驟，其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
對照例7制取不加入碳納米管的樣。除去關于碳納米管的操作，其他原料用量，操作步驟跟實施例1一樣。
試驗方法
按照GB 3960 -83標準。在MM200型磨損試驗機上測試納米級復合耐磨剎車片的摩擦磨損性能。摩擦偶件為Υ40mm×Υ16 mm×10 mm的CCr15 (HRC60 ～62), 試樣尺寸為4mm×10mm×30mm。摩擦磨損試驗條件為:室溫20～25℃, 大氣干摩擦, 空氣相對濕度﹤50%, 載荷為15 kg, 對偶環轉速為200 r /min, 軸向擺動16次/min, 磨損時間40 min。每次摩擦磨損之前, 偶件均經過拋光處理,實驗前稱取質量，結束在稱取質量，然后計算磨損量。
表一納米級復合耐磨剎車片的耐磨測試。
實驗結果表明：可以發現實施例1,2制備的納米級復合耐磨剎車片耐磨效果最好，說明碳納米管與酚醛基活性碳纖維材料質量比1:5，5:1的樣，內部各部分之間的協同作用最好對耐磨效果最佳。其它比例下制得的納米級復合耐磨剎車片耐磨效果一般。對比實施例1，對比例1、2、3、4、5可以發現。不經過超聲波震蕩，磁力攪拌，熱-堿處理，H2O2處理,氰乙基化處理制得的納米級復合耐磨剎車片耐磨效果不好。對比實施例1，對比例6,7可以發現不加入碳納米管或者酚醛基活性碳纖維材料制得的納米級耐磨剎車片耐磨效果很差。