一种低温固化陶瓷摩擦片生产方法.pdf

本发明公开了一种低温固化陶瓷摩擦片生产方法，其特征在于由下列重量百分比的原料制成：耐高温粘合剂占15％-25％、增强剂占20-35％、增摩剂占5-15％、减摩剂占10-25％、填充剂占20-30％。该一种低温固化陶瓷摩擦片生产方法，具有无金属或很少金属、密度小、无污染、成本低、使用寿命长等优点，由于采用了陶瓷纤维和陶瓷粉，所以耐高温，分散性、吸附性、耐磨性、稳定性能都很好，且密度低、价格低，从而可保证摩擦系数平衡、衰退小、不伤对偶、制动噪音小、重量轻，总体性能达到国际同类产品水平。

1、  一种低温固化陶瓷摩擦片生产方法，其特征在于由下列重量百分比的原料制成：耐高温粘合剂占15％-25％、增强剂占20-35％、增摩剂占5-15％、减摩剂占10-25％和填充剂占20-30％。

2、  根据权利要求1所述的低温固化陶瓷摩擦片生产方法，其特征在于所述的耐高温粘合剂为悬浮法树脂或纳米改性双马树脂中的一种。

3、  根据权利要求1所述的低温固化陶瓷摩擦片生产方法，其特征在于所述的增强剂，由原料总重量百分比的下列材料成分组成：钢纤维≤5％、铜纤维≤2％、陶瓷纤维5-8％、陶瓷粉2-4％、矿物纤维2-5％、玻璃纤维2-5％、海泡石2-3％和硅灰石2-3％；所述的陶瓷纤维为高纯微细陶瓷纤维。

4、  根据权利要求1所述的低温固化陶瓷摩擦片生产方法，其特征在于所述的增摩剂，由原料总重量百分比的下列材料成分组成：二氧化硅1-3％、三氧化二铝1-4％、氧化铁2-4％和锆英石1-4％。

5、  根据权利要求1所述的低温固化陶瓷摩擦片生产方法，其特征在于所述的减摩剂，由原料总重量百分比的下列材料成分组成：石墨2-4％、石油焦2-4％、紫铜粉2-4％、铝粉1-5％、滑石粉2-5％和二硫化钼1-3％。

6、  根据权利要求1所述的低温固化陶瓷摩擦片生产方法，其特征在于所述的填充剂，由原料总重量百分比的下列材料成分组成：重晶石6-10％、石灰石5-8％、蛭石6-8％和云母3-4％。

一种低温固化陶瓷摩擦片生产方法
技术领域
本发明涉及一种汽车刹车片的生产方法，具体的说是一种低温固化陶瓷摩擦片的生产方法。
背景技术
汽车刹车片是控制汽车行驶和安全的重要零部件，其耐高温性能和耐磨性能直接影响其性能的发挥。目前使用的刹车片，大多由粘合剂、增强剂和增摩剂、减摩剂、填充剂，经过按比例称量，搅拌均匀，热压成型。所使用的粘合剂，主要是以酚醛树脂加橡胶制作的复合材料；所使用的增强剂，主要有碳纤维、玻璃纤维、钢纤维、陶瓷线维，也有的用人造有机纤维、天然有机纤维，如芳纶、剑麻、纤维素纤维、木质纤维等，对于石棉纤维，因其具有致癌物质，现在已很少用；所使用的增摩剂和减摩剂，通常选用无机或有机材料，如橡胶粉、腰果壳粉、硫酸钡、高岭土、石墨粉、三氧化二铝、碳酸钙、鉻铁矿粉、二氧化硅及铁、铜、铝粉末；所使用的填充剂，主要有重晶石、石灰石、蛭石等。目前用以上材料制作的汽车刹车片，所存在的问题是：以酚醛树脂加橡胶制成的粘合剂，其致命的弱点是不耐高温，在230—250℃便开始分解，300——400℃中度分解，生成芳香族油状液体，400℃分解成CO、CO₂气体，在连续刹车、高速紧急刹车时，摩擦副的表面温度急剧升高，有时能达到800-1000℃，而粘合剂在300℃以上开始软化、气化、碳化，引起性能热衰退，摩擦系数急剧下降，制动力减小，严重时，会导致刹车失灵，酿成事故。目前，对于耐高温的粘合剂已经有一些研究，如耐高温的改性树脂，分解温度大约为400℃-500℃；腰果油改性酚醛树脂、丁腈橡胶粉，可以改变刹车片中无机纤维颗粒的介面状况，提高耐磨性能和机械性能；所使用的增强剂，其单一性能也有的达不到要求，如钢纤维的缺点是在湿热环境下会产生锈蚀，易损伤对偶，使其产生噪音，所以，应尽量少加钢纤维；碳纤维虽有密度小、强度高、热稳定性和耐磨性能好的优点，但价格昂贵，生产成本高，因此，也不宜多加或不加；有机纤维和混杂纤维耐高温性能差，所以也不能多加或不加，单一的增强剂磨擦性能不全面，存在着各种缺陷，采用多种增强剂，性能可以互补，发挥混杂效应，此问题已成为目前研究的热点；所述的增摩剂、减摩剂和填充剂，其加入量对刹车片的性能影响也较大，其协调性能也很明显，如果解决的比例不合理，其刹车片的刹车性能也会产生较大波动。为解决这些难题，世界各地的有关科技部门和人员也提出了许多改进方案，这些改进方案大体可以分为两类：一类是通过对树脂进行改性处理，以提高其耐热性，此法虽有一定的成效，可提高树脂分解温度，但还是不能彻底解决热衰退的问题；另一类是采用可耐高温的高温烧结陶瓷材料、碳硅基粉末冶金材料等用来代替树脂基复合材料，这样可以解决热衰退的问题，但这些新材料，由于工艺复杂、造价高昂、性能不尽理想，都还没有被广泛采用；对于汽车刹车片的各种材料也有不少研究，但成为一种定型配比还有待研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从选用耐高温的无机粘合剂和耐高温的陶瓷材料，以及各种材料的相互协调三方面入手，生产出耐高温、耐摩擦、生产成本低的低温固化陶瓷摩擦片生产方法。
为达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该一种低温固化陶瓷摩擦片生产方法，其特征在于由下列重量百分比的原料制成：耐高温粘合剂占15％-25％、增强剂占20-35％、增摩剂占5-15％、减摩剂占10-25％、填充剂占20-30％。所述的耐高温粘合剂为悬浮法树脂或纳米改性双马树脂中的一种，悬浮法树脂是酚醛树脂悬浮聚合而成，分解温度为490℃；在纳米改性双马树脂中，用氟化石墨、二氧化钼取代鱼鳞片石墨，用纳米级丁苯胶粉取代轮胎粉，用硫化物作二次粘结剂，从而提高耐温性能，用碳质多孔软质材料来降低产品硬度，提高空隙率，减少噪音，纳米改性双马树脂可耐500℃的高温；所述的增强剂中，钢纤维≤5％、铜纤维≤2％、陶瓷纤维5-8％、陶瓷粉2-4％、矿物纤维2-5％、玻璃纤维2-5％、海泡石2-3％和硅灰石2-3％，钢纤维和铜纤维的添加量可根据不同的刹车片要求而定，所述的陶瓷纤维为高纯微细陶瓷纤维，为山东鲁阳集团生产的；所述的增摩剂中，二氧化硅1-3％、三氧化二铝1-4％、氧化铁2-4％和锆英石1-4％；所述的减摩剂中，石墨2-4％、石油焦2-4％、紫铜粉2-4％、铝粉1-5％、滑石粉2-5％和二硫化钼1-3％；所述的填充剂中，重晶石6-10％、石灰石5-8％、蛭石6-8％和云母3-4％；其百分比均为占原料总重量的百分比。
本发明的生产步骤为：
(一)、按以下重量百分比称取各原料：耐高温粘合剂占15-25％、增强剂占20-35％、增摩剂占5-15％、减摩剂占10-25％、填充剂占20-30％。所述的耐高温粘合剂为悬浮法树脂或纳米改性双马树脂中的一种；所述的增强剂中，钢纤维≤5％、铜纤维≤2％、陶瓷纤维5-8％、陶瓷粉2-4％、矿物纤维2-5％、玻璃纤维2-5％、海泡石2-3％、硅灰石2-3％；所述的陶瓷纤维为高纯微细陶瓷纤维，为山东鲁阳集团生产的；所述的增摩剂中，二氧化硅1-3％、三氧化二铝1-4％、氧化铁2-4％、锆英石1-4％；所述的减摩剂中，石墨2-4％、石油焦2-4％、紫铜粉2-4％、铝粉1-5％、滑石粉2-5％、二硫化钼1-3％；所述的填充剂中，重晶石6-10％、石灰石5-8％、蛭石6-8％、云母3-4％；其百分比均为占原料总重量的百分比。
(二)、混料
将以上称取的原料，一并装入带绞刀的高速混料机内，搅拌均匀，混料时间为5-15秒，搅拌速度为1000-1500转/分，使混合料的分散成度达到最佳效果，避免出现纤维团；
(三)、室温风干
将混匀的混合料，在室温下风干，风干10-20个小时；
(四)、按所生产的规格、型号制定模具，并将风干的混合料装入模具内，用油压机压制成形，压制温度为160℃-180℃，压力为30mpa，放气时间为10-15秒，保压时间为15秒，稳压10-20个小时，成为毛坯；
(五)、热烘固化
将冷压成形的毛坯件，装入电热烘箱内，在350℃的条件下进行热烘固化，热烘8-10小时，热烘温度从70℃逐渐升为190℃，升温速度控制为：

然后恒温2小时，再关机，开始自然冷却；
(六)、后加工
对毛坯件的平面和弧面进行精整、磨平；
(七)、涂漆
(八)、检测
通过液力万能试验机检测其剪切强度，通过定速摩擦材料试验机检测其耐磨性能，对产品达到国标GB5763——1998者，贴上合格标志；
(九)、打码包装
对合格者，打码包装入库。
按照以上重量百分比配比和生产步骤生产出的合格产品，其性能检测结果如下表一：
表一

其综合性能平均指标如下表二：
表二