阅读说明：本技术 一种环保高效刹车片及其制备方法 (Environment-friendly efficient brake pad and preparation method thereof ) 是由 刘广书 于 2019-03-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种环保高效刹车片及其制备方法,刹车片包括不锈钢底板和摩擦块,制备摩擦块的原料包括：碳化硅、有机纤维、粘土、酚醛树脂、石墨纳米粉、三氧化二铝、硅酸锆、四氟乙烯、硫酸钡和钛酸钾；制备方法为：将制备摩擦块的原料称重,投入搅拌机搅拌得到制备摩擦块的原料；用液压机将混合原料压制成型得到摩擦块；利用热压机在高温高压环境下将摩擦块与不锈钢底板压制在一起得到刹车片；对刹车片进行热处理；磨削刹车片使其达到设定厚度；喷涂。本发明提供的刹车片具有良好的耐磨性能,高温制动无显著热衰退,且在制动摩擦中不落灰。(The invention discloses an environment-friendly efficient brake pad and a preparation method thereof, the brake pad comprises a stainless steel bottom plate and a friction block, and the raw materials for preparing the friction block comprise: silicon carbide, organic fiber, clay, phenolic resin, graphite nano powder, aluminum oxide, zirconium silicate, tetrafluoroethylene, barium sulfate and potassium titanate; the preparation method comprises the following steps: weighing the raw materials for preparing the friction block, and putting the raw materials into a stirrer to stir to obtain the raw materials for preparing the friction block; pressing and molding the mixed raw materials by using a hydraulic machine to obtain a friction block; pressing the friction block and the stainless steel bottom plate together by using a hot press in a high-temperature and high-pressure environment to obtain a brake pad; carrying out heat treatment on the brake pad; grinding the brake pad to a set thickness; and (4) spraying. The brake block provided by the invention has good wear resistance, does not have obvious heat fading during high-temperature braking, and does not drop ash during braking friction.)

一种环保高效刹车片及其制备方法

技术领域

本发明公开了一种高效环保刹车片及其制备方法，涉及车用复合摩擦材料以及刹车片制造技术领域。

背景技术

刹车片是各种交通工具制动系统的重要功能零件，一般由不锈钢底板和摩擦块构成，通过摩擦块的摩擦材料将动能转化为热能，实现制动。摩擦材料的性能直接影响制动系统运行的安全性、可靠性和舒适性。目前汽车刹车片的摩擦块主要由无石棉复合材料、半金属材料或陶瓷材料制成，但这些材料在制动摩擦过程中普遍容易产生灰尘粉末，灰尘粉末如散入空气中会造成空气污染，如吸附于轮毂之上，则难以清洗，对轮毂造成腐蚀。

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种高效环保刹车片的制备方法，其主要目的是使刹车片具有良好的耐磨和高温制动性能，并降低刹车片在制动过程中的落灰现象，以减少轮毂腐蚀和空气污染。

发明内容

为解决以上问题本发明一方面公开了一种高效环保刹车片，所述刹车片包括不锈钢底板和摩擦块，制备所述摩擦块的原料包括：碳化硅、有机纤维、粘土、酚醛树脂、石墨纳米粉、三氧化二铝、硅酸锆、四氟乙烯、硫酸钡和钛酸钾。

在一优选例中，所述制备摩擦块的原料的重量份分别为：碳化硅7～12，有机纤维1～5，粘土1～5，酚醛树脂15～25，石墨纳米粉3～6，三氧化二铝10～15，硅酸锆10～20，四氟乙烯15～25，硫酸钡5～10，钛酸钾30～40。

在另一优选例中，所述制备摩擦块的原料的重量份优选的分别为：碳化硅8～10，有机纤维3，粘土2，酚醛树脂18～20，石墨纳米粉4，三氧化二铝11～13，硅酸锆15～17，四氟乙烯19～22，硫酸钡7～9，钛酸钾34～36。

在另一优选例中，所述制备摩擦块的原料的重量份优选的分别为：碳化硅10，有机纤维3，粘土2，酚醛树脂20，石墨纳米粉4，三氧化二铝13，硅酸锆17，四氟乙烯22，硫酸钡9，钛酸钾36。

本发明另一方面还提供了一种制备所述刹车片的方法，包括以下步骤：

(1)混料:将称重好的原料投入搅拌机，以1500～2000转/分钟的速度搅拌10～20分钟，得到制备摩擦块的混合原料；

(2)压制成型：利用液压机，将步骤(1)所得混合原料压制，得到摩擦块，压制压力为5～15MPa，温度为25～50℃，保压时间为250～500秒；

(3)热压处理：将步骤(2)所得摩擦块与不锈钢底板放入热压机进行热压处理，在高温高压环境下将摩擦块与不锈钢底板压制在一起，形成刹车片，热压处理温度为100～150℃，压力为20～30MPa，保压时间为10～20分钟；

(4)热处理：将步骤(3)所得刹车片在热处理炉中进行热处理，热处理温度为300～400℃，热处理时间为12～15小时；

(5)磨削：使用研磨机研磨步骤(4)所得刹车片，以达到设定厚度；

(6)喷涂：利用喷涂机对步骤(5)所得的刹车片进行喷涂。

在一优选例中，制备所述刹车片的方法，包括以下步骤：

(1)混料:将称重好的原料投入搅拌机，以1600～1800转/分钟的速度搅拌12～15分钟，得到制备摩擦块的混合原料；

(2)压制成型：利用液压机，将步骤(1)所得混合原料压制，得到摩擦块，压制压力为8～12MPa，温度为30～40℃，保压时间为300～400秒；

(3)热压处理：将步骤(2)所得摩擦块与不锈钢底板放入热压机进行热压处理，在高温高压环境下将摩擦块与不锈钢底板压制在一起，形成刹车片，热压处理温度为120～140℃，压力为30MPa，保压时间为20分钟；

(4)热处理：将步骤(3)所得刹车片在热处理炉中进行热处理，热处理温度为320～380℃，热处理时间为15小时；

(5)磨削：使用研磨机研磨步骤(4)所得刹车片，以达到设定厚度；

(6)喷涂：利用喷涂机对步骤(5)所得的刹车片进行喷涂。

在另一优选例中，制备所述刹车片的方法，包括以下步骤：

(1)混料:将称重好的原料投入搅拌机，以1800转/分钟的速度搅拌15分钟，得到制备摩擦块的混合原料；

(2)压制成型：利用液压机，将步骤(1)所得混合原料压制，得到摩擦块，压制压力为12MPa，温度为40℃，保压时间为400秒；

(3)热压处理：将步骤(2)所得摩擦块与不锈钢底板放入热压机进行热压处理，在高温高压环境下将摩擦块与不锈钢底板压制在一起，形成刹车片，热压处理温度为140℃，压力为30MPa，保压时间为20分钟；

(4)热处理：将步骤(3)所得刹车片在热处理炉中进行热处理，热处理温度为380℃，热处理时间为15小时；

(5)磨削：使用研磨机研磨步骤(4)所得刹车片，以达到设定厚度；

(6)喷涂：利用喷涂机对步骤(5)所得的刹车片进行喷涂。

本发明的有益效果是：使刹车片具有优良的耐磨和高温制动性能，并极好的解决了传统刹车片的落灰现象。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作出进一步说明，但本发明的保护范围不仅局限于以下实施例。

实施例1

按重量份数计，称取制备摩擦块的原料：碳化硅7份，有机纤维1份，粘土1份，酚醛树脂15份，石墨纳米粉3份，三氧化二铝10份，硅酸锆10份，四氟乙烯15份，硫酸钡5份，钛酸钾30份；

将称取好的原料投入搅拌机，以1500转/分钟的速度搅拌原料10分钟，得到制备摩擦块的混合原料；

利用液压机，将混合原料压制，得到摩擦块，压制压力为5MPa，温度为30℃，保压时间为300秒；

将摩擦块与不锈钢底板放入热压机进行热压处理，在高温高压环境下将摩擦块与不锈钢底板压制在一起，形成刹车片，热压处理温度为100℃，压力为20MPa，保压时间为10分钟；

将刹车片在热处理炉中进行热处理，热处理温度为300℃，热处理时间为12小时；

使用研磨机研磨所得刹车片，以达到设定厚度；喷涂。

实施例2

按重量份数计，称取制备摩擦块的原料：碳化硅8份，有机纤维3份，粘土2份，酚醛树脂18份，石墨纳米粉4份，三氧化二铝11份，硅酸锆15份，四氟乙烯19份，硫酸钡7份，钛酸钾34份；

将称取好的原料投入搅拌机，以1600转/分钟的速度搅拌原料12分钟，得到制备摩擦块的原料；

利用液压机，将混合原料压制，得到摩擦块，压制压力为8MPa，温度为30℃，保压时间为300秒；

将摩擦块与不锈钢底板放入热压机进行热压处理，在高温高压环境下将摩擦块与不锈钢底板压制在一起，形成刹车片，热压处理温度为120℃，压力为20MPa，保压时间为10分钟；

将刹车片在热处理炉中进行热处理，热处理温度为320℃，热处理时间为12小时；

使用研磨机研磨所得刹车片，以达到设定厚度；喷涂。

实施例3

按重量份数计，称取制备摩擦块的原料：碳化硅10份，有机纤维3份，粘土2份，酚醛树脂20份，石墨纳米粉4份，三氧化二铝13份，硅酸锆17份，四氟乙烯22份，硫酸钡9份，钛酸钾36份；

将称取好的原料投入搅拌机，以1800转/分钟的速度搅拌原料15分钟，得到制备摩擦块的原料；

利用液压机，将混合原料压制，得到摩擦块，压制压力12MPa，温度为40℃，保压时间为400秒；

将摩擦块与不锈钢底板放入热压机进行热压处理，在高温高压环境下将摩擦块与不锈钢底板压制在一起，形成刹车片，热压处理温度为140℃，压力为30MPa，保压时间为20分钟；

将刹车片在热处理炉中进行热处理，热处理温度为380℃，热处理时间为15小时；

使用研磨机研磨所得刹车片，以达到设定厚度；喷涂。

实施例4

按重量份数计，称取制备摩擦块的原料：碳化硅12份，有机纤维5份，粘土5份，酚醛树脂25份，石墨纳米粉6份，三氧化二铝15份，硅酸锆20份，四氟乙烯25份，硫酸钡10份，钛酸钾40份；

将称取好的原料投入搅拌机，以2000转/分钟的速度搅拌原料20分钟，得到制备摩擦块的原料；

利用液压机，将混合原料压制，得到摩擦块，压制压力15MPa，温度为50℃，保压时间为500秒；

将摩擦块与不锈钢底板放入热压机进行热压处理，在高温高压环境下将摩擦块与不锈钢底板压制在一起，形成刹车片，热压处理温度为150℃，压力为30MPa，保压时间为20分钟；

将刹车片在热处理炉中进行热处理，热处理温度为400℃，热处理时间为15小时；

使用研磨机研磨所得刹车片，以达到设定厚度；喷涂。

将实施例1-4中所得刹车片根据GB5763-2008，在JF150D型定速摩擦试验机上进行摩擦磨损检测。

经过检测，各实施例中所制刹车片在不同温度下的磨擦系数如表1所示。摩擦系数越高，刹车片耐磨性能越好；高温下摩擦系数变化越小，其热衰退越小，高温制动性能越好。检测中使用的对比样品为山东某汽车配件公司生产的半金属刹车片。

表1：摩擦系数表(μ)

检测温度	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比样品
						150℃	0.39	0.43	0.45	0.42	0.40
300℃	0.40	0.41	0.42	0.38	0.39
						500℃	0.38	0.40	0.39	0.35	0.32

经过检测，各实施例中所制刹车片在不同温度下的磨损率如表2所示。磨损率越小，其摩擦损耗越小，摩擦中产生的颗粒物越少，制动摩擦中的落灰现象越不明显。检测中使用的对比样品为山东某汽车配件公司生产的半金属刹车片。

表2:磨损率表(10^-7cm³/N·m)

检测温度	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比样品
						150℃	0.12	0.11	0.13	0.14	0.16
300℃	0.27	0.25	0.27	0.30	0.95
						500℃	0.35	0.28	0.30	0.42	1.35

由检测结果可知，本发明所得刹车片具有优异的耐磨性能，无显著高温热衰退，磨损率小，可很好的解决传统刹车片的落灰现象。

尽管本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，做出的种种的等效的变化或替换，均属于本发明保护的范围。因此，本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求所界定的范围为准。