阅读说明：本技术 一种陶瓷纤维复合刹车片 (Ceramic fiber composite brake pad ) 是由 张泽伟 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：一种陶瓷纤维复合刹车片,包括摩擦层、散热粘接层,本发明具有耐磨性能良好,摩擦系数稳定,使用寿命长、成本低等特点。散热区域通过对多种成分进行合理的搭配,确保各材料的优点在摩擦材料中得到充分的发挥,其耐温性能好,有良好的热稳定性和较低的热传导力,满足了刹车片的高耐磨、高速化、安全化等技术要求。(The invention relates to a ceramic fiber composite brake pad, which comprises a friction layer and a heat dissipation bonding layer. The heat dissipation area ensures that the advantages of all materials are fully exerted in the friction material by reasonably matching various components, has good temperature resistance, good thermal stability and lower heat conduction force, and meets the technical requirements of high wear resistance, high speed, safety and the like of the brake pad.)

一种陶瓷纤维复合刹车片

技术领域

本发明涉及汽车零部件领域，尤其是一种陶瓷纤维复合刹车片。

背景技术

在汽车的刹车系统中，刹车片是最关键的安全零件，所有刹车效果的好坏都是刹车片起决定性作用。刹车的工作原理主要是来自摩擦，利用刹车片与刹车鼓及轮胎与地面的摩擦，将车辆行进的动能转换成摩擦后的热能，将车辆停下来。一套良好有效率的刹车系统必须能提供稳定、足够、可控制的刹车力，并且具有良好的液压传递及散热能力，以确保驾驶人从刹车踏板所施的力能充分有效的传到总泵及各分泵，及避免高热所导致的液压失效及刹车衰退。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陶瓷纤维复合刹车片，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种陶瓷纤维复合刹车片，包括摩擦层、散热粘接层，所述散热粘接层位于摩擦层与钢背之间，所述散热粘接层由下列重量份的组分配比制成：玄武岩纤维14～15份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂15～17份、三聚氰胺1.5～2份、纳米氧化铝3～4份、紫铜纤维10～13份、钢纤维7～10份、聚酰亚胺5～7份、膨胀蛭石4～5份、十二烷基硫酸钠0.3～0.6份、纳米氧化锌0 .3份、丁腈橡胶3～5份；

所述摩擦层由下列重量份的组分配比制成：PROMAXON ® ～D硅酸钙颗粒4～8份，陶瓷纤维9～11份、辉绿岩纤维10～15份、铁黄5～8份、锡青铜粉1～1.5份、碳纤维7～12份、聚酰亚胺5～8份、针状硅灰石粉9～11份、硫化锌1～3份、二硫化钨2～5份、聚四氟乙烯2～5份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂15～17份、丁腈橡胶3～5份、三聚氰胺1～1.5份。

作为优选，所述摩擦层中部设有排水沟，排水沟的底部与散热粘接层齐平。

PROMAXON ® -D玄武岩纤维颗粒（美国化学文摘服务社（CAS）登记号 PROMAXON® -D: 1344-95-2 ）是一种高孔隙率的硅酸钙产品，PROMAXON ® -D由欧洲比利时Promat国际公司生产，荷兰LAPINUS纤维有限公司是其全球摩擦材料市场唯一的代理商。

辉绿岩纤维不含石棉无机物，具有良好的高温稳定性，极低的非纤维物质含量，能够减小噪音，同时具备良好的适应性，柔软度佳、分散性优良，与树脂结合力好，对皮肤的刺激性小。

二硫化钨可用作润滑剂，性能比二硫化钼好，摩擦系数较低，抗压强度较大。单独用于高温、高压、高转速、高负荷，以及在化学性活泼介质中运转的设备。与聚四氟乙烯和尼龙等配置的填充材料，可用于制自润滑部件。

针状硅灰石粉针状硅灰石粉具有纯度高，结晶好，流动性强，线膨胀系数低，耐腐蚀的特点。

锡青铜以锡为主要合金元素的青铜，这种合金具有较高的力学性能、减磨性能和耐蚀性,易切削加工,钎焊和焊接性能好,收缩系数小,无磁性；加锌可改善铸造性能。

聚酰亚胺具有优良的机械性能，分解温度在500-600℃之间，并且可以将材料的积温快速扩散，有效地防止摩擦材料进入热衰退阶段。

聚四氟乙烯具有良好的润滑特性，与碳纤维、芳纶纤维组合可以形成良好的摩擦-润滑-摩擦关系，即可提高摩擦性能，又可降低材料的磨损率。

本发明具有耐磨性能良好，摩擦系数稳定，使用寿命长、成本低等特点。散热区域通过对多种成分进行合理的搭配,确保各材料的优点在摩擦材料中得到充分的发挥，其耐温性能好，有良好的热稳定性和较低的热传导力，满足了刹车片的高耐磨、高速化、安全化等技术要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明实施例3刹车片衰退试验曲线图；

图3是本发明对比例1刹车片衰退试验曲线图。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，陶瓷纤维复合刹车片包括摩擦层1、散热粘接层2，所述散热粘接层2位于摩擦层1与钢背3之间，所述摩擦层1中部设有排水沟，排水沟的底部与散热粘接层齐平，这样有利于散热粘接层更好散热。所述散热粘接层由下列重量份的组分配比制成：玄武岩纤维14份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂15份、三聚氰胺2份、纳米氧化铝4份、紫铜纤维10份、钢纤维7份、聚酰亚胺5份、膨胀蛭石4份、十二烷基硫酸钠0.6份、纳米氧化锌0 .3份、丁腈橡胶3份；

所述摩擦层由下列重量份的组分配比制成：PROMAXON ® ～D硅酸钙颗粒4份，陶瓷纤维9份、辉绿岩纤维15份、铁黄5份、锡青铜粉1份、陶瓷纤维9份、碳纤维7份、聚酰亚胺8份、针状硅灰石粉11份、硫化锌1份、二硫化钨2份、聚四氟乙烯5份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂17份、丁腈橡胶3份、三聚氰胺1份。将散热粘接层、摩擦层2个区域材料兑好后分别倒入高速分散机内，搅拌成均匀分散的两份粉末状组合物，然后取出各材料组合物对应放入2个成形模具内压制成形，再放入主模具内叠合在一起后与钢背复合后放入平板硫化机于高温500℃，压力为35MPa的条件下保持60分钟，最后取出刹车片，除去毛刺即成为成品（下同）。

实施例2

陶瓷纤维复合刹车片包括摩擦层1、散热粘接层2，所述散热粘接层2位于摩擦层1与钢背3之间，所述摩擦层1中部设有排水沟，排水沟的底部与散热粘接层齐平，这样有利于散热粘接层更好散热。所述散热粘接层由下列重量份的组分配比制成：玄武岩纤维14份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂16份、三聚氰胺1.5份、纳米氧化铝3份、紫铜纤维12份、钢纤维8份、聚酰亚胺6份、膨胀蛭石4份、十二烷基硫酸钠0.5份、纳米氧化锌0 .3份、丁腈橡胶4份；

所述摩擦层由下列重量份的组分配比制成：PROMAXON ® ～D硅酸钙颗粒6份，陶瓷纤维10份、辉绿岩纤维13份、铁黄6份、锡青铜粉1.5份、陶瓷纤维10份、碳纤维8份、聚酰亚胺7份、针状硅灰石粉10份、硫化锌2份、二硫化钨3份、聚四氟乙烯4份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂16份、丁腈橡胶4份、三聚氰胺1份。

实施例3

陶瓷纤维复合刹车片包括摩擦层1、散热粘接层2，所述散热粘接层2位于摩擦层1与钢背3之间，所述摩擦层1中部设有排水沟，排水沟的底部与散热粘接层齐平，这样有利于散热粘接层更好散热。所述散热粘接层由下列重量份的组分配比制成：玄武岩纤维15份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂17份、三聚氰胺2份、纳米氧化铝4份、紫铜纤维13份、钢纤维10份、聚酰亚胺7份、膨胀蛭石5份、十二烷基硫酸钠0.3份、丁腈橡胶5份；

所述摩擦层由下列重量份的组分配比制成：PROMAXON ® ～D硅酸钙颗粒8份，陶瓷纤维11份、辉绿岩纤维10份、铁黄8份、锡青铜粉1.5份、陶瓷纤维11份、碳纤维12份、聚酰亚胺8份、针状硅灰石粉11份、硫化锌3份、二硫化钨5份、聚四氟乙烯5份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂17份、丁腈橡胶5份、三聚氰胺1.5份。

对比例1：芳纶纤维10份、PROMAXON ® ～D硅酸钙颗粒8份，陶瓷纤维11份、六钛酸钾晶须7份、纳米氧化铝4份、二硫化钼8份、雾化铜粉18份、羰基铁粉12份、重晶石5份、氧化钙6份、氧化镁7份、滑石粉7份、鳞片石墨5份、人造石墨10份、三油酸甘油酯8份、对苯二甲酸二辛酯8份、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂17份。制作流程：先将雾化铜粉、羰基铁粉、重晶石、氧化钙、氧化镁、滑石粉、氧化钙放于球磨机于350r/min研磨 ,球磨比为1:1球磨1h，然后装入型模中于7MPa粗压，后经烘干炉于200℃干燥，将复合粉末块取出倒入高速分散机内，搅拌成均匀分散的粉末状组合物与PROMAXON ® ～D硅酸钙颗粒、陶瓷纤维、三油酸甘油酯、对苯二甲酸二辛酯、带环氧基团纳米二氧化硅改性酚醛树脂等混合，装入型模具与坯片复合后放入平板硫化机于高温450℃，压力为40MPa的条件下保持60分钟，除去毛刺即成为成品。

将具体实施例一、二、三及刹车片进行对比测试，结果如下：

验证结果本产品具备更优异的摩擦性能和良好的耐磨性且具备抗高温磨损率和抗热衰退性。从200℃到350℃的升温过程中，对比例1刹车片产生了较大的热衰退，由200℃的0.45降到300℃的O.29，下降幅度达35.5％。磨损方面，200℃以前，对比例1和本发明刹车片相差不大，即两种材料低温磨损接近；200℃以后，本发明具备优异的高温粘结效果，成倍地提高了材料的耐磨性能。在350℃时，实施例1的磨损率仅为O.16，远远低于对比例刹车片的0.25。

以下对实施例3及对比例1进行衰退试验，速度分别取50、100、130km/h,制动管路压力为2、4、6、8、10MPa，以考察刹车片在不同速度、不同压力下摩擦系数的稳定性。

如图2-3所示，实施例3刹车片一衰6％，二衰13％；对比例1刹车片一衰29％，二衰28％；很显然，陶瓷基刹车片的衰退率远远小于对比例1刹车片，其热稳定性能好。衰退试验中，前3次制动为基准试验，一衰是在100 km／h速度下连制动10次，恢复试验是在50 km／h速度、风冷条件下制动12次。二衰除了在100 km／h速度下连续制动为15次外，其余均与一衰相同。

刹车片的摩擦系数表现出对制动次数的不敏感性，整个曲线无明显的“大起大落”，摩擦系数波动范围在0.08以内，材料耐热性能良好。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。