一种高硅氧陶瓷纤维电动车刹车片及其加工方法

文档序号:357056 发布日期:2021-12-07 浏览:37次 >En<

阅读说明:本技术 一种高硅氧陶瓷纤维电动车刹车片及其加工方法 (High-silica ceramic fiber electric vehicle brake pad and processing method thereof ) 是由 孙弘扬 盖峻源 杜俊 李艳 于 2020-06-05 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种高硅氧陶瓷纤维电动车刹车片及其加工方法,刹车片包括以下重量份的组分:20-35重量份的高硅氧陶瓷纤维,4-10重量份的改性酚醛树脂、3-6重量份的六钛酸钾晶须、4-8重量份的硅藻土、4-8重量份的复合硫化物、12-19重量份的精细硫酸钡,由于高硅氧陶瓷纤维是一种摩擦性能优良的陶瓷纤维,其纤维表面呈圆柱形,具备较高的气孔率,并且气孔中的空气具备良好的隔热作用,因此采用高硅氧陶瓷纤维制成的电动车刹车在具有较好的摩擦性能的同时,还具备较好的耐高温性能,从而具有较好的制动性能。(The invention discloses a high silica ceramic fiber electric vehicle brake pad and a processing method thereof, wherein the brake pad comprises the following components in parts by weight: 20-35 parts of high silica ceramic fiber, 4-10 parts of modified phenolic resin, 3-6 parts of potassium hexatitanate whisker, 4-8 parts of diatomite, 4-8 parts of composite sulfide and 12-19 parts of fine barium sulfate, wherein the high silica ceramic fiber is a ceramic fiber with excellent friction performance, the surface of the fiber is cylindrical and has high porosity, and air in pores has good heat insulation effect, so that the electric vehicle brake made of the high silica ceramic fiber has good friction performance, good high temperature resistance and good braking performance.)

一种高硅氧陶瓷纤维电动车刹车片及其加工方法

技术领域

本发明属于汽车制动领域,具体的,涉及一种高硅氧陶瓷纤维电动车刹车片及其加工方法。

背景技术

汽车制动系统主要由刹车片、刹车盘和刹车卡钳组成。相较于传统汽油车,电动车的制造成本低,电动机的转化效率高、维护保养方便等,逐渐取得消费者的青睐。另一方面,电动机极快的反应速度和启停速度,也对制动系统提出了更为严苛的要求,具体为更为灵敏的刹车触感和耐高温性能。

传统刹车片在实际使用过程中,在车辆达到一个较高速度前,随着汽车启动和速度提升的过程,刹车片会有一个预热过程,从而有更好的制动性能表现和NVH表现。而电动汽车的快速的响应速度特性就要求刹车片在任何情况下都能够具备较好的性能表现,相关技术中的刹车片的性能已经不能满足用户需求,因此,针对电动车的性能特点,有必要开发出一款高性能电动车刹车片。

发明内容

本发明的第一个目的就在于为了解决上述问题而提供一种高硅氧陶瓷纤维电动车刹车片,因为发明人在寻找适用于电动车刹车片的新材料多次试验过程中发现,高硅氧陶瓷纤维是一种摩擦性能优良的陶瓷纤维,其纤维表面呈圆柱形,具备较高的气孔率,由于气孔中的空气具备良好的隔热作用,因此采用高硅氧陶瓷纤维制成的电动车刹车在具有较好的摩擦性能的同时,还具备较好的耐高温性能,从而具有较好的制动性能。

本发明的第二个目的在于提供一种上述刹车片的加工方法。

本发明通过以下技术实现上述目的,一种高硅氧陶瓷纤维电动车刹车片,其特征在于,所述刹车片包括以下重量份的组分:20-35重量份的高硅氧陶瓷纤维,4-10重量份的改性酚醛树脂、3-6重量份的六钛酸钾晶须、4-8重量份的硅藻土、4-8重量份的复合硫化物、12-19重量份的精细硫酸钡。

优选地,所述刹车片还包括其他填料。

优选地,所述高硅氧陶瓷纤维的直径为3-6微米,长度为100-220毫米。

一种高硅氧陶瓷纤维电动车刹车片的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、配制所述刹车片的原料;

S2、将所述原料放到热压模具中压制成型后制得第一中间品;

S3、将所述第一中间品经热处理后制得第二中间品;

S4、对所述第二中间品进行机械加工和喷涂后制得成品。

优选地,按重量比分别称取所述高硅氧陶瓷纤维、所述改性酚醛树脂、所述六钛酸钾晶须、所述硅藻土、所述复合硫化物和所述精细硫酸钡并搅拌均匀混合后得到所述原料。

优选地,所述搅拌的时间为10-15分钟。

优选地,所述热压模具的加热温度为165-185℃。

优选地,所述热压模具的加压压力为10-13Mpa。

优选地,所述热压模具的压制时长为6-8分钟。

优选地,所述热处理包括第一阶段、第二阶段和第三阶段;在所述第一阶段,将所述热处理的温度由室温升温至60℃后并保温1小时;在所述第二阶段,将所述热处理的温度由60℃升温至120℃后并保温2小时;在所述第三阶段,将所述热处理的温度由120℃升温至185℃后并保温2小时,然后冷却至室温。

本发明的有益效果是:

(1)刹车片包括以下重量份的组分:20-35重量份的高硅氧陶瓷纤维, 4-10重量份的改性酚醛树脂、3-6重量份的六钛酸钾晶须、4-8重量份的硅藻土、4-8重量份的复合硫化物、12-19重量份的精细硫酸钡,由于高硅氧陶瓷纤维是一种摩擦性能优良的陶瓷纤维,其纤维表面呈圆柱形,具备较高的气孔率,并且气孔中的空气具备良好的隔热作用,因此采用高硅氧陶瓷纤维制成的电动车刹车在具有较好的摩擦性能的同时,还具备较好的耐高温性能,从而具有较好的制动性能。

(2)本发明还提供了一种刹车片的加工方法,采用该方法制得的刹车片,生产成本低,而且便于加工成型,成型产品具有良好的性能,能满足使用需求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明提供的一种高硅氧陶瓷纤维电动车刹车片的加工方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,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。

相关技术中,随着电动车技术的不断发展,电动车逐渐被消费者所接受,由于电动汽车具有快速的响应速度特性,因此要求刹车片在任何情况下都能够具备较好的性能表现,而相关技术中的刹车片的性能已经不能满足上述需求,因此,针对电动车的性能特点,有必要开发出一款高性能电动车刹车片

在寻找适用于电动车刹车片的新材料的过程中,发明人进行了多次试验,并在试验过程中创造性地发现可将高硅氧陶瓷纤维材料应用到电动车刹车片中。

根据本发明实施例的一种高硅氧陶瓷纤维电动车刹车片,刹车片包括以下重量份的组分:20-35重量份的高硅氧陶瓷纤维,4-10重量份的改性酚醛树脂、3-6重量份的六钛酸钾晶须、4-8重量份的硅藻土、4-8重量份的复合硫化物、12-19重量份的精细硫酸钡,由于高硅氧陶瓷纤维是一种摩擦性能优良的陶瓷纤维,其纤维表面呈圆柱形,具备较高的气孔率,并且气孔中的空气具备良好的隔热作用,因此采用高硅氧陶瓷纤维制成的电动车刹车在具有较好的摩擦性能的同时,还具备较好的耐高温性能,从而具有较好的制动性能。

具体而言,高硅氧陶瓷纤维也可简称为高硅氧纤维,指的是高纯氧化硅非晶体连续纤维,其氧化硅含量96–98%,连续耐温摄氏1000度,短暂耐温摄氏1400度,其制成品主要包括连续纱、绳带、套管、网布、缝编制品。高硅氧纤维在摄氏1000度时能长久保持良好的强度和弹性,是超高温热流和喷射火焰的有效热屏障、及人员设施的可靠防护装置;其导热系数低、对高热冲击有良好的抵御性能,对绝大多数化学品呈惰性,对高温下的化合物、腐蚀性矿物质、弱碱性熔融合金有良好的耐腐蚀性,在高热、强辐射条件下正常持续工作,因此将高硅氧陶瓷纤维应用到刹车片中来能显著提高刹车片的耐高温性能。

进一步地,为了使刹车片能保持良好的耐高温性能,刹车片中的高硅氧陶瓷纤维的直径为3-6微米,长度为100-220毫米。

改性酚醛树脂即为用不同的化合物或聚合物通过化学或物理方法(如共聚或机械混合)改性制得的酚醛树脂,酚醛树脂改性的目的主要是改进它脆性或其它物理性能,提高它对纤维增强材料的粘结性能并改善复合材料的成型工艺条件等。改性一般通过下列途径:①封锁酚羟基。酚醛树脂的酚羟基在树脂制造过程中一般不参加化学反应。在树脂分子链中留下的酚羟基容易吸水,使固化制品的电性能、耐碱性和力学性能下降。同时酚羟基易在热或紫外光作用下生成醌或其它结构,造成颜色的不均匀变化。②引进其它组分。引进与酚醛树脂发生化学反应或与它相容性较好的组分,分隔或包围羟基,从而达到改变固化速度,降低吸水性的目的。引进其它的高分子组分,则可兼具两种高分子材料的优点。因此,在刹车片的原料中添加改性酚醛树脂后可以提高刹车片的摩擦稳定性。

钛酸钾晶须是指一类化学式为K2O·nTiO2或K2TinO2n+1的、微型外观为针状晶体的无机高分子化合物,式中n=2、4、6、8,分别称二钛酸钾晶须、四钛酸钾晶须、六钛酸钾晶须和八钛酸钾晶须。钛酸钾晶须的优点如下:(1) 是特别优异的单晶体(尺寸只有玻璃纤维的1/1000);(2)强度高、刚性好 (和石墨的强度和刚性一样);(3)硬度低(仅相当于铝);(4)优异的纵横比(直径为0.1~0.6μm,长度为3~20μm);(5)耐摩擦性好。本实施例中的刹车片采用的是六钛酸钾晶须,相较于其他种类的钛酸钾晶须而言,能更好地提高刹车片的强度和耐磨性。

硅藻土是一种硅质岩石,是一种生物成因的硅质沉积岩,它主要由古代硅藻的遗骸所组成。硅藻土具有容量轻、PH值属中性、无毒等特点,还具有优良的延伸性,有较高的冲击强度、拉伸强度、撕裂强度、质轻软内磨性好、搞压强度好等方面优质作用。因此,在刹车片的原料中添加硅藻土后可以提高刹车片的强度和性能。

硫化物指电正性较强的金属或非金属与硫形成的一类化合物。复合硫化物是指将硫化物与其他性质的材料组合而成的一种材料,具体可根据实际需求选择。

硫酸钡又称重晶石。硫酸钡化学性质稳定,不溶于水和盐酸,无磁性和毒性,精细硫酸钡是指颗粒较细小的硫酸钡,将其作为刹车片原料的填料,有利于充分发挥各组成成分见的协同作用,进而使得刹车片能具有稳定的摩擦系数、较低的磨损率、较好的耐热性等性能。

根据本发明实施例的高硅氧陶瓷纤维电动车刹车片,由于高硅氧陶瓷纤维是一种摩擦性能优良的陶瓷纤维,其纤维表面呈圆柱形,具备较高的气孔率,并且气孔中的空气具备良好的隔热作用,因此采用高硅氧陶瓷纤维制成的电动车刹车在具有较好的摩擦性能的同时,还具备较好的耐高温性能,从而具有较好的制动性能。

在一些实施例中,刹车片还包括其他填料。填料是刹车片材料的主要成分之一,包括多种摩擦性能调节剂和其他配合剂。它的主要作用是对刹车片材料的摩擦磨损性能、高温摩擦系数、散热、噪音进行多方面调节,使刹车片能更好地满足各种极端工况条件下的制动要求。例如在制备刹车片时,除了上述的组分外,还可以根据需求添加石墨、硫化锌、硫化亚锡、氧化硅、氧化铝和铁黄等等。

如图1所示,根据本发明实施例的一种高硅氧陶瓷纤维电动车刹车片的加工方法,包括以下步骤:

S1、配制刹车片的原料;

S2、将原料放到热压模具中压制成型后制得第一中间品;

S3、将第一中间品经热处理后制得第二中间品;

S4、对第二中间品进行机械加工和喷涂后制得成品。

采用上述步骤制得的刹车片,生产成本低,而且便于加工成型,成型产品具有良好的性能,能满足使用需求。

具体而言,在步骤S1中,按重量比分别称取高硅氧陶瓷纤维、改性酚醛树脂、六钛酸钾晶须、硅藻土、复合硫化物和精细硫酸钡并搅拌均匀混合后得到原料。

实际在混合过程中,为了获得较好的混合效果,通常将上述组成投放到犁耙式混料机中进行搅拌,搅拌时长为10-15分钟。

此外,在步骤S2中,热压模具的加热温度为165-185℃,热压模具的加压压力为10-13Mpa,热压模具的压制时长为6-8分钟,由此可使得第一中间品具有较好的成型质量。

在步骤S3中,第一中间品需要经过热处理以得到第二中间品,热处理是指材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺,本实施例中,热处理包括第一阶段、第二阶段和第三阶段;在第一阶段,将热处理的温度由室温升温至60℃后并保温1小时;在第二阶段,将热处理的温度由60℃升温至120℃后并保温2小时;在第三阶段,将热处理的温度由120℃升温至185℃后并保温2小时,然后冷却至室温,由此可使得刹车片能获得较好的热处理效果,有利于提高相应的物理性能和化学性能。

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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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。

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