阅读说明：本技术 一种氧化铁环保材料及其制备方法和应用 (Iron oxide environment-friendly material and preparation method and application thereof ) 是由 林文言 于 2020-12-08 设计创作，主要内容包括：本发明属于材料领域,具体涉及一种氧化铁环保材料及其制备方法和应用。一种氧化铁环保材料,按重量份由以下原料组成：铁氧体35-45份、铁粉30-45份、钢棉10-20份、锌粉20-30份。本发明提供的氧化铁环保材料制得的刹车片摩擦系数稳定,无热衰退；具有足够小的磨损量从而使用寿命长；对制动盘的磨损划伤相对最小,不产生噪声,其制备方法简便,符合工业化生产。(The invention belongs to the field of materials, and particularly relates to an iron oxide environment-friendly material as well as a preparation method and application thereof. An iron oxide environment-friendly material is composed of the following raw materials in parts by weight: 35-45 parts of ferrite, 30-45 parts of iron powder, 10-20 parts of steel wool and 20-30 parts of zinc powder. The brake pad prepared from the iron oxide environment-friendly material provided by the invention has stable friction coefficient and no heat fading; has a sufficiently small wear amount and thus a long service life; the abrasion and scratch to the brake disc are relatively minimum, no noise is generated, the preparation method is simple and convenient, and the industrial production is met.)

一种氧化铁环保材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种氧化铁环保材料及其制备方法和应用。

背景技术

现有汽车刹车片的摩擦材料，均为类似“酚醛树脂”类的热固性高分子材料，热粘结各种“硅化物、碳化物、氮化物、氧化物”等组合的陶瓷颗粒混合而成。虽然这类刹车片在汽车制动方面已经完全满足了使用性能要求，但是刹车制动过程可能因热氧化降解而释放苯酚、甲醛及其衍生物，在人类生存的环境中排放有毒物质。更为严重的是现在刹车片中的陶瓷物质会被磨损至成为PM 2.5的微尘排放至空气中，这些微尘与石棉一样，对人的身体健康产生极大的危害。因为这些微尘进入身体后，人体中的“微酸”、“微碱”物质，都不能改变它们性质和形态，它们会沉积在人的肺胞、血管、心脏等器官内结斑成块，使人的脏器官发生病变。这应是近期肺、气管、心脑血管疾病产生的主要原因。

同时，研发组对刹车片的摩擦材料进行替换研发，在替换过程中发现单纯氧化铁材料并不能成为刹车片的摩擦材料，其易碎、易裂，性能不能达标。基于此，研发组在氧化铁的基础上进行进一步改进，提出了采用“铁基-铁氧体”替代现有的陶瓷刹车片，不但没有了苯酚、甲醛类有毒气体的排放，也没有了陶瓷PM 2.5粉尘的排放。虽然“氧化铁环保材料”刹车片也会产生一定量的PM 2.5粉尘，但其化学成分为氧化铁，能够被人体内的弱酸、弱碱性物质改变，另一方面由于氧化铁的比重大，不易于在空气中扩散飘浮，又因其吸水性强，微尘聚集而落地。与现有技术相比，其对于空气的污染程度会明显变好。因此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题为，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种使用安全无毒、综合性能优良的一种氧化铁环保材料及其制备方法和应用。本发明提供的氧化铁环保材料制得的刹车片摩擦系数稳定，无热衰退；具有足够小的磨损量从而使用寿命长；对制动盘的磨损划伤相对最小，不产生噪声，其制备方法简便，符合工业化生产。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案。

一种氧化铁环保材料，按重量份由以下原料组成：铁氧体35-45份、铁粉 30-45份、钢棉10-20份、锌粉20-30份。

进一步地，所述的铁氧体为锶铁氧体，粒度为40微米。

进一步地，所述的铁粉为纯净铁粉，粒度为120目。

进一步地，所述的钢棉为D₁-80或D₀-160。

进一步地，所述锌粉粒度为120目。

上述氧化铁环保材料在制备粉末冶金摩擦材料中的用途。

上述氧化铁环保材料在制备汽车刹车片中的用途。

所述的一种氧化铁环保材料的制备方法，包括以下步骤：将原料中铁粉、钢棉、锌粉与铁氧体均匀混合，即得。

一种氧化铁环保摩擦片的制备方法，包括以下步骤。

（1）将原料中铁氧体、铁粉、钢棉、锌粉在混料机中（加球）混合及研磨12-48小时制得粉料。

（2）将粉料在钢模中压制成型，然后进行烧结。

（3）烧结完毕，得摩擦片。

所述压制过程中，压力为4-5吨/cm²。

所述烧结温度为550-900℃。

所述烧结时间为3-4h；所述烧结过程中通N₂保护。

所述烧结过程中升温速率为50-100℃/h。

所述摩擦片可按顺序与隔热层、背板复合为一体，制备成刹车片。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下。

本发明提供氧化铁环保材料中采用“锌铁-铁氧体”材料， 使用完全“无害物质”，彻底解决带来的环境问题，采用“锌铁-铁氧体”材料制得的汽车刹车片，“氧化锌”和“氧化铁”能够在人体内被弱酸、弱碱分解或溶解，可以提供人省存所需的“钙、铁、锌”等微量元素。与传统刹车片材料，本发明氧化铁环保材料中“氧化铁”、“氧化锌”因为吸水性强，微尘易于聚集而落地，不在空气中扩散漂浮。

本发明提供氧化铁环保材料材料制得的汽车刹车片较传统刹车片，磨损率低、安全性高、可靠性高。铁氧体材料FeO（Fe2O3）是尖晶石型系（或反式尖晶石结构），有很好的微观硬度，能够保证刹车片的耐磨性，又能保证对刹车盘的不划伤、少磨损效果，是刹车片的主要“基体材料”。

本发明提供氧化铁环保材料材料制得的汽车刹车片较传统刹车片，原材料、加工成本低。氧化铁原材料资源丰富，价格低廉，基本相当于“废物利用”，成本低，实用性强。

附图说明

图1为本发明摩擦片按顺序与隔热层、背板复合为一体示意图。

图2为本发明制备摩擦片的工艺流程。其中：1-摩擦片，2-隔热层，3-背板。

图3为本发明刹车片不同压力下测试报告。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

一种氧化铁环保材料，按重量份由以下原料组成：铁氧体35-45份、铁粉 30-45份、钢棉10-20份、锌粉20-30份。

进一步地，所述的铁氧体为锶铁氧体，粒度为40微米。

进一步地，所述的铁粉为纯净铁粉，粒度为120目。

进一步地，所述的钢棉为D₁-80或D₀-160。

进一步地，所述锌粉粒度为120目。

一种氧化铁环保摩擦片的制备方法，包括以下步骤。

（1）将原料中铁氧体、铁粉、钢棉、锌粉在混料机中（加球）混合及研磨12-48小时制得粉料。

（2）将粉料在钢模中压制成型，然后进行烧结。

（3）烧结完毕，得摩擦片。

所述压制过程中，压力为4-5吨/cm²。

所述烧结温度为550-900℃。

所述烧结时间为3-4h；所述烧结过程中通N₂保护。

所述烧结过程中升温速率为50-100℃/h。

所述摩擦片可按顺序与隔热层、背板复合为一体，制备成刹车片。

实施例 氧化铁环保保摩擦片的制备方法和应用。

一种氧化铁环保摩擦片的制备方法，包括以下步骤。

（1）将铁氧体40份、铁粉 35份、钢棉15份、锌粉25份在混料机中（加球）混合及研磨12-48小时制得粉料。

（2）将粉料装入钢模压制成型，在4-5吨力/cm²压力下压制、脱模成压坯；取合格压坯放入连续式烧结炉中烧结，升温速率50-100℃/h，烧结温度550-900℃℃，保温3-4h，过程中通入N₂进行保护。

（3）烧结完毕，得锌铁-铁氧体摩擦片。

1、产品检测。

将上述制得的锌铁-铁氧体摩擦片即摩擦薄层片粘附到常规刹车片的表层，复合为一体即背板-隔热层-摩擦片。刹车片的性能检测数据如下：摩擦系数0.4，磨损率0.6%左右，硬度HB3.5，在350℃以下无热衰退现象，耐磨损符合使用要求。刹车片不同压力下测试报告如图3所示。

2、实际装车运行试验。

实际装车运行（丰田卡罗拉）产品无噪声，刹车制动灵敏平稳（与原车刹车片比较，明显灵敏），磨损低于原车刹车片，对制动盘无“划伤”及“严重磨损”现象。