[发明专利]中高档轿车用高性能陶瓷刹车片

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车刹车片，尤其是涉及一种中高档轿车用高性能陶瓷 刹车片。

背景技术

较早的汽车刹车片是石棉型刹车片，但是人们现在发现石棉已被医学界 证实是致癌物质。每一次刹车，刹车片就会将数百万之多的石棉纤维散发到 空气中，其针状的纤维很容易进入肺部并停留，造成刺激，最终可导致肺癌 的发生，但是除了危害健康方面的因素外，石棉型刹车片还存在着另一个重 要问题。由于石棉是绝热的，其导热能力特别差，反复使用后制动器会使热 量在刹车片中堆积起来，刹车片变热后，它的制动性能就要发生改变，要产 生同样的摩擦和制动力会需要更多的踩刹车次数，如果刹车片达到一定的热 度，将导致制动失灵。随着现代汽车工业的发展和社会环保意识的提高，目 前汽车摩擦材料在材质、制造工艺等方面都取得了重大的进展，出现了许多 新型的无石棉摩擦材料制作的刹车片，如用于中高档轿车的陶瓷刹车片，就 具有使用寿命长、无锈蚀、摩擦系数高、噪音低等优点。但目前中高档轿车 用陶瓷型刹车片还主要依赖进口，国外公司将陶瓷刹车片的配方视为商业机 密，而国内陶瓷刹车片的配方设计还不够完善，对摩擦材料研究一般也只限 于摩擦材料密度、硬度和强度等理化性能，很多这些材料共同形成的结构的 真正作用还没有很好的掌握，因此现有国产陶瓷刹车片性能不够稳定，很多 刹车片在高温时，其摩擦系数易衰退、容易出现抱死或拖磨现象。甚至出现 摩擦材料膨胀，摩擦表面裂纹等严重质量问题。

发明内容

本发明主要是解决现有陶瓷刹车片高温摩擦性能不稳定，抗热衰退性能 不高，耐磨损性能较低等技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：该陶瓷刹 车片由下列组分按重量百分比制成：

陶瓷纤维7-11％、硅酸盐纤维5-8％、喷胶硅酸铝纤维6-9％、芳纶纤维5-8％、 紫铜纤维7-10％、改性硅灰石6-9％、重晶石7-12％、铬铁矿4-8％、丁腈橡胶 1-2％、氧化铁黑2-4％、石墨粒7-10％、氧化锌0.1-0.2％、煅烧石油焦碳4-8.5％、 膨胀石墨1-3％、硼酚醛树脂5-9％、磁铁矿3-5％、重质氧化镁0.8-1.3％、碳 化硅0.8-1.5％、硫酸钡晶须4-7.5％、钛酸钾晶须0.3-0.5％、氧化铝纤维1- 2.5％。

在本发明中，硅酸盐纤维是一种高纯净、高强度，渣球含量非常低的纤 维。其佷低的热传导率可防止急刹车时出现的超高温对制动管和刹车油的影 响。目前硅酸盐纤维的种类很多，为了能与其它成分组合时产生更好的协同 作用，获得具有良好性能、质量稳定的刹车片，发明人经过大量的实验，将 硅酸盐纤维所含关键成分及其配比(重量白分比)锁定在以下范围：SiO₂47- 55％、Al₂O₃17-23％、TiO₂1-2％、其他成分及比例优选为CaO6-10％、K₂O1.1 -3％、MgO5-8％、Fe₂O₃8-11％、Na₂O1-3％，余量为微量氧化物。当采用上述成 分的硅酸盐纤维时，硅酸盐纤维具有耐高温，热稳定性好等优点，与其它材 料混合后，可以取长补短，协同作用，从而减少摩擦片的热衰退现象，保证 了产品的高品质。

陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性 好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点。喷胶硅酸铝纤维能很好的吸收 摩擦材料因制动而发出的噪音：具有良好的耐高温性能，极低的导热系数， 它附于摩擦材料表面能有效的降低摸材料中其他低温材料的热衰退性和膨胀 性，提高了摩擦材料在制造和使用过程中的稳定性：芳纶纤维具有超高强度、 高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能。紫铜纤维而且它的表面还 形成多种形状的锯齿，使得铜纤维与其他材料混合的均匀程度及粘接力要比 铜棉，铜丝，铜粉更强。另外铜纤维还具有吸热快，散发热量快，耐高温等 优点。高长径比(长径比大于15)的针状硅灰石纤维粉体具有加固，抗冲击， 防止摩擦表面裂纹等作用。

碳化硅是的优质增摩料，其高温性能特别稳定，即使在较高的温度下， 它能保持非常好的摩擦系数，一定量的碳化硅组分能有效的降低摩擦材料高 温制动的衰退性。

鳞片石墨结晶完整，片薄且韧性好；物理化学性能优异，具有良好的耐温 性，自润滑性，传导性，抗热震性，耐腐蚀性等性能。