[发明专利]一种陶瓷增强型摩擦材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及摩擦材料及其制备方法，尤其是用于机动车刹车片、机床及电极的制动器、离合器衬片等摩擦材料的制备方法。

背景技术

汽车制动用摩擦材料俗称刹车片，是汽车制动系统中最重要的安全部件之一，关系着汽车驾驶人员的生命和财产安全。刹车片的制备一般以树脂、增强纤维、摩擦性能调节剂及填料等为原材料，通过均匀混合后经过热压、固化后制得。为提高摩擦材料的制动性能，增强纤维与摩擦性能调节剂得到了广泛研究，成为目前摩擦材料的研究热点。

传统的刹车片主要以石棉纤维为增强相，自从发现石棉是一种重要的致癌物质之后，以金属纤维为增强相的半金属摩擦材料得到了快速发展，目前已经广泛应用于各类车辆的制动，但半金属摩擦材料存在易锈蚀的缺点。为提高摩擦性能、避免半金属摩擦材料因金属纤维锈蚀带来的制动性能下降，矿渣纤维、芳纶纤维、陶瓷纤维、碳纤维等逐渐得到应用。但上述性能较好的芳纶纤维、陶瓷纤维、碳纤维等的价格较高，由此导致高性能摩擦材料的生产成本急剧上升。

为在降低摩擦材料生产成本的基础上提高其摩擦磨损性能，摩擦性能调节剂得到了广泛研究，成为改善摩擦材料性能的重要途径之一。摩擦性能调节剂是一类添加到摩擦材料中能改进摩擦系数和磨损率的物质，主要分为润滑剂和研磨剂两大类。润滑剂的主要目的是减小制动时摩擦系数的变化，常用的润滑剂包括石墨和各种类型的金属硫化物；研磨剂主要是金属氧化物、石英粉和硅酸盐化合物的坚硬颗粒，常用的研磨剂主要有氧化铝、碳化硅、二氧化硅、锆氧化物、硅酸锆以及铬氧化物等。Boz M等人在Tribology International(2007，40(7)：1161-1169)上的研究发现，在摩擦材料中添加氧化铝可以提高摩擦系数、减小磨损率。MatejkaV等人发表在Wear杂志上的研究表明，在摩擦材料中加入碳化硅，能够大幅度提高摩擦系数、而磨损率只有少量增加；Jang H等人发表在Wear(2000，239(2)：229-236)上的研究发现，一定量的三硫化二锑和硅酸锆粉体对汽车刹车片摩擦系数的大小、稳定性均存在着较大的影响。然而，目前针对摩擦性能调节剂的研究主要集中在不同材料的选择上，针对同一材料体系而不同硬度与不同粒径粉体的研究及产业化应用报道极少。本发明的设计人通过实验发现，粗大的陶瓷粉体颗粒与粒径细小的粉体相比，具有更好的增摩性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过在粉体中添加烧结助剂，再在一定温度下煅烧后获得粗大的陶瓷粉体颗粒，进而以晶粒粗大的陶瓷粉体颗粒作为摩擦性能调节剂来增强摩擦材料的制备方法。

本发明提出的陶瓷增强型摩擦材料，其重量份数组成为：

热固性树脂                 5～20份

树脂固化剂                 0.05～5份

增强纤维                   15～40份

摩擦性能调节剂及填料       30～70份

Al₂O₃基陶瓷粉体            0.01～15份

CaSiO₃基陶瓷粉体           0.01～15份

CaMgSi₂O₆基陶瓷粉体        0.01～15份

本发明提出的陶瓷增强型摩擦材料的制备方法，主要包括以下过程：