[发明专利]一种竹炭复合纤维摩擦材料及其制作的刹车片、制作方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种竹炭复合纤维摩擦材料及其制作的刹车片、制作方法，属于制动器零部件技术领域。

背景技术

 摩擦材料主要是由增强纤维、粘结剂和填充物组成，通过一定的温度压制而成，主要用于制造刹车片，而目前作为增强纤维的有钢纤维及无机物石棉。钢纤维作为增强纤维制成的刹车片，在潮湿或腐蚀性环境中容易产生锈蚀与对偶件粘着，损伤对偶件进而影响刹车效果，并且存在磨损率高的缺陷；石棉作为增强纤维制成的刹车片，由于刹车产生的高温使石棉中所含的结晶水瞬间逸失，导致石棉烧蚀，造成刹车片制动性能发生热衰退，同时刹车片自身磨耗加剧，而且石棉在高温下会产生有害物质，国家已于2003年10月颁布法规明令禁止用石棉生产刹车片。由于刹车片的制动效果对行车安全、生产安全影响极大，因此要求刹车片应具有摩擦系数适中、磨损率低、抗热衰退性能好、寿命长的特点，而国际上已形成刹车片轻量化潮流，还要求摩擦材料致密而质轻，目前采用的钢纤维摩擦材料制作的刹车片，存在磨损率高、寿命短、质量大的不足，目前采用的无机物石棉摩擦材料制作的刹车片，存在抗热衰退性能差、寿命短、会产生有害物质的不足。

发明内容

 本发明的目的就在于提供一种竹炭复合纤维摩擦材料及其制作的刹车片、制作方法，制作的刹车片具有磨损率低、抗热衰退性能好、寿命长、轻量化的优点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种竹炭复合纤维摩擦材料，由竹炭、有机植物纤维、偶联剂组成，各组分的重量比例为：竹炭55～75%、有机植物纤维10～30%、偶联剂2～20%；竹炭、有机植物纤维、偶联剂各组分的优选重量比例为：竹炭60～70%、有机植物纤维15～25%、偶联剂5～15%；此外，还可以加入一些添加剂以进一步提高竹炭复合纤维摩擦材料的性能，添加剂占竹炭复合纤维摩擦材料的重量比例为2～15%，添加剂例如碳酸钙晶须可进一步提高材料的摩擦磨损性能，添加各种不同的增摩减摩材料、稳定剂，用于调节、稳定摩擦系数，进一步降低磨损率、减少磨耗、达到长寿命之目的。

利用上述竹炭复合纤维摩擦材料制作的刹车片，由竹炭复合纤维摩擦材料、矿物纤维、树脂、重晶石粉、丁腈橡胶、氧化铝、石墨、玻璃纤维、钢棉、轮胎粉组成，各组分的重量比例为：竹炭复合纤维摩擦材料10～30%、矿物纤维2～20%、树脂5～20%、重晶石粉10～30%、丁腈橡胶1～10%、氧化铝1～10%、石墨5～25%、玻璃纤维1～10%、钢棉2～15%、轮胎粉1～10%；刹车片各组分的优选重量比例为：竹炭复合纤维摩擦材料15～25%、矿物纤维5～15%、树脂8～16%、重晶石粉15～25%、丁腈橡胶1～5%、氧化铝1～5%、石墨10～20%、玻璃纤维2～8%、钢棉5～10%、轮胎粉1～5%。

制作上述刹车片的方法，具体步骤如下：

1）先制作竹炭复合纤维摩擦材料：

  a) 把竹材在气碳炉内经过800±100℃高温干燥炭化工艺处理，再经过研磨过筛，目数80～160目，得到竹炭；

  b) 按上述竹炭复合纤维摩擦材料各组分的重量比例准备好竹炭、有机植物纤维、偶联剂各组分材料；

  c) 将有机植物纤维加入搅拌机搅拌5～20分钟后，加入竹炭干混2～10分钟，再加入偶联剂湿混2～10分钟，即得到本发明中的竹炭复合纤维摩擦材料；

2）再制作刹车片：

  a) 备料：按上述刹车片各组分的重量比例准备好竹炭复合纤维摩擦材料、矿物纤维、树脂、重晶石粉、丁腈橡胶、氧化铝、石墨、玻璃纤维、钢棉、轮胎粉各组分材料；

  b) 搅拌混合：先将矿物纤维、树脂、重晶石粉、石墨投入搅拌机内搅拌2～5分钟，再将其余的料投入搅拌2～5分钟；

  c) 热压成型：在液压机上，压力15～30Mpa，温度120～200℃，保压时间5～20分钟热压成型；

  d) 固化热处理：热压成型在炉中先加热到120～170℃保温1～3小时，再加热升温到140～190℃，保温2～6小时，随炉冷却至70℃以下出炉，即得到本发明竹炭复合纤维摩擦材料制作的刹车片。

 

采用这样的技术方案制得的竹炭复合纤维摩擦材料可应用于制作各类刹车片，特别适用于制作汽车制动系统的刹车片，制作的刹车片具有磨损率低、抗热衰退性能好、寿命长、轻量化的优点。