[发明专利]六方晶系氮化硼汽车制动器摩擦片及其制备方法

说明书

 

发明领域

本发明涉及到汽车制动器摩擦片制造技术，特别涉及到一种六方晶系氮化硼汽车制动器摩擦片及其制备方法。

背景技术

目前，汽车制动器摩擦片大量使用三硫化二锑，用于摩擦材料在高温摩擦时的润滑，确保高温摩擦系数的稳定。硫化锑是由辉锑矿经过精选和化学提纯而得，为黑色固体粉末。它的熔点比较低，为548℃，高温分解后生成的氧化锑，以及在还原剂存在时生成的金属锑，能防止高温时材料的氧化燃烧，保持材料的摩擦系数稳定性，提高材料的抗烧性能，还能降低有机粘合剂在高温时分解速度，提高材料的使用寿命，起到了高温无机粘合剂和润滑摩擦调整剂的作用。但是，锑为重金属元素，随摩擦粉尘进入空气、雨水和土壤中后不易降解，直接或间接进入人体，会对人们健康造成重金属中毒，破坏人体的内循环呼吸道和消化道。因此，欧盟法规要求要逐步减少在摩擦材料中三硫化二锑的用量，最迟在2020年彻底禁止在摩擦材料中的加入。显然，现有技术汽车制动器摩擦片存在着含有重金属锑，对环境造成污染，对人体造成伤害，即将被禁用在汽车制动器摩擦片中使用等问题。

发明内容

为克服现有技术汽车制动器摩擦片存在的含有重金属锑，对环境造成污染，对人体造成伤害，即将被禁用在汽车制动器摩擦片中使用等问题，本发明提出一种六方晶系氮化硼汽车制动器摩擦片及其制备方法。本发明六方晶系氮化硼汽车制动器摩擦片包含硼改性酚醛树脂80～120份、低碳钢纤维200～300份、矿物纤维70～140份、六方晶系氮化硼粉100～120份、石墨粉80～120份、等轴晶系η-Al2O3粉70～100份、焦炭粉100～200份、摩擦粉100～140份、蛭石粉120～160份和重晶石粉80-120份重量的粉状组份或纤维状组份；采用温度为160℃±5℃、压力为350Kg/cm²和硬化时间为240S±5S的工艺参数热压成型，并采用室温到230℃匀速升温3小时、230℃保温5小时和随炉温冷却至低于80℃出炉的工艺参数进行热处理。

进一步的，本发明六方晶系氮化硼汽车制动器摩擦片六方晶系氮化硼为石墨型层状结构的白色粉末。

进一步的，本发明六方晶系氮化硼汽车制动器摩擦片粉状组份的粒度为20目以下，其中，重量比30%的粉状组份的粒度为20～40目，60%的粉状组份的粒度为40～60目，10%的粉状组份的粒度为小于60目。

进一步的，本发明六方晶系氮化硼汽车制动器摩擦片的纤维状组份的长度为2～3mm，直径为165～230μm。

进一步的，本发明六方晶系氮化硼汽车制动器摩擦片的摩擦粉为腰果油摩擦粉。

进一步的，本发明六方晶系氮化硼汽车制动器摩擦片的重晶石粉为硫酸钡。

进一步的，本发明六方晶系氮化硼汽车制动器摩擦片的硼改性酚醛树脂为粉状，粒度为150～200目。 

本发明六方晶系氮化硼汽车制动器摩擦片制备方法，包括以下步骤：

S1：混合料制备，按硼改性酚醛树脂80～120份、低碳钢纤维200～300份、矿物纤维70～140份、六方晶系氮化硼粉100-～120份、石墨粉80～120份、等轴晶系η-Al2O3粉70～100份、焦炭粉100～200份、摩擦粉100～140份、蛭石粉120～160份和重晶石粉80-120份的重量称取粉状组份或纤维状组份，加入犁耙式混料机中，混合10～15分钟；

其中，所述粉状组份的粒度为重量比30%的粉状组份的粒度为20～40目，60%的粉状组份的粒度为40～60目，10%的粉状组份的粒度为小于60目；所述纤维状组份的长度为2～3mm，直径为165～230μm；所述六方晶系氮化硼为石墨型层状结构的白色粉末；所述摩擦粉为腰果油摩擦粉；所述重晶石粉为硫酸钡；所述硼改性酚醛树脂为粉状，粒度为150～200目；

S2：热压，根据车型选取相应的模具，并按工艺要求称取混合料其重量误差为±0.5g，然后，按照温度为160℃±5℃、压力为350Kg/cm²和硬化时间设定为240S±5S的工艺参数，在300顿热压成型机上进行热压；

S3：热处理，按照室温到230℃升温3小时、230℃保温5小时和随炉温冷却至低于80℃出炉的工艺参数在烘箱中进行热处理。

本发明六方晶系氮化硼汽车制动器摩擦片及其制备方法的有益技术效果是完全取消了对人体有害、污染环境的重金属元素锑，制备出性能远超现行国家标准的制动片，且六方晶系氮化硼密度低于硫化锑，符合汽车轻量化发展趋势。

附图说明