[发明专利]一种应用于半金属铁基刹车片的复合涂层材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种应用于半金属铁基刹车片的复合涂层材料，由镍铬合金粉末、碳化铬粉末、硅铁、钒铁、铝粉和石墨烯通过高温熔融、水气混合雾化、粘结调糊涂刷、激光熔融而成，原料按质量百分比计包括：镍铬12％～50％，碳化铬15～28％，硅铁6～10％，钒铁5～8％、铝20～40％和石墨烯1～2％。所述复合涂层材料在半金属铁基刹车片表面形成金属合金粉末涂层具有良好的物理机械性能，且在高温条件下具有较好的摩擦性能及热稳定性，并且摩擦后的粉尘便于处理；此外，制备过程中工艺参数容易控制，适合推广应用。

技术领域

本发明属于摩擦材料及其制备技术领域，尤其涉及一种应用于半金属铁基刹车片的复合涂层材料及其制备方法，属于汽车工业领域。

背景技术

制动系统是汽车的关键组成部分之一，而刹车片的综合性能直接影响到制动系统的稳定性和可靠性。对于刹车片而言，摩擦材料的选择基本决定了刹车片的制动性能。理想的刹车片摩擦材料应具有较好的稳定性、摩擦系数适当且稳定、磨损率小、较高制动可靠性、密度小、较长刹车片使用寿命、噪音小以及材料来源环保、绿色、经济实惠等优点。同时，随着汽车行驶高速化发展，对刹车片摩擦材料以及结构也提出了更加苛刻的要求。因此，研发具有优异高温耐磨性能的刹车片对汽车制动稳定性具有重要的意义。

现在国内应用最广泛是半金属摩擦材料，以铁基复合材料为主的刹车片摩擦材料。这种材料虽然具有导热性、耐磨性和高硬度等优点，但是其中钢纤维易生锈，锈蚀后易粘着对偶并且对其有较大的损伤，而且摩擦系数较低一般摩擦系数为0.38寿命较短。同时，现代汽车的高速行驶过程中，制动零部件的表面温度可高达300～500℃。在高温作用下，刹车片易造成摩擦性能不稳定、磨损加剧，出现高温失效的现象。一般刹车片的寿命为其厚度的1/3，制备刹车片表面复合涂层可以良好减少半金属刹车片损伤大，寿命短等特点。

Popa等人采用不同材料配比制备制动器刹车片复合材料制动工艺，用新材料取代经典材料铸铁的成分，提高盘式刹车片整体性能减少噪声，但是整个过程新材料和制备过程价格过高，刹车片新材料的利用率低。专利CN 10519892 A公布了一种具有砂纹效果应用于刹车片的耐热粉末涂料及其制备方法，通过粉末涂料配方选择制备优异性能的成膜物及添加特殊的耐高温无机颜料方法制备耐热涂料，解决了刹车片易软化脱落等问题，并提高了刹车片的安全性能，但是在制备砂纹效果工艺繁杂，添加耐热粉末均为无机材料容易摩擦系数低，制动效果差。专利CN106591765公布了一种耐冲蚀磨损铁基复合涂层的制备方法，在基材表面制备复合涂层，与基体结合力高、涂层致密性和抗氧化层性能好，但是在制备过程需要经过基材表面处理、网格划分、网状熔覆层、基材表面二次处理、制备复合涂层等工艺较为复杂，在参数不好控制，易产生无效产品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种提应用于半金属铁基刹车片的涂层材料，在高温条件下具有较好的摩擦性能及热稳定性。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种应用于半金属铁基刹车片的复合涂层材料，其原料组成按质量百分比计为：镍铬12％～50％，碳化铬15～28％，硅铁6～10％，钒铁5～8％、铝20～40％和石墨烯1～2％。

按上述方案，所述镍铬中镍与铬质量分数分别为75～80％和20～25％；所述硅铁中硅元素所占质量百分数为40～45％，所述钒铁中钒元素所占质量百分数为45％～53％。

按上述方案，所述原料的性状均优选粉末。

上述应用于半金属铁基刹车片的复合涂层由镍铬合金粉末、碳化铬粉末、硅铁、钒铁、铝粉和石墨烯通过高温熔融、水气混合雾化、粘结调糊涂刷、激光熔融而成。

上述应用于半金属铁基刹车片的复合涂层材料的制备方法，主要包括如下步骤：