一种低磨损率刹车片及其制备方法发明专利

一种低磨损率刹车片及其制备方法

本发明公开了一种低磨损率刹车片及其制备方法。按重量份数计，该刹车片的组成为：高锰钢45～55份，铁粉18～24份，炭纤维15～25份，乙烯‑乙酸乙烯共聚物8～14份，锂5～8份，钛酸钾晶须8～12份，尼龙粉6～10份，丁腈橡胶粉14～20份，棕刚玉3～5份，研磨助剂4～6份，石墨20～25份，耐化学品改性剂2～4份。其制备方法为称取高锰钢、铁粉、锂、尼龙粉、棕刚玉和石墨，搅拌均匀，加入无水乙醇、研磨助剂和耐化学品改性剂，球磨后烘干；称取炭纤维、乙烯‑乙酸乙烯共聚物、钛酸钾晶须和丁腈橡胶粉，加水，均匀搅拌；将两步所得物均匀混合，热压成型，粗模取出烘干，冷却后切割即得。本发明的刹车片在保持优异的耐热性的基础上，大大降低了磨损量，延长了使用寿命。

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202010557420.5

专利申请（专利权）人：青岛理工大学
权利人地址：山东省青岛市市北区抚顺路11号

专利发明（设计）人：蒋汉军,刘富豪,卢丛生,常小军

主权利要求:一种低磨损率刹车片及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种刹车片及其制备方法，特别涉及一种低磨损率刹车片及其制备方法，属于刹车片技术领域。
背景技术
[0002] 任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力，制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。所以说摩擦材料是一种应用广泛又甚关键地材料。摩擦材料的性能要求：具有良好的摩擦系数和耐磨损性能，同时具有一定的耐热性和机械强度，能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。刹车片在刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的。
[0003] 目前，刹车片中的摩擦材料多使用半金属材料，其耐热性好，导热系数比较大，但是在耐磨性能方面仍有欠缺。由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，刹车片磨损得越快，对其性能和寿命产生影响越大，渐渐难以满足人们对高性能刹车片的要求。
发明内容
[0004] 发明目的：针对现有的刹车片耐磨性差、磨损过快影响刹车片性能和使用寿命的问题，本发明提供一种低磨损率刹车片，并提供了一种该刹车片的制备方法。
[0005] 技术方案：本发明所述的的低磨损率刹车片，按重量份数计，其组成为：高锰钢45～55份，铁粉18～24份，炭纤维15～25份，乙烯‑乙酸乙烯共聚物8～14份，锂5～8份，钛酸钾晶须8～12份，尼龙粉6～10份，丁腈橡胶粉14～20份，棕刚玉3～5份，研磨助剂4～6份，石墨20～25份，耐化学品改性剂2～4份。

[0006] 优选的，研磨助剂为二氧化钛、硅酸锆、氧化铝、硫酸钡中的一种或几种。
[0007] 进一步的，耐化学品改性剂为含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂。
[0008] 本发明所述的低磨损率刹车片的制备方法，包括以下步骤：
[0009] (1)按重量份数称取高锰钢、铁粉、锂、尼龙粉、棕刚玉和石墨，搅拌均匀，加入无水乙醇，并加入研磨助剂和耐化学品改性剂，球磨9～12小时后烘干备用；
[0010] (2)按重量份数称取炭纤维、乙烯‑乙酸乙烯共聚物、钛酸钾晶须和丁腈橡胶粉，加入去离子水，均匀搅拌40～60分钟，备用；
[0011] (3)将步骤(1)与步骤(2)所得物混合，高温搅拌均匀；
[0012] (4)将模具预热至100℃，涂抹脱模剂，加入步骤(3)所得物，热压成型后将粗模取出；
[0013] (5)将粗模烘干处理，然后冷却至室温，切割成型，得到刹车片。
[0014] 上述步骤(3)中，高温搅拌的工艺条件优选为：搅拌速度140～160转/分钟，搅拌时间20～25分钟。
[0015] 步骤(4)中，热压成型的工艺条件优选为：热压温度230～240℃，热压时间15～20分钟。
[0016] 步骤(5)中，烘干处理的工艺条件优选为：烘干处理温度180～200℃，烘干处理时间8～10小时。
[0017] 发明原理：本发明的刹车片中加入石墨、锂等材料，磨损率更低，缓冲性能好，而且锂的比热容量高达3580J/(kg·℃)，升温时吸收的热量很大，可以有效地降低刹车片摩擦而产生的热量，从而可在降低刹车片磨损率的同时保持优异的耐热性，刹车片的寿命可有效延长；另外，刹车片中加入耐化学品改性剂，其迁移效率高，在制备成型时可完全迁移至表面形成一层保护膜，从而使刹车片在遇到较强腐蚀化学品时，表面会存在巨大的表面张力，阻止化学品进入到刹车片内部，使产品具有较强的耐酸碱性能，从而进一步延长了刹车片的使用寿命。
[0018] 有益效果：与现有技术相比，本发明的优点为：本发明的刹车片在保持优异的耐热性的基础上，大大降低了磨损量，提高了缓冲性能，延长了使用寿命；同时，本发明的刹车片摩擦系数稳定，在高温下亦能够保持制动性能；另外，本发明的刹车片还具有较强的耐酸碱性能，保证了刹车片的长期有效使用。
具体实施方式
[0019] 下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
[0020] 实施例1
[0021] 一种低磨损率的刹车片，由以下重量份的物质组成：高锰钢45份，铁粉18份，炭纤维15份，乙烯‑乙酸乙烯共聚物8份，锂5份，钛酸钾晶须8份，尼龙粉6份，丁腈橡胶粉14份，棕刚玉3份，二氧化钛4份，石墨20份，含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂2份。
[0022] 该低磨损率的刹车片的制备方法包括以下步骤：
[0023] (1)按重量份数比例称取高锰钢、铁粉、锂、尼龙粉、棕刚玉和石墨，搅拌均匀，加入无水乙醇作为溶剂，然后加入二氧化钛和含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂，球磨9小时，然后烘干；
[0024] (2)将重量份数比例称取炭纤维、乙烯‑乙酸乙烯共聚物、钛酸钾晶须、丁腈橡胶粉，加入去离子水作为溶剂，均匀搅拌40分钟；
[0025] (3)将步骤(1)与步骤(2)所得物放入高温搅拌机中，均匀搅拌20分钟，搅拌速度为140转/分钟；

[0026] (4)对模具进行预热，直至模具温度达到100℃，然后在模具的模腔中均匀涂抹脱模剂，然后将步骤(3)所得物放入模具的模腔中，进行热压成型，热压时间为15分钟，热压温度为230℃，然后将粗模取出；
[0027] (5)将粗模放入烘箱中进行处理，烘箱温度为180℃，处理时间为8小时，取出后冷却至室温，然后进行切割成型，得到刹车片一。
[0028] 实施例2
[0029] 一种低磨损率的刹车片，由以下重量份的物质组成：高锰钢55份，铁粉24份，炭纤维25份，乙烯‑乙酸乙烯共聚物14份，锂8份，钛酸钾晶须12份，尼龙粉10份，丁腈橡胶粉20份，棕刚玉5份，硅酸锆6份，石墨25份，含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂4份。
[0030] 一种低磨损率的刹车片的制备方法，包括以下步骤：
[0031] (1)按重量份数比例称取高锰钢、铁粉、锂、尼龙粉、棕刚玉和石墨，搅拌均匀，加入无水乙醇作为溶剂，然后加入硅酸锆和含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂，球磨12小时，然后烘干；
[0032] (2)将重量份数比例称取炭纤维、乙烯‑乙酸乙烯共聚物、钛酸钾晶须、丁腈橡胶粉，加入去离子水作为溶剂，均匀搅拌60分钟；
[0033] (3)将步骤(1)与步骤(2)的所得物放入高温搅拌机中，均匀搅拌25分钟，搅拌速度为160转/分钟；
[0034] (4)对模具进行预热，直至模具温度达到100℃，然后在模具的模腔中均匀涂抹脱模剂，然后将步骤(3)所得物放入模具的模腔中，进行热压成型，热压时间为20分钟，热压温度为240℃，然后将粗模取出；
[0035] (5)将粗模放入烘箱中进行处理，烘箱温度为200℃，处理时间为10小时，取出后冷却至室温，然后进行切割成型，得到刹车片二。
[0036] 实施例3
[0037] 一种低磨损率的刹车片，由以下重量份的物质组成：高锰钢50份，铁粉22份，炭纤维20份，乙烯‑乙酸乙烯共聚物11份，锂6份，钛酸钾晶须10份，尼龙粉8份，丁腈橡胶粉17份，棕刚玉4份，氧化铝和硫酸钡混合物5份，石墨23份，含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂3份。
[0038] 一种低磨损率的刹车片的制备方法，包括以下步骤：
[0039] (1)按重量份数比例称取高锰钢、铁粉、锂、尼龙粉、棕刚玉和石墨，搅拌均匀，加入无水乙醇作为溶剂，然后加入氧化铝和硫酸钡混合物以及含有全氟烷基的丙烯酸系添加剂，球磨12小时，然后烘干；
[0040] (2)将重量份数比例称取炭纤维、乙烯‑乙酸乙烯共聚物、钛酸钾晶须、丁腈橡胶粉，加入去离子水作为溶剂，均匀搅拌60分钟；
[0041] (3)将步骤(1)与步骤(2)的所得物放入高温搅拌机中，均匀搅拌25分钟，搅拌速度为160转/分钟；
[0042] (4)对模具进行预热，直至模具温度达到100℃，然后在模具的模腔中均匀涂抹脱模剂，然后将步骤(3)所得物放入模具的模腔中，进行热压成型，热压时间为15分钟，热压温度为240℃，然后将粗模取出；
[0043] (5)将粗模放入烘箱中进行处理，烘箱温度为200℃，处理时间为10小时，取出后冷却至室温，然后进行切割成型，得到刹车片三。
[0044] 对实施例1～3制得的刹车片进行性能测试，测试结果如下表1和表2。
[0045] 表1实施例1～3制得的刹车片的性能数据
[0046]
[0047] 由表1可以看到，本发明的刹车片兼具优异的耐热性和较低的磨损率，同时，还具备较优的耐酸碱性能。
[0048] 表2实施例1～3制得的刹车片的摩擦系数
[0049]摩擦系数测试温度/℃ 100 150 200 250 300
刹车片一 0.42 0.45 0.47 0.43 0.39
刹车片二 0.38 0.42 0.45 0.40 0.36
刹车片三 0.45 0.48 0.46 0.42 0.38

[0050] 由表2可知，本发明的刹车片具有高温摩擦系数稳定的特点，在高温下亦能够保持制动性能。

专利地区：山东

专利申请日期：2020-06-18

专利公开日期：2022-05-27

专利公告号：CN111720464B