一种多纤维混杂汽车摩擦材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多纤维混杂汽车摩擦材料，由以下原料组分按照一定重量百分比组成：硅酸铝陶瓷纤维、碳纤维、钢纤维、芳纶纤维、铸铁粉、铜粉、石墨、硫酸钡、酚醛树脂、Y-3填料和粉煤灰。本发明专利技术还公开了该多纤维混杂汽车摩擦材料的制备方法，具体步骤为：先将碳纤维和芳纶纤维进行预处理，并把固体材料放入研磨机中进行研磨处理；再称取所需原料，混合后进行热压成型处理，最后经热处理后即制得。本发明专利技术一种陶瓷纤维摩擦材料，耐高温、耐摩擦稳定性好，产品生产成本低；本发明专利技术的制备方法，步骤简单，容易实现，实现了摩擦材料的轻量化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车摩擦材料
，具体涉及一种多纤维混杂汽车摩擦材料，本专利技术还涉及了该多纤维混杂汽车摩擦材料的制备方法。
技术介绍
汽车摩擦材料是汽车制动器、离合器和摩擦传动装置中的关键材料，它的性能好坏直接关系着系统运行的可靠性和稳定性。汽车摩擦材料的发展大致经历了以下三个阶段:70年代中期以前，汽车制动系统多为鼓式制动方式，多采用石棉摩擦材料；70年代中期至80年代中期，世界能源危机、汽车速度的加快以及石棉危害性的确认，均促使汽车制动器向盘式制动和无石棉摩擦材料方向发展；80年代中期至今，盘式制动和新型摩擦材料迅速发展，并实现了工业化生产。随着汽车工业的迅猛发展，摩擦材料也按照环保、安全及速度超高的要求全面提高综合使用性能，相继诞生了第二代和第三代半金属材料，如低导热率半金属基材料，低噪音半金属基材料等。混杂纤维复合摩擦材料是摩擦材料的一个重要的发展方向。90年代以来，国内外研究者不仅广泛开展了混杂纤维增强聚合物复合材料的摩擦学性能研究，且进一步研究了其磨损机理。我国汽车摩擦材料研究起步晚，在工业基础、技术水平、工艺设备以及产品的品种、数量和性能等方面与世界发达国家还有较大差距。目前我国汽车摩擦材料存在一些急待解决的问题:1.摩擦材料品种单一，不能满足性能多样化和系列化的要求。2.对摩擦材料的配方优化、结构优化以及工艺优化的相关研究和可控性研究还不足，生产自动化程度还较低，产品档次低、质量不稳定，；3.摩擦材料生产工艺复杂，生产成本高及生产效率低；因此，开发出成本低而性能高的摩擦材料，特别是适应车辆的高速化、轻量化的高温汽车摩擦材料迫在眉睫。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多纤维混杂汽车摩擦材料，解决现有汽车摩擦材料导热性差、高温综合性能较低以及制备成本高的问题。本专利技术的另一目的是提供该多纤维混杂汽车摩擦材料的制备方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种多纤维混杂汽车摩擦材料，其特征在于，按照重量百分比，由以下原料组分组成:硅酸铝陶瓷纤维6%?10%，碳纤维2%?5%，钢纤维2%?5%，芳纶纤维5%?10%，铸铁粉1%?5%，铜粉2%?6%，石墨1%?5%，硫酸钡2%?8%，酚醛树脂15%?20%，Y-3填料15%?30%，粉煤灰10%?15%，以上各组分重量百分比之和为100%。本专利技术所采用的另一技术方案是，一种多纤维混杂汽车摩擦材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下:步骤1、将碳纤维用40%的硝酸浸泡24h?36h,将芳纟仑纤维用丙酮浸泡12h?15h，分别用清水冲洗并中速搅拌，使其呈绒状纤维，并将纤维在50°C?70°C温度下烘干；步骤2、将酚醛树脂、铸铁粉、铜粉、石墨、Y-3填料、硫酸钡和粉煤灰放入研磨机中进行研磨处理，使成为30?60目的粉末状原料；步骤3、在步骤I和步骤2中得到的原料中，按照重量百分比分别称取:硅酸铝陶瓷纤维6 %?10 %，碳纤维6 %?12 %，钢纤维2 %?5 %，芳纶纤维5 %?10 %，铸铁粉1%?5%，铜粉2%?6%，石墨1%?5%，硫酸钡2%?8%，酚醛树脂12%?20%，Y-3填料15%?30%，粉煤灰15%?25%，以上各组分重量百分比之和为100% ；步骤4、将步骤3称取的原料按先后顺序依次放入高速混料机中进行混合；步骤5、对步骤4得到的混合原料进行热压成型处理，热压压力为lOMPa，温度为80°C?100°C，保压时间 8min ?15min ；步骤6、将步骤5中得到的物料放入热处理设备中，在150°C?170°C温度下固化热处理1h?12h，自然冷却后，即得成品。步骤I中，碳纤维的质量指标为:纤维长度8mm?15mm,单丝直径为7um,抗拉强度彡250kg/mm2，断裂伸长彡1%，含碳量彡90% ;芳纶纤维的质量指标为:纤维长度6mm?8mm,密度1.44g/cm3,单丝直径为12um，分解温度约500°C，线性热膨胀系数_3.5 X 10 6/K,断裂伸长率3.3%。步骤4中，原料添加顺序为:先加入硅酸铝纤维、铜粉、硫酸钡、铸铁粉，搅拌3min?5min后,加入芳纟仑纤维,搅拌1min?15min,最后加入剩余原料搅拌5?8min ;所述高速混料机主轴转数为lOOOrpm。步骤5中，保压过程应释放几次压力及低分子气体，时间间隔为2min?3min。本专利技术多纤维混杂汽车摩擦材料具有以下优点:1、选用多种纤维作为汽车摩擦材料的增强材料，各纤维之间有较好的混杂效果，实现了摩擦材料的轻量化，且能够明显提高摩擦材料的摩擦系数稳定性。2、选择价格极为低廉的粉煤灰和特殊填料Y-3作为调节剂，大大降低了汽车摩擦材料的生产成本。本专利技术制备方法简单，容易实现。【附图说明】图1是本专利技术多纤维混杂汽车摩擦材料的制备工艺流程图；【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明。本专利技术，按照重量百分比，由以下原料组分组成:硅酸铝陶瓷纤维6 %?10 %，碳纤维6 %?12 %，钢纤维2 %?5 %，芳纶纤维5%?10%，铸铁粉1%?5%，铜粉2%?6%，石墨1%?5%，硫酸钡2%?8%，酚醛树月旨12%?20%，Y-3填料15%?30%，粉煤灰15%?25%，以上各组分重量百分比之和为100%。钢纤维与芳纶纤维、碳纤维与硅酸铝纤维之间有明显的混杂效应，对摩擦系数起着十分重要的作用；碳纤维、芳纶纤维自身由于其良好的特性，对摩擦系数也有较大的作用；硅酸铝纤维对磨损率的影响较为显著，其含量的增加有利于摩擦系数提高，但含量进一步加大时，对摩擦系数的提高并没有太大的帮助，却导致磨损率的增加；碳纤维的用量具有两面性，在含量较低范围时，表现出随纤维含量的增加，材料的摩擦系数与磨损率下降；当含量较高范围时，表现出随着纤维含量的增加摩擦系数增大，磨损率的略为增大；树脂对磨损率的影响有两方面的作用:树脂量过大时,对磨损率来说是不利的,而树脂量过少，却导致纤维以及填料没有得到很好的粘结，使它们在磨损过程中极易产生脱落，因此导致磨损率增大，选择树脂含量时宜适中。Y-3填料的结构和石墨有些相近，是一种优良的填料，它的含量增加可以提高摩擦系数的稳定性和耐磨性能；粉煤灰可以起到增加摩擦系数的作用，较低含量的粉煤灰对摩擦材料摩擦当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多纤维混杂汽车摩擦材料，其特征在于，按照重量百分比，由以下原料组分组成：硅酸铝陶瓷纤维6％～10％，碳纤维2％～5％，钢纤维2％～5％，芳纶纤维5％～10％，铸铁粉1％～5％，铜粉2％～6％，石墨1％～5％，硫酸钡2％～8％，酚醛树脂15％～20％，Y‑3填料15％～30％，粉煤灰10％～15％，以上各组分重量百分比之和为100％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐海港，
申请(专利权)人：西安艾菲尔德复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61