一种摩擦材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种摩擦材料及其制备方法，采用如下原料制备：铁锌合金粉、聚醚醚酮、硫化钨、硫化钼、球形石墨、羰基镍粉、碳化锆、碳化钽、酚醛树脂、余量为埃洛石纳米管。其中，埃洛石纳米管具有优良的散热性能；铁锌合金粉具有较高的高温硬度、抗压强度、冲击韧性以及摩擦性能；聚醚醚酮具有优良的力学性能、化学性能以及摩擦学性能；羰基镍粉显著提高基体的硬度和抗压强度；球形石墨可以显著提高材料的强度和形成摩擦的能力；碳化锆、碳化钽具有密度低、耐磨性好、摩擦因数高等优点。本发明专利技术将上述组分进行复配，各个成分相互作用、相互影响，制备的摩擦材料具有价格低廉、摩擦性能优良且性能稳定等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料制备
，尤其涉及一种摩擦材料及其制备方法。
技术介绍
汽车刹车片是机动车制动器的关键零件，关系到汽车运行的安全性，其发展与汽车的发展密切相关。汽车刹车片的作用是吸收汽车的动能，将汽车的动能转化为热能和其它形式的能量，从而使汽车制动，其性能好坏决定了制动的可靠性和稳定性。随着我国汽车工业的迅猛发展，汽车的功率、速度和载荷日益提高，运行工况条件日益严峻，因此对汽车制动摩擦材料也提出了更高的要求，如适宜而稳定的摩擦系数、良好的耐磨性能、抗粘着性、不易擦伤对偶件、优异的机械强度及物理性能、低成本等。传统的石棉制动材料，由于在摩擦制动过程中受热分解产生热衰退及具有的毒性缺陷，其已被许多国家严禁生产和使用，从而寻找合适的替代产品是刹车片行业必须要解决的关键问题。目前，半金属复合材料、钢纤维、铜纤维、碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等材料被研发并应用于摩擦材料的生产之中。但是半金属制动片存在易锈蚀、高发热以及造价高、摩擦噪声等缺陷；钢纤维、铜纤维密度大并易于腐蚀氧化；玻璃纤维质地较脆；芳纶纤维和碳纤维虽然性能优越但是价格昂贵。因此，开发新型的具有价格低廉、制动性能强及摩擦系数稳定的新型摩擦材料具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题在于提供一种摩擦材料及其制备方法，制备的摩擦材料摩擦性能优良，摩擦系数稳定，成本较低。有鉴于此，本专利技术提供了一种摩擦材料，采用如下原料制备：铁锌合金粉 5～12wt％；聚醚醚酮 2～6wt％；硫化钨 0.3～1.2wt％；硫化钼 0.5～1.0wt％；球形石墨 7～15wt％；羰基镍粉 2～5wt％；碳化锆 4～6wt％；碳化钽 3～7wt％；酚醛树脂 2～5wt％；余量为埃洛石纳米管。优选的，采用如下原料制备：铁锌合金粉 5～10wt％；聚醚醚酮 2～5wt％；硫化钨 0.5～1wt％；硫化钼 0.5～0.8wt％；球形石墨 8～15wt％；羰基镍粉 2～4wt％；碳化锆 5～6wt％；碳化钽 3～6wt％；酚醛树脂 3～5wt％；余量为埃洛石纳米管。相应的，本专利技术还提供一种上述技术方案所述的摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：步骤a)将埃洛石纳米管分散在0.01～0.15mol/L的硝酸溶液中，得到0.1～0.5g/mL的混合物，超声处理，然后转移至水热反应釜中于110～180℃下处理5～10h，冷却，过滤，洗涤，干燥；步骤b)将步骤a得到的埃洛石纳米管、铁锌合金粉、聚醚醚酮、硫化钨、硫化钼、球形石墨、羰基镍粉、碳化锆、碳化钽和酚醛树脂混合，搅拌，置于热压模具中在15～20MPa的条件下于160～180℃保持30～50s，中间排气2～5次，然后在160～180℃下第一次处理2～5h，升温至250～300℃第二次处理0.5～3h，降至室温，再经表面处理后得到摩擦材料。优选的，步骤a中，超声处理的时间为1～5h。优选的，步骤a中，水热反应釜的温度为150～180℃。优选的，步骤a中，干燥温度为110～150℃，干燥时间为8～15h。优选的，步骤b中，搅拌时间为20～40min。优选的，步骤b中，热压模具的压力为18～20MPa，热压模具的温度为160～170℃。优选的，步骤b中，第一次处理的温度为160～170℃，第一次处理的时间为2～4h，第二次处理的温度为250～280℃，第二次处理的时间为3～4h。优选的，步骤b中，所述表面处理为：将产品置于580～620℃的保护性气体中处理3～8h，降至室温。本专利技术提供了一种摩擦材料及其制备方法，采用如下原料制备：铁锌合金粉、聚醚醚酮、硫化钨、硫化钼、球形石墨、羰基镍粉、碳化锆、碳化钽、酚醛树脂、余量为埃洛石纳米管。其中，埃洛石纳米管具有优良的散热性能；铁锌合金粉具有较高的高温硬度、抗压强度、冲击韧性以及摩擦性能；聚醚醚酮具有优良的力学性能、化学性能以及摩擦学性能，显示出优异的耐磨性；羰基镍粉显著提高基体的硬度和抗压强度；球形石墨可以在不降低材料强度的前提下显著提高材料的孔隙率，且提高材料的强度和形成摩擦的能力；碳化锆、碳化钽具有密度低、耐磨性好、摩擦因数高等优点。本专利技术将上述组分进行复配，各个成分相互作用、相互影响，制备的复合型摩擦材料具有价格低廉、摩擦性能优良且性能稳定等特点。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。本专利技术实施例公开了一种摩擦材料，采用如下原料制备：铁锌合金粉 5～12wt％；聚醚醚酮 2～6wt％；硫化钨 0.3～1.2wt％；硫化钼 0.5～1.0wt％；球形石墨 7～15wt％；羰基镍粉 2～5wt％；碳化锆 4～6wt％；碳化钽 3～7wt％；酚醛树脂 2～5wt％；余量为埃洛石纳米管。其中，埃洛石纳米管是一种天然形成的多壁纳米管属于天然粘土矿物，其储量丰富、开采容易、价格低廉，同时其具有优良的散热性能。铁锌合金粉因烧结活性高、基体连续性好，因而具有较高的高温硬度、抗压强度和冲击韧性以及摩擦性能。聚醚醚酮作为一种线性芳香半结晶的热塑性工程塑料，其结构规整且稳定，具有优良的力学性能、化学性能以及摩擦学性能，从而显示出优异的耐磨性。羰基镍粉因粒度细小，能够弥散分布在基体中，显著提高基体的硬度和抗压强度，球形石墨可以在不降低材料强度的前提下显著提高材料的孔隙率；此外，球形石墨可以形成大尺寸贯通空隙增加基体的连续性，从而进一步提高材料的强度和形成摩擦的能力。作为固体润滑剂，硫化钨和硫化钼可以与其它金属反应生成相应的金属硫化物，从而具有良好的润滑性和耐磨性。碳化锆、碳化钽具有密度低、耐磨性好、摩擦因数高、制动平衡、抗腐蚀、抗氧化、耐高温、环境适应性强和寿命长等优点；酚醛树脂主要起粘结作用，此外还可以进一步提高摩擦材料的剪切强度。作为优选方案，所述摩擦材料采用如下原料制备：铁锌合金粉 5～10wt％；聚醚醚酮 2～5wt％；硫化钨 0.5～1wt％；硫化钼 0.5～0.8wt％；球形石墨 8～15wt％；羰基镍粉 2～4wt％；碳化锆 5～6wt％；碳化钽 3～6wt％；酚醛树脂 3～5wt％；余量为埃洛石纳米管。相应的，本专利技术还提供一种上述摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：步骤a)将埃洛石纳米管分散在0.01～0.15mol/L的硝酸溶液中，得到0.1～0.5g/mL的混合溶液，超声处理，然后转移至水热反应釜中于120～180℃下处理5～10h，冷却，过滤，洗涤，干燥；步骤b)将步骤a得到的埃洛石纳米管、铁锌合金粉、聚醚醚酮、硫化钨、硫化钼、球形石墨、羰基镍粉、碳化锆、碳化钽和酚醛树脂混合，搅拌，置于热压模具中在15～20MPa的条件下于160～180℃保持30～50s，中间排气2～5次，然后在160～180℃下第一次处理2～5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦材料，其特征在于，采用如下原料制备：

【技术特征摘要】
1.一种摩擦材料，其特征在于，采用如下原料制备：2.根据权利要求1所述的摩擦材料，其特征在于，采用如下原料制备：3.一种权利要求1或2所述的摩擦材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a)将埃洛石纳米管分散在0.01～0.15mol/L的硝酸溶液中，得到0.1～0.5g/mL的混合物，超声处理，然后转移至水热反应釜中于110～180℃下处理5～10h，冷却，过滤，洗涤，干燥；步骤b)将步骤a得到的埃洛石纳米管、铁锌合金粉、聚醚醚酮、硫化钨、硫化钼、球形石墨、羰基镍粉、碳化锆、碳化钽和酚醛树脂混合，搅拌，置于热压模具中在15～20MPa的条件下于160～180℃保持30～50s，中间排气2～5次，然后在160～180℃下第一次处理2～5h，升温至250～300℃第二次处理0.5～3h，降至室温，再经表面处理后得到摩擦材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁文，罗立立，
申请(专利权)人：宁波联华汽车部件有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33