本发明专利技术公开了一种矿用碳纤维强化的硼改性酚醛树脂基摩擦片材料，所述摩擦片的材料组成及其含量按体积份是硼改性酚醛树脂25‑35份；重晶石20‑25份；SiC5‑10份；Al2O32‑7份；石墨3‑7份；Ca(OH)2 15‑20份；MoS24‑8份；碳纤维5‑15份。本发明专利技术以硼改性酚醛树脂为粘结剂，短碳纤维为强化相，添加多种无机物作为填料，多组分协同作用，使无金属硼改性酚醛树脂基摩擦片在重载长时制动条件下具有优良的耐磨性、摩擦系数和高硬度，而且成本较低，防爆性能好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种改性酚醛树脂基摩擦片材料及其制备方法，尤其是一种由短碳纤维强化的摩擦片材料及其制备工艺，适用于煤炭输运设备制动和重载制动的制动器。
技术介绍
煤矿专用带式输送机是煤矿生产过程中一种重要的煤炭输运装备，随着集中产能的扩大，正朝着大运量、高强度、大倾角方向发展，制动过程中容易造成制动摩擦片磨损严重，寿命短，造成矿用带式输送机速度难以控制，发生飞车事故。且矿井下瓦斯气体的存在，严禁摩擦片在制动过程中发生冒烟或产生火花。这就要求作为制动器核心部件的摩擦片材料不能含有金属成分，而且要具有足够大的制动力矩、耐热性能好、寿命长、防爆等特点。现有摩擦片多采用酚醛树脂作为粘结剂，此种树脂耐高温性能差，不适合作为重载及紧急制动的摩擦片基体材料，而且多数摩擦片仅适用于车辆制动而不适用于煤矿装备制动，如公开号为CN104312148A的专利。另外，摩擦片的配方体系中加入金属粉末或者金属纤维，在紧急制动过程中，易产生火花，不符合煤矿装备制造的防爆性要求。因此需要开发一种不含金属成分的且制备工艺简单、抗热衰退性好、制动性能优异的适用于煤矿带式输送机的摩擦片材料。
技术实现思路
本专利技术主要解决煤矿带式输送机在重载长时制动和紧急制动时，摩擦片摩擦寿命短、制动力矩不足和耐热性差的问题。针对上述问题，本专利技术提供一种硬度高、摩擦系数稳定、磨损率低、耐热性能好的适用于矿用带式输送机的硼改性酚醛树脂基摩擦片材料。为了解决上述问题和实现上述目的，本专利技术所采取的措施如下。一种矿用碳纤维强化的硼改性酚醛树脂基摩擦片材料，所述摩擦片的材料组成及其含量按体积份如下：硼改性酚醛树脂25-35份；重晶石20-25份；SiC5-10份；Al2O32-7份；石墨3-7份；Ca(OH)215-20份；MoS24-8份；碳纤维5-15份。在上述技术方案中，进一步的附加技术特征如下。所述硼改性酚醛树脂、重晶石、SiC、石墨、Ca(OH)2和MoS2是200-250目。所述碳纤维的直径是10μm，长度是500μm。所述Al2O3是纳米级陶瓷颗粒，粒径是65nm。所述摩擦片的制备是先将原料粉进行混合搅拌均匀，后在250-300℃条件下，加压25Mpa，热压保温20-30分钟成型；最后在160℃下进行热处理，热处理时间为1小时。实现本专利技术上述所提供的一种矿用碳纤维强化的硼改性酚醛树脂基摩擦片材料的技术方案，解决了煤矿带式输送机在重载长时制动和紧急制动时，摩擦片摩擦寿命短、制动力矩不足和耐热性差的问题，并通过硬度测试，摩擦系数测试，磨损率测试和耐热性能好测试，其中，采用维氏硬度计对本摩擦片材料进行测试；制动性能采用YW型鼓式制动器。制动轮采用45#钢，直径16cm，制动速度分别为500rpm、800rpm、1000rpm、1200rpm，制动压力为25N，为保证数据重现性，实验重复三次，结果取得了令人满意的效果，与现有技术相比，本摩擦片材料硬度高，摩擦系数稳定，磨损率低以及耐热性能好，该摩擦片材料满足了矿用带式输送机用改性酚醛树脂基摩擦片材料的要求。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作出进一步的说明。本实施方案是一种矿用碳纤维强化的硼改性酚醛树脂基摩擦片材料，该摩擦片的材料组成及其含量按体积份如下：硼改性酚醛树脂25-35；重晶石20-25份；SiC5-10份；Al2O32-7份；石墨3-7份；Ca(OH)215-20份；MoS24-8份；碳纤维5-15份。其中，原材料硼改性酚醛树脂、重晶石、SiC、石墨、Ca(OH)2和MoS2在实施时，均采用200-250目进行；碳纤维在实施时采用直径是10μm，长度是500μm；Al2O3在实施时采用纳米级陶瓷颗粒，粒径是65nm。上述一种矿用碳纤维强化的硼改性酚醛树脂基摩擦片材料摩擦片的制备是先将原料粉进行混合搅拌均匀，后在250-300℃条件下，加压25Mpa，热压保温20-30分钟成型；最后在160℃下进行热处理，热处理时间为1小时。在上述矿用碳纤维强化的硼改性酚醛树脂基摩擦片材料的组成及其含量按体积份实施的基础上，下面分别按不同的配比来进一步说明本专利技术的具体实施方式。实施例1一种矿用碳纤维强化的硼改性酚醛树脂基摩擦片材料是分别取体积份为：硼改性酚醛树脂25份、重晶石20份、SiC3份、石墨3份、Ca(OH)215份、MoS24份，碳纤维6份。将上述原料在行星式球磨机中混合均匀，得到混合均匀的粉体，将得到的混合粉体采用热压机在250℃，加压25MPa，保温25分钟，得到摩擦片材料，并根据不同需求，制作成摩擦片用于相应的制动器，然后在160℃时，热处理1个小时。表1测试条件（rpm）50080010001200摩擦系数0.430.470.450.43磨损率（g）0.00150.00230.00290.0053获得硼改性酚醛树脂基摩擦片，其维氏硬度为1.2GPa，在采用的制动条件下摩擦系数和磨损率见上表1。实施例2一种矿用碳纤维强化的硼改性酚醛树脂基摩擦片材料是分别取体积份为：硼改性酚醛树脂32份、重晶石25份、SiC10份、石墨4份、Ca(OH)220份、MoS25份，碳纤维10份。将上述原料在行星式球磨机中混合均匀，得到混合均匀的粉体，将得到的混合粉体采用热压机在300℃，加压25MPa，保温30分钟，得到摩擦片材料，然后在160℃时，热处理1个小时。表2测试条件（rpm）50080010001200摩擦系数0.420.450.420.40磨损率（g）0.00090.00130.00200.0033所得到的硼改性酚醛树脂基摩擦片维氏硬度为1.35GPa，在采用的制动条件下摩擦系数和磨损率见上表2。实施例3一种矿用碳纤维强化的硼改性酚醛树脂基摩擦片材料是分别取体积份为：硼改性酚醛树脂35份、重晶石22份、SiC4份、石墨6份、Ca(OH)217份、MoS28份，碳纤维14份。将上述原料在行星式球磨机中混合均匀，得到混合均匀的粉体，将得到的混合粉体采用热压机在350℃，加压25MPa，保温35分钟，得到摩擦片材料，然后在160℃时，热处理1个小时。表3测试条件（rpm）50080010001200摩擦系数0.500.430.450.41磨损率（g）0.00040.00110.00180.0030所得到的硼改性酚醛树脂基摩擦片维氏硬度为1.38GPa，在采用的制动条件下摩擦系数和磨损率见上表3。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种矿用碳纤维强化的硼改性酚醛树脂基摩擦片材料，所述摩擦片的材料组成及其含量按体积份如下：硼改性酚醛树脂25‑35份；重晶石20‑25份；SiC5‑10份；Al2O32‑7份；石墨3‑7份；Ca(OH)2 15‑20份；MoS24‑8份；碳纤维5‑15份。
【技术特征摘要】
1.一种矿用碳纤维强化的硼改性酚醛树脂基摩擦片材料，所述摩擦片的材料组成及其含量按体积份如下：硼改性酚醛树脂25-35份；重晶石20-25份；SiC5-10份；Al2O32-7份；石墨3-7份；Ca(OH)215-20份；MoS24-8份；碳纤维5-15份。2.如权利要求1所述的摩擦片材料，所述硼改性酚醛树脂、重晶石、SiC、石墨、Ca(OH)2和MoS2是200-2...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔功军，韩俊瑞，寇子明，任剑，鲁张详，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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