一种半金属刹车片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种半金属刹车片及其制备方法，半金属刹车片包括不锈钢背板和摩擦块，制备摩擦块的原料为：铁粉、金属纤维、黄麻纤维、亚铬酸亚铁、环氧树脂、橡胶粉、二氧化硅气凝胶、碳化硅、纳米二氧化钛、相容剂、石墨烯；制备方法为：将摩擦块的原料按其质量百分数配料，并放入高速混料机中混料，得到混合物料；将混合物料注入到成型模具中，进行热压成型处理，得到热压成型半成品；将热压成型半成品放入烘箱中经过烘干处理，得到摩擦块；将摩擦块粘结在不锈钢背板上进行等热压处理，得到半金属刹车片。本发明专利技术制备得到的半金属刹车片具有强度适中、耐磨性能好、噪音小的优点。

Semi metal brake pad and preparation method thereof

The invention discloses a semi metallic brake and its preparation method, semi metallic brake including stainless steel back and the friction block, friction block preparation materials: iron powder, metal fiber, jute fiber, chromite, ferrous sulfate, epoxy resin, rubber powder, silica gel, silicon carbide, nano titanium dioxide, compatibilizer, graphene; the preparation method is as follows: the friction block of raw materials according to the mass percentage of ingredients, and into a high-speed mixing mixing machine and mixed materials; the mixture is injected into the mold, hot pressing molding processing, to molding semi-finished products; the thermoforming semi-finished products after drying in the oven processing, get the friction block; the friction block bonded in the backplane of stainless steel hot pressing, get half metal brake shoe. The semi metal brake piece prepared by the invention has the advantages of moderate intensity, good abrasion resistance and low noise.

【技术实现步骤摘要】
一种半金属刹车片及其制备方法
本专利技术涉及摩擦衬片领域，具体涉及一种半金属刹车片及其制备方法。
技术介绍
刹车片是汽车的刹车系统中最为关键的安全零件，现有的刹车片一般由钢板和摩擦块构成，其中摩擦块主要由粘结剂、纤维增强材料、摩擦性能调节剂和无机填料等制备而成，刹车时摩擦块被挤压在制动盘或制动鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的，由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，目前使用的刹车片主要有半金属刹车片、NAO刹车片(无石棉有机高分子刹车片)、陶瓷刹车片。其中半金属刹车片主要是粗糙的钢丝绒作为加固纤维的混合物，虽然具有较高的强度和导热性，但是也意味着会引起较大的制动盘或制动鼓的表面磨损，同时耐磨性能差，会产生更大的噪音。中国专利CN201410646316.8公开了一种刹车片，包括钢片和摩擦层，摩擦层设置在钢片上表面，摩擦层与钢片之间设有加强层，钢片顶部设有U形安装口，底部设有用于安装固定的方形豁槽，摩擦层上设有凹槽，摩擦层中部设有减音片，减音片恰好设置在凹槽顶部。但是采用该专利的摩擦层原料制备得到的摩擦材料存在硬度低、结构不稳定等的问题。中国专利CN201510357868.1公开了一种高耐磨刹车片，包括钢板和置于钢板上的摩擦层，摩擦层中包括复合摩擦材料，复合摩擦材料包括如下重量份数的各组分：陶瓷纤维20-25份，碳纤维10-15份，环氧树脂15-18份，氧化钙6-10份，炭黑4-6份，锆英石1-3份，铜粉3-5份，摩擦粉7-10份。但是采用该专利的摩擦层原料制备得到的摩擦材料存在强度低、散热效果差的问题。因此，针对上述问题，需要提供一种强度适中、耐磨性能好、噪音小的半金属刹车片。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种半金属刹车片及其制备方法。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种半金属刹车片，包括不锈钢背板和摩擦块，制备摩擦块的原料及其质量百分数为：铁粉44％～56％，金属纤维14％～17％，黄麻纤维2％～6％，亚铬酸亚铁2％～4％，环氧树脂13％～17％，橡胶粉4％～6％，二氧化硅气凝胶0.3％～0.6％，碳化硅1％～3％，纳米二氧化钛1％～3％，相容剂0.5％～1.5％，石墨烯0.2％～0.5％；其中，黄麻纤维、钢纤维、铜基纤维、铝基纤维和铁粉作为基底材料，使半金属刹车片具有一定的机械性能和摩擦性能；亚铬酸亚铁、碳化硅和纳米二氧化钛作为摩擦相增加了半金属摩擦片的摩擦系数；氟橡胶粉、丁腈橡胶粉、氯丁橡胶粉混合的混合物降低了半金属刹车片刹车过程中的噪音；二氧化硅气凝胶增强了半金属刹车片的隔热性能；石墨烯增加了环氧树脂的韧性、环氧树酯包裹在金属纤维的表面，降低其强度，从而使半金属刹车片的强度满足刹车片需要的强度减少对制动盘或制动鼓的表面磨损；马来酸酐、酰亚胺、丙烯酸甲酯混合的混合物使有机材料和无机材料更好的的相容。进一步地，金属纤维为：钢纤维、铜基纤维、铝基纤维按质量比4～6:3～5:0～3混合的混合物。进一步地，橡胶粉为：氟橡胶粉、丁腈橡胶粉、氯丁橡胶粉按质量比5～7:2～4:1～3混合的混合物。进一步地，二氧化硅气凝胶的比表面积为400m2/g～500m2/g，密度为50kg/m3～60kg/m3。进一步地，相容剂为：马来酸酐、酰亚胺、丙烯酸甲酯按质量比3～5:2～6:0～3混合的混合物。进一步地，石墨烯为3～10层苯环结构堆积的碳原子。本专利技术的另一专利技术目的，在于提供一种上述半金属刹车片的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，混料：将摩擦块的原料按其质量百分数配料，并放入高速混料机中，在800r/min～1500r/min的转速下混料，得到混合物料；步骤S2，热压成型：将步骤S1中得到的混合物料以10mL/s～20mL/s的注射速度注入到成型模具中，在温度为180℃～240℃，压力为18MPa～24MPa的条件下进行热压成型处理3min～8min，得到热压成型半成品；其中，热压成型处理成型模具中的混合物料，可以使最终制备得到的半金属刹车片微观结构致密，机械性能满足刹车片的性能需要；步骤S3，烘干：将步骤S2中得到的热压成型半成品放入烘箱中经过烘干处理，得到摩擦块；步骤S4，将步骤S3得到的摩擦块粘结在不锈钢背板上，在温度为140℃～160℃，压力为20MPa～30MPa的条件下，进行等热压处理，得到半金属刹车片。进一步地，步骤S1中，混料物料的具体制备过程为：先将所述质量百分数的金属纤维、环氧树脂和石墨烯加入高速混料机中，在800r/min～1500r/min转速下，混料5min～10min，再将所述质量百分数的铁粉、黄麻纤维、亚铬酸亚铁、橡胶粉、二氧化硅气凝胶、碳化硅、纳米二氧化钛和相容剂加入高速混料机，在800r/min～1500r/min的转速下，继续混料30min～50min，得到混合物料；其中，先将金属纤维、环氧树脂和石墨烯混料的目的是：石墨烯可以增加环氧树脂的韧性、环氧树酯可以包裹在金属纤维的表面，降低其强度，从而使半金属刹车片的强度满足刹车片需要的强度。进一步地，步骤S3中，烘干的制度为：先在150℃～200℃的温度下烘干1h～2h，然后在200℃～300℃的温度下继续烘干2h～4h；其中，先在低温下烘干可以使热压成型半成品内部结构缓慢收缩，不会因为收缩过快开裂。进一步地，步骤S4中，等热压处理的时间为：4min～6min。本专利技术的优点是：1.本专利技术中半金属刹车片原料的应用可以降低半金属刹车片刹车过程中的噪音，增强半金属刹车片的隔热性能，使半金属刹车片的强度满足刹车片的应用要求，减少对制动盘或制动鼓的表面磨损；其中，黄麻纤维、钢纤维、铜基纤维、铝基纤维和铁粉作为基底材料，使半金属刹车片具有一定的机械性能和摩擦性能；亚铬酸亚铁、碳化硅和纳米二氧化钛作为摩擦相增加了半金属摩擦片的摩擦系数；氟橡胶粉、丁腈橡胶粉、氯丁橡胶粉混合的混合物降低了半金属刹车片刹车过程中的噪音；二氧化硅气凝胶增强了半金属刹车片的隔热性能；石墨烯增加了环氧树脂的韧性、环氧树酯包裹在金属纤维的表面，降低其强度，从而使半金属刹车片的强度满足刹车片需要的强度减少对制动盘或制动鼓的表面磨损；马来酸酐、酰亚胺、丙烯酸甲酯混合的混合物使有机材料和无机材料更好的的相容；2.本专利技术中半金属刹车片的制备工艺简单、易于操作，能实现半金属刹车片的微观结构致密、机械性能更好，可以满足半金属刹车片的应用要求；3.本专利技术得到的半金属刹车片具有强度适中、耐磨性能好、噪音小的优点。具体实施方式以下对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1一种半金属刹车片，包括不锈钢背板和摩擦块，制备摩擦块的原料及其质量百分数为：铁粉44％，钢纤维9.14％，铜基纤维6.86％，黄麻纤维6％，亚铬酸亚铁4％，环氧树脂17％，氟橡胶粉3.75％，丁腈橡胶粉1.5％，丁腈橡胶粉0.75％，二氧化硅气凝胶0.5％，碳化硅2％，纳米二氧化钛3％，马来酸酐0.6％，酰亚胺0.4％，石墨烯0.5％。其中，二氧化硅气凝胶的比表面积为400m2/g，密度为60kg/m3；石墨烯为3～10层苯环结构堆积的碳原子。实施例2一种半金属刹车片，包括不锈钢背板和摩擦块，制备摩擦块的原料及其质量百分数为：铁粉53％，钢纤维7.29％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半金属刹车片，包括不锈钢背板和摩擦块，其特征在于，制备所述摩擦块的原料及其质量百分数为：铁粉44％～56％，金属纤维14％～17％，黄麻纤维2％～6％，亚铬酸亚铁2％～4％，环氧树脂13％～17％，橡胶粉4％～6％，二氧化硅气凝胶0.3％～0.6％，碳化硅1％～3％，纳米二氧化钛1％～3％，相容剂0.5％～1.5％，石墨烯0.2％～0.5％。

【技术特征摘要】
1.一种半金属刹车片，包括不锈钢背板和摩擦块，其特征在于，制备所述摩擦块的原料及其质量百分数为：铁粉44％～56％，金属纤维14％～17％，黄麻纤维2％～6％，亚铬酸亚铁2％～4％，环氧树脂13％～17％，橡胶粉4％～6％，二氧化硅气凝胶0.3％～0.6％，碳化硅1％～3％，纳米二氧化钛1％～3％，相容剂0.5％～1.5％，石墨烯0.2％～0.5％。2.根据权利要求1所述的半金属刹车片，其特征在于，所述金属纤维为：钢纤维、铜基纤维、铝基纤维按质量比4～6:3～5:0～3混合的混合物。3.根据权利要求1所述的半金属刹车片，其特征在于，所述橡胶粉为：氟橡胶粉、丁腈橡胶粉、氯丁橡胶粉按质量比5～7:2～4:1～3混合的混合物。4.根据权利要求1所述的半金属刹车片，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶的比表面积为400m2/g～500m2/g，密度为50kg/m3～60kg/m3。5.根据权利要求1所述的半金属刹车片，其特征在于，所述相容剂为：马来酸酐、酰亚胺、丙烯酸甲酯按质量比3～5:2～6:0～3混合的混合物。6.根据权利要求1所述的半金属刹车片，其特征在于，所述石墨烯为3～10层苯环结构堆积的碳原子。7.一种根据权利要求1～6中任一项所述的半金属刹车片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，混料：将所述摩擦块的原料按其质量百分数配料，并放入高速混料机中，在800r/min～1500r/min...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵岚，
申请(专利权)人：浙江工贸职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33