一种耐高温耐磨型刹车片的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐高温耐磨型刹车片的制备方法，属于刹车片制备技术领域。本发明专利技术将钛粉、碳粉、铝粉与铁粉混合，加入尿素与无水乙醇制得金属复合产物，将石墨粉氧化、还原、改性制得改性混合物，将混合浆液与金属复合产物、改性混合物混合投入模具中压制得到耐高温耐磨型刹车片，尿素颗粒的挥发，使金属混合物微观呈多孔状，改性纳米石墨烯填充金属混合物的孔隙中，使金属混合物的微观结构更加牢固，抗冲击性与力学强度得到有效的提高，同时钛的引入可以使金属混合物的耐高温性和强度得到很大提高，改性石墨烯使金属混合物的耐高温性能进一步提高，桐油中的羧基、酯基等提高了刹车片的力学强度和耐磨性，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温耐磨型刹车片的制备方法
本专利技术涉及一种耐高温耐磨型刹车片的制备方法，属于刹车片制备

技术介绍
目前，随着人们对现代化生活质量的追求，汽车成为家庭生活中必不可少的生活用品，轿车已经大量进入寻常百姓家，轿车的各项性能尤其是制动性能就成为社会普遍关心的问题，因为轿车刹车片是轿车制动器中的关键部件，刹车片性能的好坏直接关系着汽车运行的可靠性、稳定性和安全性。刹车片由背板、粘结层、摩擦块组成，是汽车刹车系统中最为关键的安全零件。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。由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损。摩擦材料使用完后要及时更换刹车片，否则钢板与刹车盘就会直接接触，最终会丧失刹车效果并损坏刹车盘。在实际使用中对刹车片上的摩擦块的厚度是有一定的要求的，一旦太薄会影响刹车的灵敏性，而传统的刹车片只能用肉眼大致上判断其摩擦块的厚度是否达到警戒位置，不能准确判断，因此存在着安全隐患。目前刹车片一般的生产过程为：经过高温压制一体成形后，再将表面打磨为粗糙表面，增加摩擦力。然后在表面上按各种车型刹车盘上的开孔不同，对应的开设有与之匹配的安装孔，达到紧密安装。这种刹车片由于刹车片与刹车盘的表面需要贴合紧密，达到最大咬合状态，容易造成散热性差，磨削的粉尘容易附着于表面造成打滑等缺点，甚至引发无法挽回的事故。目前，现有的刹车片的类型主要包括：石棉刹车片（基本淘汰）、半金属刹车片、少金属刹车片、陶瓷刹车片、NAO陶瓷刹车片等。半金属刹车片主要是由钢纤维作为骨架材料，酚醛树脂作为粘合剂，铁粉作为耐磨剂，再加入各种功能性填料的多元复合材料组成。在半金属刹车片摩擦材料的使用过程中，不仅容易出现刹车片的摩擦系数不稳定的情况，例如，钢纤维和铁纤维的使用，会使得摩擦系数不够稳定。还容易出现耐高温特性变差和对温度变化变敏感的情况，从而造成热稳定性不够的问题。少金属基刹车片的摩擦材料是少量的钢纤维加矿物纤维为基体，加入各种功能性填料，再加酚醛树脂作为粘结剂的多元复合材料组成，其缺点是：磨损大，产品的使用寿命短，易出现制动噪音，高速制动时汽车的轮子易出现抖动，从而严重影响车辆制动的舒适性。现有的刹车片均存在散热效果差，随着湿度的增高，刹车片会产生膨胀变形，膨胀会使组织变得疏松软化，变形后会影响结合面，制动力稳定性会变差等缺陷，同时，现有的刹车片使用时噪音比较大，耐磨性、耐热性、耐冻性等存在或多或少的问题，因此会影响刹车制动效果。因此，亟待制备出一种摩擦性能好、磨损率低、制动噪音小、对环境污染低的汽车刹车片。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前刹车片耐磨性不足，耐高温性能差的缺陷，提供了一种耐高温耐磨型刹车片的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种耐高温耐磨型刹车片的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，称取5～7份钛粉、5.0～5.5份碳粉、10～11份铝粉和12～13份铁粉放入三维混合机中混合制得固体混合物，按重量份数计，将3～5份固体混合物、1～2份尿素颗粒和10～11份无水乙醇继续放入三维混合机中混合5～6h制得固液混合物；（2）将上述固液混合物放入马弗炉中，升温预热，预热完成后升温，恒温静置，将铝粉与氧化铁粉末按质量比1:2混合制得引燃粉末，将固液混合物质量50～60%的引燃粉末投入马弗炉中，燃烧反应40～50min，出料冷却，研磨过300目筛制得金属复合产物，备用；（3）按重量份数计，称取3～5份石墨粉、1.5～1.8份高锰酸钾粉末、15～16份硫酸溶液投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中混合搅拌40～50min，过滤得到滤渣，将滤渣用蒸馏水清洗3～5次干燥后投入陶瓷皿中，向陶瓷皿中倒入肼溶液浸渍滤渣，浸泡30～40min后，滴加盐酸调节pH值至中性，过滤得到滤饼，依次用无水乙醇和蒸馏水反复清洗3～5次；（4）用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷浸泡上述滤饼，放于超声波震荡仪中，超声震荡，真空抽滤得到改性滤饼，用蒸馏水清洗3～5次并用研磨机研磨过400目筛，放入烘箱中干燥制得改性混合物，备用；（5）按重量份数计，将10～12份苯酚、1.0～1.8份盐酸投入烧杯中混合均匀，再加入5～6份桐油，将烧杯放入油浴中，搅拌，恒温反应，反应结束后自然冷却至室温，制得反应乳液；（6）按重量份数计，称取5～7份上述反应乳液和2～3份氨水投入烧瓶中，将烧瓶投入水浴锅中，加入12～15份甲醛的乙醇溶液，升高水浴温度至95～100℃，恒温反应至出现黄色浑浊物，将烧瓶放入真空干燥箱中浓缩直至黄色浑浊物消失制得混合液体，将混合液体与无水乙醇按质量比3:1混合，制得反应浆液；（7）按重量份数计，称取5～7份备用的金属复合产物、8～10份备用的改性混合物、10～12份上述反应浆液和17～19份玻璃纤维混合搅拌制得混合产物，将混合产物放入模具中压制，压制后保温，制得耐高温耐磨型刹车片。步骤（1）中所述的三维混合机的搅拌转速为200～300r/min，混合时间为5～6h。步骤（2）中所述的马弗炉中升温温度至220～230℃，预热时间为60～70min，预热完成后再升温温度至470～480℃，恒温静置时间为30～40min。步骤（3）中所述的硫酸溶液的质量分数为80～90%，肼溶液的质量分数为70～80%，盐酸的质量分数为7～10%。步骤（4）中所述的超声波震荡仪中，超声频率为30～35kHz，温度为55～60℃，超声震荡时间为2.5～3.0h，烘箱中的温度为120～130℃，干燥时间为100～120min。步骤（5）中所述的盐酸的质量分数为5～8%，油浴温度为110～120℃，搅拌转速为80～100r/min，搅拌时间为3～4h。步骤（6）中所述的氨水的质量分数为15～18%，水浴锅的水浴温度为50～55℃，甲醛的乙醇溶液的质量分数为15～20%，真空干燥箱中的真空度为60～80Pa，温度为47～50℃。步骤（7）中所述的压制模具的压强为15～16MPa，压制时温度为170～180℃，压制时间为30～40min，压制后保温温度为220～230℃，保温时间为6～8h。本专利技术的有益技术效果是：（1）本专利技术首先将钛粉、碳粉、铝粉与铁粉为原料混合，并加入尿素与无水乙醇，放入马弗炉中高温制得金属复合产物，然后以石墨粉为原料在酸性环境下氧化，并用肼还原，还原后用有机硅烷改性制得改性混合物，最后以桐油、苯酚为原料制得混合浆液，将混合浆液与金属复合产物、改性混合物混合投入模具中，高温压制得到耐高温耐磨型刹车片，本专利技术以钛粉、碳粉、铝粉和铁粉为原料，混合尿素颗粒，先于220～230℃的温度下预热使尿素颗粒挥发，从而使金属混合物微观呈多孔状，本专利技术将石墨粉用高锰酸钾氧化并用肼还原，在用有机硅烷改性制得改性纳米石墨烯，硅烷改性纳米石墨烯可以填充入金属混合物的微观孔隙中，使金属混合物的微观结构更加牢固，抗冲击性与力学强度得到有效的提高，同时钛的引入可以使金属混合物的耐高温性和强度得到很大提高，从而提高刹车片的耐磨性能，本专利技术利用石墨烯本身稳固的微观空间结构，同时用有机硅烷改性引入键能很大的Si-C键、Si-O键和Si-H键，使石墨烯对刹车片的其它原料产生共价键以及其它分子键合力吸附，使刹车片内部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温耐磨型刹车片的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，称取5～7份钛粉、5.0～5.5份碳粉、10～11份铝粉和12～13份铁粉放入三维混合机中混合制得固体混合物，按重量份数计，将3～5份固体混合物、1～2份尿素颗粒和10～11份无水乙醇继续放入三维混合机中混合5～6h，制得固液混合物；（2）将上述固液混合物放入马弗炉中，升温预热，预热完成后升温，恒温静置，将铝粉与氧化铁粉末按质量比1:2混合制得引燃粉末，将固液混合物质量50～60%的引燃粉末投入马弗炉中，燃烧反应40～50min，出料冷却，研磨过300目筛制得金属复合产物，备用；（3）按重量份数计，称取3～5份石墨粉、1.5～1.8份高锰酸钾粉末、15～16份硫酸溶液投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中混合搅拌40～50min，过滤得到滤渣，将滤渣用蒸馏水清洗3～5次干燥后投入陶瓷皿中，向陶瓷皿中倒入肼溶液浸渍滤渣，浸泡30～40min后，滴加盐酸调节pH值至中性，过滤得到滤饼，依次用无水乙醇和蒸馏水反复清洗3～5次；（4）用γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷浸泡上述滤饼，放于超声波震荡仪中，超声震荡，真空抽滤得到改性滤饼，用蒸馏水清洗3～5次并用研磨机研磨过400目筛，放入烘箱中干燥制得改性混合物，备用；（5）按重量份数计，将10～12份苯酚、1.0～1.8份盐酸投入烧杯中混合均匀，再加入5～6份桐油，将烧杯放入油浴中，搅拌，恒温反应，反应结束后自然冷却至室温，制得反应乳液；（6）按重量份数计，称取5～7份上述反应乳液和2～3份氨水投入烧瓶中，将烧瓶投入水浴锅中，加入12～15份甲醛的乙醇溶液，升高水浴温度至95～100℃，恒温反应至出现黄色浑浊物，将烧瓶放入真空干燥箱中浓缩直至黄色浑浊物消失制得混合液体，将混合液体与无水乙醇按质量比3:1混合，制得反应浆液；（7）按重量份数计，称取5～7份备用的金属复合产物、8～10份备用的改性混合物、10～12份上述反应浆液和17～19份玻璃纤维混合搅拌制得混合产物，将混合产物放入模具中压制，压制后保温，制得耐高温耐磨型刹车片。...

【技术特征摘要】
1.一种耐高温耐磨型刹车片的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，称取5～7份钛粉、5.0～5.5份碳粉、10～11份铝粉和12～13份铁粉放入三维混合机中混合制得固体混合物，按重量份数计，将3～5份固体混合物、1～2份尿素颗粒和10～11份无水乙醇继续放入三维混合机中混合5～6h，制得固液混合物；（2）将上述固液混合物放入马弗炉中，升温预热，预热完成后升温，恒温静置，将铝粉与氧化铁粉末按质量比1:2混合制得引燃粉末，将固液混合物质量50～60%的引燃粉末投入马弗炉中，燃烧反应40～50min，出料冷却，研磨过300目筛制得金属复合产物，备用；（3）按重量份数计，称取3～5份石墨粉、1.5～1.8份高锰酸钾粉末、15～16份硫酸溶液投入烧杯中，将烧杯置于冰水浴中混合搅拌40～50min，过滤得到滤渣，将滤渣用蒸馏水清洗3～5次干燥后投入陶瓷皿中，向陶瓷皿中倒入肼溶液浸渍滤渣，浸泡30～40min后，滴加盐酸调节pH值至中性，过滤得到滤饼，依次用无水乙醇和蒸馏水反复清洗3～5次；（4）用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷浸泡上述滤饼，放于超声波震荡仪中，超声震荡，真空抽滤得到改性滤饼，用蒸馏水清洗3～5次并用研磨机研磨过400目筛，放入烘箱中干燥制得改性混合物，备用；（5）按重量份数计，将10～12份苯酚、1.0～1.8份盐酸投入烧杯中混合均匀，再加入5～6份桐油，将烧杯放入油浴中，搅拌，恒温反应，反应结束后自然冷却至室温，制得反应乳液；（6）按重量份数计，称取5～7份上述反应乳液和2～3份氨水投入烧瓶中，将烧瓶投入水浴锅中，加入12～15份甲醛的乙醇溶液，升高水浴温度至95～100℃，恒温反应至出现黄色浑浊物，将烧瓶放入真空干燥箱中浓缩直至黄色浑浊物消失制得混合液体，将混合液体与无水乙醇按质量比3:1混合，制得反应浆液；（7）按重量份数计，称取5～7份备用的金属复合产物、8～10份备用...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛向东，蒋梦成，陈帅，
申请(专利权)人：薛向东，
类型：发明
国别省市：江苏,32