一种铜基刹车片摩擦材料的制备方法技术

一种铜基刹车片摩擦材料的制备方法，步骤1，原料配制；步骤2，混合制粒；步骤3，冷压成型；步骤4，准备钢背；步骤5，冷装配型；步骤6，摆放装炉；步骤7，热压烧结；步骤8，出炉检验，本发明专利技术原料中采用较粗的鳞片状石墨，防止粉尘污染；添加复合耐磨组元，有利于提高摩擦材料的综合性能；添加一定比例的丙三醇混合溶液，并用手揉搓搅拌制粒，能够保证各个成分的均匀、稳定，且流动性好，压坯密度分布均匀、制品压坯强度高；高温加压烧结的工艺参数既能保证摩擦材料的性能要求，也能保证与钢背的连接强度；本发明专利技术所制备的铜基摩擦材料，工艺流程简单、成本低、生产效率高、无刹车噪音、热衰退小、钢背与摩擦块的结合强度大、综合性能好。

Preparation of a copper-based friction material for brake pads

A preparation method of copper-based brake pad friction material, step 1, raw material preparation; step 2, mixing granulation; step 3, cold pressing forming; step 4, preparing steel back; step 5, cold assembly type; step 6, placing furnace; step 7, hot pressing sintering; step 8, out-of-furnace inspection, the raw material of the invention adopts coarse flake graphite. To prevent dust pollution; to add composite wear-resistant components is conducive to improving the comprehensive performance of friction materials; to add a certain proportion of glycerol mixed solution, and hand rubbing and stirring granulation, can ensure the uniformity and stability of each component, and good fluidity, even density distribution of compacts, high strength of products compacts; high temperature pressure The sintering process parameters can not only guarantee the performance requirements of the friction material, but also guarantee the connection strength with the steel back. The copper-based friction material prepared by the invention has simple process flow, low cost, high production efficiency, no brake noise, low thermal degradation, high bonding strength between the steel back and the friction block, and good comprehensive performance.

【技术实现步骤摘要】
一种铜基刹车片摩擦材料的制备方法
本专利技术涉及一种轻型车辆摩擦制动材料，特别涉及摩托车、自行车、小型工程车、特种车辆及特殊用途的一种铜基刹车片摩擦材料的制备方法。
技术介绍
现代摩擦材料是航空、车辆、机械等组成摩擦式制动器与离合器的关键材料。制动器及离合器摩擦材料片的作用是制动及传动,它们均是借助于摩擦而促使两个相对运动的对偶件,在极短的时间内消除相对运动。随着科学技术的发展,机器的功率、速度和载荷日益提高,工况则日益恶劣,故对摩擦材料的综合性能,也提出了更高的要求,即通常除了有适当的摩擦系数、高温高速和高压下保持稳定外,还要求耐磨性好、强度高、导热性好、耐腐蚀、噪声小、不产生枯结或咬死等。摩擦材料一般有石棉型、半金属型、以及陶瓷型。石棉型摩擦材料是以石棉为基材料和以酚醛树脂为粘结剂的摩擦材料，由于石棉型刹车片具有致癌性，不仅会危害人体健康，在反复制动后，热量累积还会产生“制动萎缩”现象，甚至刹车失灵，严重危害交通安全，如今已经被市场淘汰；陶瓷型因制造成本高、性能不稳定，在民品上应用较少。半金属型摩擦材料分为铁基和铜基，铁基摩擦材料耐高温，能承受较大负荷、机械强度大且价格便宜；然而易与对偶件表面发生粘着，摩擦系数稳定性差，耐磨性不如铜基摩擦材料。铜基摩擦材料工艺性能好，摩擦系数稳定，抗粘结、抗卡滞性能好、导热性好，但摩擦系数小，成本相对较高。半金属基摩擦材料大多采用粉末冶金技术来制备，它们是以金属粉末为基体,加入适当减磨剂和增磨剂,均匀混合后压制成型或加压烧结而成的。一般由3种组元组成，即基体和强化基体的组元、摩擦组元、润滑组元。金属基体不仅是承受变形和磨损的工作面,也是摩擦热逸散的主要通道,决定着摩擦材料的强度、耐磨性和热稳定性。摩擦组元亦称增磨剂,可用于增大摩擦因数,但又要求不能成为磨粒而增加磨损,并且对摩擦表面擦伤要小。增磨剂应具有高硬度和良好的高温稳定性。润滑组元也称减磨剂,可用于提高摩擦材料的抗擦伤性和耐磨性,但加入过多会使摩擦因数和机械强度降低。制动器作为交通工具及工业设备安全保障工具之一，有最初的石棉基到今天广泛使用的半金属基经历了半个多世纪。为此寻找一种有稳定的摩擦系数，一定的高温机械强度，良好的导热性能、耐磨性能和抗粘着性能，低噪声，无污染等新的摩擦材料就成为了当下的重中之重。本专利技术的铜基摩擦材料就是在这样的背景下产生的。本专利技术所制的刹车片由背板和摩擦块组成，摩擦块就是摩擦材料，起制动作用。背板通过热压的方法和摩擦块结合起来，在制动时传导力矩。刹车片的工作原理是利用刹车片与刹车碟(鼓)及轮胎与地面的摩擦，将车辆行进的动能转换成摩擦后的热能，使车子停下来。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的确信啊，本专利技术的目的是提供一种铜基刹车片摩擦材料的制备方法，解决了现有刹车片摩擦系数稳定性差、热衰退现象明显、噪音大、耐磨性差及铅污染等问题。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是这样的：一种铜基刹车片摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，原料配制，按照表1所示的主组元、辅助组元、摩擦组元和润滑组元，就其规格、尺寸、成分、形状和比例进行配置各个原材料。表1铜基摩擦材料的成分配制表步骤2，混合制粒，将步骤1的原料按照比例称好后装入滚筒式混料机中，按照10～20毫升/公斤添加煤油或乙醇，然后在70～120转/分钟的速度下混料2～4小时；然后再将混合好的料，添加8～10毫升/公斤的丙三醇溶液，所述的丙三醇溶液是丙三醇溶解在酒精或汽油中，丙三醇与酒精或汽油的体积比为3:1，人工用手揉搓搅拌制粒，然后过30目的筛子，等酒精或汽油挥发掉，或用暖灯烘烤30～40分钟，待用，使混合料的松装密度在0.9～1.2克/立方厘米范围内；步骤3，冷压成型，首先，根据用户提供的刹车片图纸，计算每片摩擦材料的表面积和体积，再根据压缩比或压坯密度得出每片摩擦材料的质量，即装料量；其次，根据装料量调整钢压模阴模与下模冲的相对位置，使模具的型腔体积能装下计算出的原料；第三，把步骤2混好的原料装在钢制压模中，不同要求的刹车片采用不同形状的模具，使混合料自然充填到调整好的模冲与阴模构成的模腔后，在表面用木板刮平多余的原料；然后通过上模冲对钢压模施加F吨的压力，F等于压坯的表面积与单位压制压力6～8吨/平方厘米的乘积，冷压成型；保压2～3秒后卸压取出生坯；所述压缩比为2.4～3，其值等于压坯密度2.8～3.5克/立方厘米与原料粉体松装密度0.9～1.2克/立方厘米的比值；每片摩擦材料的质量等于压坯密度乘以压坯体积；所述调整钢压模阴模与下模冲的相对位置是使得装料的高度等于压缩比与每片摩擦材料厚度的乘积；步骤4，准备钢背，把3～4毫米厚度的普通碳素20的钢板，按照用户提供的图纸用模具冲裁成一定形状和尺寸的小片，然后去掉毛刺后，在表面电镀10～15微米厚度的金属铜；步骤5，冷装配型，将步骤3冷压成型的压坯与步骤4处理好的钢背，按照事先冲裁时预留的孔和冷压时预留的定位凸起装配在一起，保证两者接触良好，但不能施加压力；冷压的摩擦材料在上，钢背在下；步骤6，摆放装炉，将步骤5配好的摩擦材料坯块与钢背轻轻依次放在烧结用不锈钢盘上，周围保留约5～10毫米的间隔，每装满一盘，再把每盘由下往上依次相互叠放到一起，不锈钢盘的大小和叠放的多少取决于炉子的大小，然后装在炉膛中，盖好炉盖，同时设置好加压装置；步骤7，热压烧结，在烧结炉内，通入氮气或氢气或分解氨，做保护气氛，升温速率控制在200～300℃/小时，加热到830～860℃保温2～4小时，同时施加1.0～2.5MPa的压力，然后随炉冷却，等温度降到300℃以下即可打开炉盖，关闭保护气氛；步骤8，出炉检验，待步骤7完成后，一层一层依次取出烧结好的摩擦材料；肉眼观察钢背表面呈暗红色，摩擦材料表面呈灰黑色，形状与装炉前基本一样，没有扭曲变形出现。本专利技术的优点为：1、成分中要添加一些复合粉，增加基体强度。添加辅助的金属粉，也是为形成某些化合物，增加高温强度。添加硅酸铝空心球或碳酸钙，是增加摩擦材料的孔隙，降低噪音。采用较粗的鳞片状石墨，防止粉尘污染。添加复合耐磨组元，有利于提高摩擦材料的综合性能。2、将粉料按照比例混合后，添加一定比例的丙三醇混合溶液，并用手揉搓搅拌制粒，然后过30目的筛子，等有机溶剂挥发后使用。能够保证各个成分的均匀、稳定，且流动性好，压坯密度分布均匀、制品压坯强度高。3、高温加压烧结的工艺参数为：分解氨保护，气体流量是1～2L/h、烧结温度830～860℃、保温时间120～150min，热压压力为1.0～2.5MPa，随炉冷却。既能保证摩擦材料的性能要求，也能保证与钢背的连接强度。4、本专利技术所制备的铜基摩擦材料，工艺流程简单、成本低、生产效率高、无刹车噪音、热衰退小、钢背与摩擦块的结合强度大、综合性能好，具体见表2：表2本专利技术所制摩擦材料的基本性能附图说明图1是实施例一某型号的摩托车刹车片，图1A为制备所得产物示意图，图1B为设计图纸。图2是实施例二某型号的摩托车刹车片，图2A为制备所得产物示意图，图2B为设计图纸。图3是实施例三某型号的摩托车刹车片，图3A为制备所得产物示意图，图3B为设计图纸。图4是实施例四某型号的摩托车刹车片，图4A为制备所得产物示意图，图4B为设计图纸。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜基刹车片摩擦材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，原料配制，按照表1所示的主组元、辅助组元、摩擦组元和润滑组元，就其规格、尺寸、成分、形状和比例进行配置各个原材料。表1 铜基摩擦材料的成分配制表

【技术特征摘要】
1.一种铜基刹车片摩擦材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，原料配制，按照表1所示的主组元、辅助组元、摩擦组元和润滑组元，就其规格、尺寸、成分、形状和比例进行配置各个原材料。表1铜基摩擦材料的成分配制表步骤2，混合制粒，将步骤1的原料按照比例称好后装入滚筒式混料机中，按照10～20毫升/公斤添加煤油或乙醇，然后在70～120转/分钟的速度下混料2～4小时；然后再将混合好的料，添加8～10毫升/公斤的丙三醇溶液，所述的丙三醇溶液是丙三醇溶解在酒精或汽油中，丙三醇与酒精或汽油的体积比为3:1，人工用手揉搓搅拌制粒，然后过30目的筛子，等酒精或汽油挥发掉，或用暖灯烘烤30～40分钟，待用，使混合料的松装密度在0.9～1.2克/立方厘米范围内；步骤3，冷压成型，首先，根据用户提供的刹车片图纸，计算每片摩擦材料的表面积和体积，再根据压缩比或压坯密度得出每片摩擦材料的质量，即装料量；其次，根据装料量调整钢压模阴模与下模冲的相对位置，使模具的型腔体积能装下计算出的原料；第三，把步骤2混好的原料装在钢制压模中，不同要求的刹车片采用不同形状的模具，使混合料自然充填到调整好的模冲与阴模构成的模腔后，在表面用木板刮平多余的原料；然后通过上模冲对钢压模施加F吨的压力，F等于压坯的表面积与单位压制压力6～8吨/平方厘米的乘积，冷压成型；保压2～3秒后卸压取出生坯；步骤4，准备钢背，把3～4毫米厚度的普通碳素20的钢板，按照用户提供的图纸用模具冲裁成一定形状和尺寸的小片，然后去掉毛刺后，在表面电镀10～...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳方明，
申请(专利权)人：滁州欧瑞斯机车部件有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34