一种重载车辆用盘式制动器摩擦副及其制造方法技术

本发明专利技术涉及制动器摩擦副技术领域，尤其涉及一种重载车辆用盘式制动器摩擦副及其制造方法。本发明专利技术提供了重载车辆用盘式制动器摩擦副，包括：分体式制动盘1，所述分体式制动盘1包括支撑盘11和设置于所述支撑盘11一侧盘面上的若干第一摩擦片12；若干分体式制动闸片2，每片所述分体式制动闸片2包括支撑片21和设置于所述支撑片21表面上的若干第二摩擦片22；所述支撑盘11的材料密度＞所述第一摩擦片12的材料密度；所述第一摩擦片12和第二摩擦片22的材质为碳纤维增韧多元陶瓷

【技术实现步骤摘要】
一种重载车辆用盘式制动器摩擦副及其制造方法


[0001]本专利技术涉及制动器摩擦副
，尤其涉及一种重载车辆用盘式制动器摩擦副及其制造方法。

技术介绍

[0002]制动器摩擦副作为重载车辆制动的核心部件，其性能好坏关乎重载车辆的使用安全性能。重载车辆的基础制动装置通常采用制动盘与闸片构成的摩擦副结构，在重载车辆的制动过程中，摩擦副常常处于高温、重载、高热应力等工况中，这严重制约着制动器的制动性能和使用寿命。盘式制动器相较于带式制动器具有制动力矩稳定，散热性好，重量轻等特点。
[0003]目前，盘式制动器摩擦副大多采用树脂基复合材料、粉末冶金材料和铸铁制动盘，中国专利CN104327800B公开了一种用于刹车片的树脂基摩擦材料，由酚醛树脂、硫化锡、碳酸钙、氧化铝、白炭黑、聚丙烯腈纤维和芳纶纤维构成，具有稳定性好、硬度高、耐摩擦性能优异等优点，但是在进行热衰退性试验时，会出现高温结构失稳和摩擦性能失稳等问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种重载车辆用盘式制动器摩擦副及其制造方法，本专利技术提供的重载车辆用盘式制动器摩擦副耐磨、耐高温，使用寿命长。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种重载车辆用盘式制动器摩擦副，包括：
[0007]分体式制动盘1，所述分体式制动盘1包括支撑盘11和设置于所述支撑盘11一侧盘面上的若干第一摩擦片12；
[0008]若干分体式制动闸片2，每片所述分体式制动闸片2包括支撑片21和设置于所述支撑片21表面上的若干第二摩擦片22；
[0009]所述支撑盘11的材料密度＞所述第一摩擦片12的材料密度；
[0010]所述第一摩擦片12和第二摩擦片22的材质为碳纤维增韧多元陶瓷
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金属复合材料；
[0011]所述碳纤维增韧多元陶瓷
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金属复合材料包括增韧组元、抗磨组元和摩擦特性调控组元；所述增韧组元为碳纤维，所述抗磨组元包括B4C陶瓷和原位反应形成的SiC和TiC陶瓷，所述摩擦特性调控组元包括复合材料基体中的Ti3SiC2陶瓷和Cu基合金。
[0012]优选的，所述碳纤维增韧多元陶瓷
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金属复合材料的制备方法包括以下步骤：
[0013](1)将碳纤维或碳纤维布制成三维编织结构、二维碳布叠层结构或针刺碳纤维毡体结构，得到碳纤维预制体；
[0014](2)采用化学气相渗透法在碳纤维预制体内的碳纤维表面沉积热解碳保护层，然后采用悬浮液注射法将悬浮料浆注入碳纤维预制体内；
[0015](3)采用化学气相渗透法增密注射了悬浮料浆的预制体，得到多孔C/C预制体；
[0016](4)在真空环境或保护气体中，采用反应熔渗法将Cu
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Ti
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Si合金熔化，渗入多孔C/C预制体，通过原位反应制备得到所述碳纤维增韧多元陶瓷
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金属复合材料。
[0017]优选的，所述Cu
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Ti
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Si合金的Cu元素、Ti元素和Si元素的摩尔比为(2～5):(0.5～2):(4～7)。
[0018]优选的，所述金属熔渗法的保温温度为1300～1500℃，所述金属熔渗法的保温时间为0.5～3h，由室温升温至所述金属熔渗法的保温温度的升温速率为15～25℃/min。
[0019]优选的，所述悬浮料浆包括Ti3SiC2、B4C、Si单质和聚乙烯醇水溶液；所述悬浮料浆中，所述Ti3SiC2占所述聚乙烯醇水溶液的体积百分数为2～5％，所述B4C占所述聚乙烯醇水溶液的体积百分数为5～10％，所述Si单质占所述聚乙烯醇水溶液的体积百分数为2～5％。
[0020]优选的，所述步骤(2)中，所述化学气相渗透法的保温温度为800～1100℃，所述化学气相渗透法的碳源为烯烃；
[0021]所述步骤(3)中，所述化学气相渗透法的保温温度为800～1100℃，所述化学气相渗透法的碳源为烯烃。
[0022]优选的，所述支撑盘11一侧盘面上设置有若干第一弧形凹槽15，所述第一弧形凹槽15由所述支撑盘11的盘面向内凹陷形成，一个第一弧形凹槽15内固定连接有一个第一摩擦片12，所述第一摩擦片12的厚度比所述第一弧形凹槽15的深度大1～5mm。
[0023]优选的，相邻两个第一弧形凹槽15的连接处设置有贯穿散热孔14，所述贯穿散热孔14的直径为3～6mm。
[0024]优选的，每片支撑片21表面上设置若干第二弧形凹槽24，所述第二弧形凹槽24由所述支撑盘21的盘面向内凹陷形成，一个第二弧形凹槽24内固定连接一个第二摩擦片22，所述第二摩擦片22的厚度比所述第二弧形凹槽24的深度大1～5mm。
[0025]优选的，所述第一摩擦片12和第二摩擦片22设置有安装间隙，第一摩擦片12和第二摩擦片22相接触时摩擦实现制动。
[0026]本专利技术提供一种重载车辆用盘式制动器摩擦副，包括：分体式制动盘1，所述分体式制动盘1包括支撑盘11和设置于所述支撑盘11一侧盘面上的若干第一摩擦片12；若干分体式制动闸片2，每片所述分体式制动闸片2包括支撑片21和设置于所述支撑片21表面上的若干第二摩擦片22；所述支撑盘11的材料密度＞所述第一摩擦片12的材料密度；所述第一摩擦片12和第二摩擦片22的材质为碳纤维增韧多元陶瓷
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金属复合材料；所述碳纤维增韧多元陶瓷
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金属复合材料包括增韧组元、抗磨组元和摩擦特性调控组元；所述增韧组元为碳纤维，所述抗磨组元包括B4C陶瓷和原位反应形成的SiC和TiC陶瓷，所述摩擦特性调控组元包括复合材料基体中的Ti3SiC2陶瓷和Cu基合金。本专利技术提供的重载车辆用盘式制动器摩擦副，结构上采用模块化设计：将分体式制动盘1设计为支撑盘11和若干第一摩擦片12的分体结构，将分体式制动闸片2设计为支撑片21和若干第二摩擦片22的分体结构，且所述支撑盘11的密度＞所述第一摩擦片12的密度，能够有效避免重载车辆高能高速制动过程中使用全C/C
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SiC复合材料由于密度小振动剧烈的情况产生。同时，本专利技术提供的重载车辆用盘式制动器摩擦副的摩擦片通过强韧组元、抗磨组元和摩擦特性调控组元协同作用，极大的提高了碳纤维增韧多元陶瓷
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金属复合材料的耐高温性能、耐磨性能和抗氧化性能。
[0027]本专利技术提供的重载车辆用盘式制动器摩擦副采用模块化设计，能够方便替换失效的模块，提高制动器摩擦副的使用寿命。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例提供的重载车辆用盘式制动器摩擦副的分体式制动盘和第二摩擦片的结构示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例提供的重载车辆用盘式制动器摩擦副分体式制动盘和第二摩擦片的爆炸图；
[0030]1‑
分体式制动盘，2
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分体式制动闸片，11
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支撑盘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重载车辆用盘式制动器摩擦副，其特征在于，包括：分体式制动盘(1)，所述分体式制动盘(1)包括支撑盘(11)和设置于所述支撑盘(11)一侧盘面上的若干第一摩擦片(12)；若干分体式制动闸片(2)，每片所述分体式制动闸片(2)包括支撑片(21)和设置于所述支撑片(21)表面上的若干第二摩擦片(22)；所述支撑盘(11)的材料密度＞所述第一摩擦片(12)的材料密度；所述第一摩擦片12和第二摩擦片22的材质为碳纤维增韧多元陶瓷
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金属复合材料；所述碳纤维增韧多元陶瓷
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金属复合材料包括增韧组元、抗磨组元和摩擦特性调控组元；所述增韧组元为碳纤维，所述抗磨组元包括B4C陶瓷和原位反应形成的SiC和TiC陶瓷，所述摩擦特性调控组元包括复合材料基体中的Ti3SiC2陶瓷和Cu基合金。2.根据权利要求1所述的重载车辆用盘式制动器摩擦副，其特征在于，所述碳纤维增韧多元陶瓷
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金属复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)将碳纤维或碳纤维布制成三维编织结构、二维碳布叠层结构或针刺碳纤维毡体结构，得到碳纤维预制体；(2)采用化学气相渗透法在碳纤维预制体内的碳纤维表面沉积热解碳保护层，然后采用悬浮液注射法将悬浮料浆注入碳纤维预制体内；(3)采用化学气相渗透法增密注射了悬浮料浆的预制体，得到多孔C/C预制体；(4)在真空环境或保护气体中，采用反应熔渗法将Cu
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Ti
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Si合金熔化，渗入多孔C/C预制体，通过原位反应制备得到所述碳纤维增韧多元陶瓷
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金属复合材料。3.根据权利要求2所述的重载车辆用盘式制动器摩擦副，其特征在于，所述Cu
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Ti
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Si合金的Cu元素、Ti元素和Si元素的摩尔比为(2～5):(0.5～2):(4～7)。4.根据权利要求2或3所述的重载车辆用盘式制动器摩擦副，其特征在于，所述金属熔渗法的保...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩坤，仝永刚，胡永乐，刘洋，王斌，焦爱泉，杨春雨，张鹏，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：