本发明专利技术涉及一种渗入了改性汉麻纤维的无石棉有机基的轿车刹车片，该刹车片具有摩擦系数稳定、抗热衰退性强、磨损率小、振动噪音小、成本低、环境友好等特点。所述汉麻纤维经过微波-超声波-激光联合处理，微波处理前还经过了碱处理，在保持汉麻纤维优点的基础上增大其柔韧性，提高摩擦性能和耐热性，改善其粘结性。本发明专利技术还提供了轿车刹车片的制备工艺。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种轿车刹车片及其制备工艺，特别是涉及一种渗入改性汉麻纤维的无石棉有机基的轿车刹车片及其制备工艺。
技术介绍
目前开发出的新型汽车刹车片摩擦材料主要有半金属摩擦材料、复合纤维材料以及粉末冶金材料等。由于石棉刹车片在制动过程中产生的磨削微粒和石棉粉尘有很强的致癌作用，因此，20世纪70年代开始许多国家开始禁止生产和使用石棉纤维制品。我国于 2003年10月1日起全面禁用石棉刹车片。开发无石棉摩擦材料是当务之急。石棉纤维的替代材料包括钢纤维、玻璃纤维、芳纶、矿物纤维、陶瓷纤维、碳纤维、植物纤维等。钢纤维增强摩擦材料虽然具有摩擦系数平稳、300 500°C时摩擦系数衰退较小、 高温磨损小、可压缩性低等优点，但其含量过高时会引发锈蚀，导致摩擦性能变差，同时会损伤对偶件，引起制动尖叫和振颤。玻璃纤维增强摩擦材料对载荷、滑动速度及制动温度等因素反应较敏感，在重载、高速及高温下，摩擦系数变化明显、不稳定。玻璃纤维硬度过高 (HB50以上)，磨损比石棉摩擦材料大一倍以上，易损伤对偶件。当温度在800°C以上时玻璃纤维易形成玻璃珠，导致摩擦性能不稳定。陶瓷纤维成本太高，混合时易损坏，纤维长短不勻。复合纤维材料成本高。近几年随着自然资源的日益紧张、人们消费观念的转变和科技的不断进步，人们越来越重视对自然资源的综合利用，更加关注天然植物纤维的开发。采用天然纤维作为汽车刹车片的增强纤维是诸多专利技术创造中最显著的技术。汉麻，又称大麻，是人类最早利用的纺织纤维之一。我国是世界上最早种植汉麻的国家，汉麻的产量约占世界总产量的三分之一，居世界首位。汉麻是一种生态环保、可再生的多用途植物。汉麻纤维，素有“天然纤维之王”的美誉，具有吸湿快、耐日晒牢度高、耐热性好、防霉、抑菌、防紫外线、吸波、吸音、绝缘性好等性能。因此，利用汉麻纤维作为增强材料来开发摩擦材料是新的研究方向。然而所有天然纤维，包括汉麻纤维在内都或多或少存在诸多缺陷，比如纤维硬脆、 摩擦性能差、耐热性不好、相容性差等，直接影响到替代石棉的进度。因此，天然纤维要作为良好的石棉替代品，必须经过改性预处理克服其缺陷，使其在摩擦性、热稳定性、柔韧性等方面都具有超越石棉的特性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种渗入了改性汉麻纤维的无石棉有机基的轿车刹车片，该刹车片具有摩擦系数稳定、抗热衰退性强、磨损率小、振动噪音小、成本低、环境友好等特点。本专利技术提供的轿车刹车片的配料组分包括改性酚醛树脂，汉麻纤维，碳纤维，玄武岩纤维，云母，石墨，二硫化钼，氧化铝，氧化铁，硫酸钡和碳酸钙。所述汉麻纤维经过微波-超声波-激光联合处理，其中，微波处理在自动流水线的传送带上方间隔放置多个微波管，传送带以36m/h的速率传送汉麻纤维，使汉麻纤维受到热处理；超声波处理将经过微波处理的汉麻纤维置于超声波浴槽中，先在频率为^kHz 时处理汕，再将频率转换为38kHz处理浊；激光处理将经超声波处理的汉麻纤维烘干，置于固定导轨上，采用准分子激光器进行照射，增大纤维表面的粗糙度，每间隔一定时间翻动汉麻纤维，使汉麻纤维表面受到均勻的激光作用。在微波处理前，优选将汉麻纤维置于6 %的NaOH溶液中，恒温浸泡3h，温度为 700C，并进行搅拌，搅拌器每间隔2s变换一次旋转方向。所述刹车片的配料组分的最佳质量百分比为改性酚醛树脂10%，汉麻纤维8%，碳纤维10%，玄武岩纤维10%，云母10%，石墨12%，二硫化钼7%，氧化铝4%，氧化铁5%，硫酸钡10%，以及碳酸钙14%。所述酚醛树脂经过腰果壳油和丁腈橡胶改性，细度为200目，游离酚含量低于 2. 5%，150°C下的固化时间为30-50s。本专利技术还提供轿车刹车片的制备工艺，包括以下步骤配料根据权利要求1-5所述的配料组分按比例进行称量；混料将称量好的各组分投入混料机，不超过混料机容积的二分之一，混料时间为 30min ；热压压制压力200-250kg/cm2，模具温度为150-170°C，上模温度高于下模温度 5 10°C，并在模具接触原料的部位喷洒脱模剂，合模加压，在50 65s内排气3 5次， 然后闭模保压，保压时间根据刹车片的厚度而定；热处理将压制好的刹车片送入温度为150-160°C的热处理炉中进行热处理，保温6-8h，然后在炉内冷却至室温。热处理后的刹车片用刀具对周边的溢料和毛刺进行处理，并根据技术要求进行钻孔，磨削内弧、外弧及倒角。本专利技术采用的汉麻纤维具备环保、消音、摩擦性能稳定、成本低等优点，还通过物理法处理以改善其硬脆、摩擦系数低、相容性差等缺点，因此，采用微波-超声波-激光联合处理正是为了在保持汉麻纤维优点的基础上增大其柔韧性，提高摩擦性能和耐热性，改善其粘结性。附图说明图1为处理改性汉麻纤维的搅拌器；图2为处理改性汉麻纤维的微波自动流水线；图3为处理改性汉麻纤维的超声波装置；图4为处理改性汉麻纤维的激光处理装置；其中，1、搅拌电动机；2、搅拌叶片；3、容器；4、微波管；5、微波支撑架；6、汉麻纤维；7、传送带；8、超声波发生器；9、超声波发生器电路；10、程控可移动支撑架；11、激光器； 12、固定导轨；13、激光器控制电路。具体实施例方式本专利技术所用的汉麻纤维应具备环保、消音、摩擦性能稳定、成本低等优点，还需要通过物理法处理以改善其硬脆、摩擦系数低、相容性差等缺点，因此，采用微波-超声波-激光联合处理正是为了在保持汉麻纤维优点的基础上增大其柔韧性，提高摩擦性能和耐热性，改善其粘结性。微波-超声波-激光联合处理法的工艺流程及参数如下碱处理首先将汉麻纤维置于6%的NaOH溶液中在温度为70°C时恒温浸泡3h，浴比为1 20，并用搅拌器搅拌，搅拌器每间隔k变换一次旋转方向。其装置如图1所示。 搅拌电动机1为附有变频器为2KW的交流电动机，搅拌叶片选用一个铝合金框架，容器3每次可处理5Kg汉麻纤维。微波处理在微波自动流水线上每间隔ail放置一台功率为IKW的微波管4，频率为M50MHz，微波管4距液面15cm，传送带4的速率36m/h，处理时间20min，浴比1 20， 11. 25Kg汉麻纤维，225Kg水。设备型号FT_100S ；电源输入三相380士 10%，50Hz ；输出微波功率100KW，功率可调；频率2450MHz 士 50MHz ；传输速度1 10m/min (变频调速)。 本专利技术中采用的微波处理器产地为广州福滔微波设备有限公司。微波自动流水线结构简图见图2所示。超声波处理将经过微波处理后的汉麻纤维置于超声波浴槽中，水温为60°C，浴比1 30，16. 67Kg汉麻纤维，500Kg水，超声波功率为500W，先在频率为^KHZ时处理3h， 再将频率转换为38KHZ处理池。超声波发生器如图3所示。激光处理将经超声波处理后的汉麻纤维烘干，置于固定导轨3上，采用中国科学院安徽光学精密机械研究所研制的准分子激光器进行处理，增大纤维表面的粗糙度，每间隔一定的时间翻动纤维，使纤维表面受到均勻的激光作用。工作气体为波长193nm的ArF， 激光单脉冲能量范围100mJ 500mJ ；输出功率范围100W ；重复频率0 300Hz。准分子激光属于冷激光，无热效应，方向性强，波长纯度高，输出功率大，波长越短越易被吸收。激光处理装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卢从生，
申请(专利权)人：江苏安捷汽车配件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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