[發明專利]碳纖維陶瓷納米硅酸鹽高強度汽車制動摩擦片及其生產方法

無效

• 申請號: 200810249630.7
• 申請日: 2008-12-25
• 公開（公告）號: CN101476608A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 喬滌非;韓劍非;劉劭;王志寶;劉順先
• 申請（專利權）人: 青島國人機械有限公司
• 主分類號: F16D69/02
• 分類號: F16D69/02;C04B28/00;C04B14/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種制動摩擦材料，特別是一種碳纖維陶瓷納米硅酸鹽高強度汽車制動摩擦片及其生產方法。

背景技術

隨著汽車工業的飛速發展，汽車用戶對制動安全性能的要求越來越高，原來的石棉材料摩擦片由于存在有毒、制動性能差、耐熱性能差及強度弱等問題，在很多發達國家早已禁止使用，我國在2003年已開始禁止使用，取而代之的使新型的非石棉金屬或半金屬摩擦材料，如改用有機纖維、金屬纖維、硅纖維等。如中國專利公報公開了一些無石棉摩擦材料的發明專利，其中99100005號專利申請的無石棉剎車摩擦材料組成為：木漿、超細玻璃棉、坡縷石、白炭黑等；88106269號專利申請的無石棉剎車摩擦材料組成為：錳鐵礦、石墨、輝鉬礦、鐵、氧化鋁、氧化鉛等；申請號91104081號專利申請的無石棉剎車摩擦材料組成為：(1)精鐵粉，10-20wt％(2)氧化鋅，1-5wt％(3)水溶性酚醛樹脂，11-18wt％(4)丁晴膠乳，1-7wt％(5)石墨，1-5wt％(6)鋼纖維，1-6wt％(7)重晶石，1-5wt％(8)硬質酸鋇，1-5wt％(9)銅纖維，1-5wt％(10)復合纖維材料，40-60wt％；97112643號專利的無石棉剎車摩擦材料組成為：毛發和鋼纖維，其比例為1∶1-10∶1；93110100號專利的無石棉剎車摩擦材料組成為：長石粉、重晶石、鉻礦粉、硬脂酸、碳化硅、陶土、銅纖維、植物纖維、酚醛樹脂等；200410030836.2專利號的組成為：改性酚醛樹脂、金屬纖維、有機纖維、礦物質纖維、硫酸鋇、石墨、氧化鋁、填料等。上述公開文獻報道的無石棉剎車摩擦材料與石棉材料相比盡管環保，但也還存在很多不足之處，如有的強度不夠高，有的耐高溫性能有所欠缺，有的容易龜裂，有的易損傷對偶件、噪音大等等，特別重要的是使用壽命短、工藝復雜、生產效率低下。

發明內容

針對現有技術存在的問題，我發明人經過分析、對比我國、日本、美國汽車制動材料的生產工藝和配方，研制了一種機械性能好、耐熱性能好、使用壽命長、成本低，并且生產效率高的碳纖維陶瓷納米硅酸鹽汽車制動摩擦材料。

本發明的技術方案如下：

碳纖維陶瓷納米硅酸鹽高強度汽車制動摩擦片及其生產方法，其材料的配方如下：

采用碳纖維做摩擦片骨架增強材料，加入納米硅酸鹽、陶土、石墨、二硫化鉬、摩擦粉、樹脂、金屬粉、丁腈橡膠、無機粘合劑等，它們具體成分和重量百分含量如下：

原料名稱??????重量百分比％

碳纖維????????20～30

納米硅酸鹽????5～15

陶土??????????10～20

石墨??????????5～20

二硫化鉬??????5-10

摩擦粉????????5～10

樹脂??????????1～5

金屬粉????????1～5

丁腈橡膠??????1～5

無機粘合劑????10～25

以上所述碳纖維為日本東麗公司生產的高性能聚丙烯腈基碳纖維，強度大于4000MPa，模量大于350GPa；

以上所述的納米硅酸鹽為：粒度≥300目，相對密度1～2.5g/cm³；

以上所述陶土顆粒直徑小于0.05mm，為市場公知產品；

以上所述石墨為膠體石墨，粒子大小在0.1～0.01微米之間；

以上所述摩擦粉可以是腰果油摩擦粉、腰果殼油摩擦粉；

以上所述金屬粉是指銅粉、鋁粉、鋅粉、錫粉任何兩種的1∶1的混合物；

以上所述的其他材料均為市場公知的材料。

碳纖維陶瓷納米硅酸鹽高強度汽車制動摩擦片及其生產方法，其材料加工方法按上述重量百分比如下：

步驟一、將稱取的丁腈橡膠、樹脂和陶土進行熱處理，至溫度在160～170℃時保溫10～20分鐘，然后再加熱至170～180℃保溫10～20分鐘，至冷卻40～50℃；

步驟二：將稱取的納米硅酸鹽、石墨、二硫化鉬、摩擦粉、金屬粉充分攪拌、混合；

步驟三：將碳纖維和步驟一、步驟二的原材料加入帶絞刀的犁耙式高速(3000rpm)混料機中，混料10～15分鐘，然后加入無機粘合劑再混合20～30分鐘；

步驟四：將步驟三的原材料實行一步成型，即采用400噸單層熱壓機經過合模加壓，使其在壓模中成型并固化，投入熱壓模中進行熱壓，在溫度110～130℃、單位壓力為30～35MPa條件下進行壓制。其壓制工序的操作步驟為：涂刷脫模劑-加料-閉模加壓-排氣-保壓-脫模-壓模清理。