[發(fā)明專利]汽車盤式制動(dòng)器用碳基摩擦材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN102876290A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章景羲
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州吉成汽車零部件有限公司
• 主分類號(hào): C09K3/14
• 分類號(hào): C09K3/14;C08L61/06;C08K13/04;C08K7/06;C08K7/10
• 代理公司: 杭州金源通匯專利事務(wù)所(普通合伙) 33236
• 代理人: 林君勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以碳纖維或其他碳材料為主體的無石棉摩擦材料組成和制備方法，尤其是涉及一種汽車盤式制動(dòng)器用碳基摩擦材料及其制備方法。

背景技術(shù)

摩擦材料是汽車或工程機(jī)械中，用以摩擦傳動(dòng)或磨阻制動(dòng)的一類功能性材料，根據(jù)其工作環(huán)境，可分為干式和濕式兩大類。本發(fā)明所謂碳基摩擦材料是為汽車盤式制動(dòng)器襯片，屬于干式摩擦材料范疇。

（干式）摩擦材料通常是由酚醛樹脂-增強(qiáng)纖維-摩擦性能調(diào)節(jié)劑（填料）等組成的多元復(fù)合材料，其發(fā)展按其所用的主要增強(qiáng)纖維的不同，經(jīng)歷了以下四個(gè)階段：

（1）石棉型：石棉纖維含量30%以上，因石棉被認(rèn)為是致癌物，于上世紀(jì)九十年代前后被強(qiáng)制淘汰；

（2）半金屬型：以人造鋼纖維（含量30%以上）為主要增強(qiáng)纖維，為第一代無石棉摩擦材料，目前仍大量地用作汽車盤式或鼓式制動(dòng)器襯片；

（3）NAO（無石棉有機(jī)）型：以芳綸（聚對苯二甲酰胺）、碳纖維等耐高溫有機(jī)纖維為主要增強(qiáng)纖維，較好地改善了半金屬型摩擦材料存在的剎車噪音大、損傷摩擦對偶、易生銹等缺陷。但以芳綸為代表的耐高溫有機(jī)纖維價(jià)格高昂，故NAO型摩擦材料成本較高，迄今未在汽車市場獲得普遍推廣。

（4）陶瓷基：以大量廉價(jià)的陶瓷纖維替代NAO配方中一部分（甚至大部分）有機(jī)纖維，較好的解決了NAO型摩擦材料的成本問題，但在強(qiáng)度、剎車噪音和使用壽命等方面遜色于典型的NAO型配方。

中國專利公開了一種無金屬陶瓷型剎車片及加工方法（公開號(hào)：CN1919798），其由質(zhì)量百分比為：漂珠3～15％、復(fù)合纖維1～6％、纖維水鎂石1～9％、云母1～15％、木纖維5～10％、麻纖維2～3％、丁腈粉沫樹脂10～30％、石墨1～15％、烏洛托品0.1～5％、重晶石5～20％、輕質(zhì)鈣1～10％、高嶺土1～10％、陶土3～12％、牙膏級氫氧化鋁1－10％組成的剎車片。這種剎車片的組成屬于NAO型配方，由于較多地采用了如木纖維、麻纖維之類的廉價(jià)有機(jī)纖維，較好地降低了NAO型摩擦材料的成本。但其摩擦系數(shù)熱衰退大、磨損率高、易產(chǎn)生剎車噪音，且配方中含有纖維水鎂石（被認(rèn)為是石棉類的一種），不符合環(huán)保要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是提供一種汽車盤式制動(dòng)器用碳基摩擦材料及其制備方法，其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)剎車片所存在的摩擦系數(shù)熱衰退大、磨損率高、易產(chǎn)生剎車噪音，且配方中多含有類石棉纖維，不符合環(huán)保要求等技術(shù)問題。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

本發(fā)明的汽車盤式制動(dòng)器用碳基摩擦材料，其特征在于所述的碳基摩擦材料的組成及重量份為：

酚醛樹脂12～18份、碳纖維3～5份、纖維素纖維3～5份、硅酸鹽纖維20～30份、橡膠粉0～3份、天然石墨25～40份、氧化鎂3～5份、復(fù)合磨料20～25份。

本發(fā)明的碳基摩擦材料不同于以上各類型的干式摩擦材料，是一種以碳纖維或其他碳材料（如石墨）為主體，輔以樹脂粘結(jié)劑和少量無機(jī)或有機(jī)填料，由熱壓成型方式生產(chǎn)的新型無石棉摩擦材料。由于碳材料摩擦系數(shù)較低，故除飛機(jī)制動(dòng)器和濕式離合器外，在對摩擦系數(shù)要求較高的汽車制動(dòng)器領(lǐng)域，碳基摩擦材料迄今未有實(shí)際應(yīng)用。但本發(fā)明的碳基摩擦材料由于采用了獨(dú)特的由多種不同硬度和細(xì)度的非金屬礦物組成的多元復(fù)合磨料體系，具有較高和穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，可以用作汽車盤式制動(dòng)器的襯片材料。而且因摩擦界面始終有高含量的石墨潤滑，本發(fā)明的碳基摩擦材料較NAO型或陶瓷基摩擦材料更具有制動(dòng)性能可靠，剎車噪音低，使用壽命長，不損傷摩擦對偶的優(yōu)點(diǎn)。

作為優(yōu)選，所述的碳基摩擦材料的總碳含量大于或等于總材料質(zhì)量組成的30%。

作為優(yōu)選，所述的復(fù)合磨料的組成及重量份為：棕剛玉或鋯英石10～20%，石英砂或鉻鐵礦粉20～40%，鉀長石或藍(lán)晶石20～40%，金屬硫化物0～10%。

作為優(yōu)選，所述的棕剛玉或鋯英石的細(xì)度為320目以上，石英砂或鉻鐵礦粉的細(xì)度為200～320目，鉀長石或藍(lán)晶石的細(xì)度為40～120目，金屬硫化物的細(xì)度為200目以上。

一種汽車盤式制動(dòng)器用碳基摩擦材料的制備方法，所述的方法包括：

a．將配比的原材料由干式混合機(jī)一次性混合；

b．混合后的材料經(jīng)稱重，在模具溫度160～180℃、壓力15～30MPa、固化時(shí)間8～12分鐘的工藝條件下與已涂有膠水并干燥的鋼背一起壓制成型，并粘合為一體；

c．摩擦材料與鋼背的結(jié)合體須經(jīng)過至少200℃×10小時(shí)以上的熱處理；