[發明專利]石墨化纖維、碳纖維、陶瓷纖維剎車盤及制造工藝

有效

• 申請號: 201610529444.3
• 申請日: 2016-07-06
• 公開（公告）號: CN105927688B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 陳星星;黃新寧
• 申請（專利權）人: 遼寧科技大學
• 主分類號: F16D69/02
• 分類號: F16D69/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及一種剎車盤，尤其涉及一種適用于汽車、高速列車、飛機的制動系統使用的磨擦材料剎車盤。

背景技術

以汽車剎車盤為例，目前除了德國部分豪華車型賽車的剎車盤采用非金屬材料外，其余國家的汽車剎車盤仍然采用合金鑄鐵材質，其是由灰口生鐵、磷鐵、錳鐵、鉻鐵、銻、銅、石墨、軸承鋼等經過合體熔化，采用離心澆鑄而成。從原料組成可以看出其工藝配方復雜，澆鑄時易產生氣泡和夾渣，廢品率較高。并且采用合金鑄鐵材質剎車盤會增加車身自重，浪費資源和能源；剎車時噪音大，振顫性強，尤其在山路滑坡行駛剎車時易產生火花，造成安全隱患。例如重慶開往瀘州路段，由于山路崎嶇、坡長、坡度大，公交車行駛途中剎車滑行造成合金鑄鐵摩擦系數降低，剎車不急時、不靈敏，致使交通事故頻繁發生。

發明內容

本發明提供了一種石墨化纖維、碳纖維、陶瓷纖維剎車盤及制造工藝，采用非金屬材料制成的新型剎車盤，具有比重輕、熱容量大、粘著力強、耐高溫、摩擦系數穩定、耐磨性能好、機械性能強等優點，使用時剎車性能優異、不易變形磨損、無噪音。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

石墨化纖維、碳纖維、陶瓷纖維剎車盤，以聚丙烯腈石墨化纖維、聚丙烯腈碳纖維、陶瓷纖維為骨架材料，丁腈橡膠粉和硫酸鋇為填充料，改性酚醛樹脂為粘結劑經混料制成剎車盤原料，再經熱壓、熱處理、表面拋磨、鉆孔工序制成剎車盤；剎車盤原料中各組分的重量百分比含量為：

聚丙烯腈石墨化纖維 0.5％～5％：

聚丙烯腈碳纖維 45％～65％：

陶瓷纖維 10％～25％；

改性酚醛樹脂,粒徑為1000目以上 15％～25％；

丁腈橡膠粉 0.5％～2％；

硫酸鋇 0.5％～2％；

石墨化纖維、碳纖維、陶瓷纖維剎車盤的制造工藝，其特征在于，包括如下步驟：

1)按重量百分比稱量剎車盤原料各組分，分別放置，備用；

2)將稱量好的聚丙烯腈石墨化纖維、聚丙烯腈碳纖維浸泡于濃度為10％的磷酸溶液中，4個小時之后取出，剪成0.4～1毫米長的短纖維；

3)將稱量好的陶瓷纖維彈成棉絮狀，與步驟2)中制得的短纖維一同放入陶瓷罐內用研磨瓷球干混1個小時以上，研磨瓷球的直徑規格為5～10mm和15～30mm兩種，且加入的比例為1:3～5；

4)干混后的混合料倒入高速混料機里，再加入稱量好的1000目以上的超細改性酚醛樹脂粉，進行二次混料，高速攪拌15分鐘后制成剎車盤原料；

5)采用步驟4)制成的剎車盤原料，經常規的熱壓、熱處理、表面拋磨、鉆孔工序制成剎車盤，再經檢驗合格后包裝入庫；產品性能指標為：

密度：2.6～2.8g/cm³；

沖擊強度：≥3.5J/m²；

摩擦系數：0.3～0.5；

磨損率：0.04～0.15×10^-7cm³/Nm。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1)采用新材料、新配方、新工藝制作非金屬剎車盤，與常規合金材料制成的剎車盤相比，最大的優越之處在于其本身密度小、摩擦性能好、磨損率低，并且可以承受瞬間產生的高溫，代表了未來自動摩擦材料的研發方向；

2)所制成的剎車盤重量輕，有利于減輕設備整體重量，節能降耗；

3)剎車性能優異、耐高溫、耐腐蝕，不易變形磨損，安全性高；

4)無噪音污染，提升駕駛舒適度。

具體實施方式

本發明所述石墨化纖維、碳纖維、陶瓷纖維剎車盤，以聚丙烯腈石墨化纖維、聚丙烯腈碳纖維、陶瓷纖維為骨架材料，丁腈橡膠粉和硫酸鋇為填充料，改性酚醛樹脂為粘結劑經混料制成剎車盤原料，再經熱壓、熱處理、表面拋磨、鉆孔工序制成剎車盤；剎車盤原料中各組分的重量百分比含量為：

聚丙烯腈石墨化纖維 0.5％～5％：

聚丙烯腈碳纖維 45％～65％：

陶瓷纖維 10％～25％；

改性酚醛樹脂，粒徑為1000目以上 15％～25％；

丁腈橡膠粉 0.5％～2％；

硫酸鋇 0.5％～2％；

石墨化纖維、碳纖維、陶瓷纖維剎車盤的制造工藝，其特征在于，包括如下步驟：

1)按重量百分比稱量剎車盤原料各組分，分別放置，備用；