[发明专利]一种低衰退率NAO摩擦材料及其制备方法

说明书

技术领域

一种低衰退率NAO摩擦材料及其制备方法。

背景技术

随着汽车、火车、飞机等交通运输工具向高速、重载方向发展，人们对安全性、舒适性和清洁性要求的不断提高，对身体健康和环境保护意识的加强，不仅对摩擦材料的制动性能要求更加苛刻，而且对材料的选用更加严格。由于石棉具有优异的性能和低廉的成本，早期的摩擦材料主要是以石棉作为增强材料，但越来越多的资料证明，石棉对人的危害极大，被公认是致癌物质，并且在生产和使用过程中石棉粉尘对环境造成严重污染。强制性国家标准GB12676-1999也规定：我国自2003年10月1日起制动摩擦衬片应不含有石棉。而随着摩擦材料的发展，以钢棉增强的半金属和低金属摩擦材料能较好的解决高速和重载问题，因为钢棉有很好的耐温性和热传导性，能克服在刹车过程中动能转化为热能所产生的温升造成的刹车性能衰退，保证稳定的制动性能，但钢棉代替石棉而制得半金属和低金属摩擦材料由于比重大、硬度高、容易锈蚀、损伤对偶、产生制动噪音和振动、刹车产生的粉尘容易污染轮毂等缺点，也使人们感到不满意。矿物纤维的成功开发，把矿物纤维应用在摩擦材料中开发出无石棉无钢棉可以加用少量铜或铝的NAO材质摩擦材料成为新的发展方向。

研究表明，车辆在制动过程中，整个制动系统需要承受巨大的压力。一辆中级轿车在时速130KM时制动需要超过500KW的瞬时制动功率。假设轿车的输出功率为50KW，那么瞬时制动功率是发动机输出功率的10倍以上。同时，制动时刹车片和刹车盘的温度会上升300～400度，如果连续制动或下长坡，摩擦副的温度会上升到500～600度，表面温度更高。摩擦材料中的高聚物在分解温度以下，呈现塑性和弹性产生粘着和变形。在分解温度以上，高聚物分解为气体和低分子物，发生混合摩擦，产生衰退。热衰退指刹车片温度上升后，其刹车效果减退甚至失效的现象，明显的感觉就是刹车脚软，再怎么踩刹车效果也不明显。对于NAO材质的摩擦材料来说，由于本身金属含量的减少，导热性变差，热量不能有效快速散发，容易导致衰退；另一方面由于使用了有机纤维，有机纤维耐高温性能差，高温自身容易衰退。因此，如何解决高温衰退问题是开发出性能优异的NAO配方的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低廉、摩擦系数稳定、高温下衰退低、恢复性好、磨损率小、内剪切强度高、材料比重小以及硬度适中的NAO摩擦材料及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括下列重量份的原材料制成：树脂3～8份、摩擦粉2～6份、丁腈胶粉1～3份、轮胎粉2～5份、纤维20～22份和填料63～68份，所述纤维包括芳纶纤维、硅酸盐矿物纤维和黄铜纤维。

优选地，所述填料包括重晶石、硅酸锆、棕刚玉、氟化物、红蛭石、硫磺、氧化钙、人造石墨、天然鳞片石墨和煅烧石油焦炭。所述填料用于调整摩擦材料的各项性能，通过控制各材料的用量来到达调节的效果。

优选地，所述纤维包括芳纶纤维1～2份、硅酸盐矿物纤维13～15份和黄铜纤维5～7份。

优选地，所述填料包括重晶石26～28份、硅酸锆2～4份、棕刚玉1～2份、氟化物5～7份、红蛭石4～6份、硫磺1～2份、氧化钙1～2份、人造石墨9～11份、天然鳞片石墨4～6份和煅烧石油焦炭4～6份。

本发明一种低衰退率NAO摩擦材料的制备方法，该方法按以下步骤进行：

（1）混料：按配方重量份称取所有原材料，把所有材料放入高速混料机中进行搅拌，制成摩擦材料混拌料；

（2）热压：混拌料放入模具中，模具温度控制在150±5℃、压制压力30±2MPa、保温保压时间在30s/mm的条件下进行热压，保压15s后排第一次气，每次排气停留时间为5s，以后每隔10s开模排气3～5次；

（3）热处理：从室温～140℃，等速升温1～2h，保温2～4h，从140℃～160℃，等速升温1～2h，保温2～4h，从160℃～180℃，等速升温1～2h，保温2～4h，180℃～200℃，等速升温1～2h，保温2～4h，再降温到120℃以下，自然冷却到室温后取出产品。

优选地，在进行步骤（2）之前，先预压成型，把混好的料投入到预成型模具中，采用400～500kg/cm²压力成型为冷坯，再将冷坯放入模具中进行压制。