[发明专利]一种陶瓷纤维摩擦材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于摩擦材料技术领域，具体涉及一种陶瓷纤维摩擦材料， 本发明还涉及了该陶瓷纤维摩擦材料的制备方法。

背景技术

摩擦材料广泛应用于汽车、火车、飞机、轮船等交通运输工具以 及动力机械的制动、传动系统。汽车摩擦材料是汽车制动器、离合器 和摩擦传动装置中的关键材料，它是将汽车的动能转化为热能和其他 形式的能量，从而使汽车减速或停止运动的一种以摩擦为主要功能， 兼有结构性能要求的多组分复合材料。

近年来，我国的公路、铁路交通发展迅速，大大促进了我国汽车、 火车工业的发展，从而对于摩擦材料的性能要求、需求量也增长很快， 预计到2010年，我国汽车保有量将达到4500万辆，仅汽车一年需 要的摩擦材料就达到45万吨，用量十分巨大。由于石棉纤维影响人 体的健康，各国相继开展了新型无石棉刹车片的研制。半金属摩擦材 料是我国目前应用广泛的摩擦材料。半金属摩擦材料采用钢纤维作为 增强材料，铜等价格昂贵的金属粉末作为摩擦性能调节剂。金属材料 容易生锈，锈蚀后易粘着或损伤对偶，同时摩擦材料锈蚀后强度降低， 磨损加剧。金属材料密度高，增大了制动系统的重量。而且，当钢纤 维含量超过10wt.％时，制动时易引起尖叫、产生振颤等问题。

随着汽车发展的高速化及重载化，相应的对制动摩擦材料的要求 越来越苛刻。摩擦材料的吸收能基本上与车速平方成正比，制动器结 构由鼓式改为盘式后，减少了重量，但盘式制动衬片的表面积却只有 鼓式的1/4～1/6，单位面积吸收能量则增加4～6倍，摩擦副表面瞬时 温度可高达1000℃，金属材料在如此高温下，会迅速氧化甚至熔融， 从而影响摩擦材料性能的稳定。可见，新型耐高温摩擦材料的研制十 分迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种陶瓷纤维摩擦材料，解决金属制动系统 重量大、不耐高温以及半金属摩擦材料制备成本高等问题。

本发明的另一目的是提供该陶瓷纤维摩擦材料的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种陶瓷纤维摩擦材料，其特征在 于，按照重量百分比，由以下原料组分组成：硅氧铝陶瓷纤维 5.5％～16.5％，碳纤维9.5％～18.5％，钛酸钾晶须6％～11％，铜粉3％～5％， 蛭石12～17％，氧化镁8％～15％，改性酚醛树脂和丁腈橡胶15％～25％， 粉煤灰15％～30％，以上各组分重量百分比之和为100％。

本发明所采用的另一技术方案是，一种陶瓷纤维摩擦材料的制备 方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1、将钛酸钾晶须、铜粉、蛭石、氧化镁、改性酚醛树脂和 丁腈橡胶、粉煤灰固体材料放入研磨机中进行研磨处理；

步骤2、在步骤1中得到的原料中，按照重量百分比分别称取： 硅氧铝陶瓷纤维5.5％～16.5％，碳纤维9.5％～18.5％，钛酸钾晶须 6％～11％，铜粉3％～5％，蛭石12～17％，氧化镁8％～15％，改性酚醛 树脂和丁腈橡胶15％～25％，粉煤灰15％～30％，以上各组分重量百分 比之和为100％；

步骤3、将步骤2称取的原料放入高速混料机中混合2min～5min， 混合后，在室温下冷压成型；

步骤4：将步骤3得到的毛坯热压到背面涂胶的钢纤维层上，热 压压力为10MPa，温度为140℃～180℃，保压时间1～3min；

步骤6：将步骤5中得到的物料放入热处理设备中，在170℃～200℃ 温度下热处理3.5h～4.5h，即制得。

步骤3中所使用的仪器为冷压成型机，压力为10MPa。

步骤4中保压过程应释放几次压力及低分子气体，时间间隔为 20s、50s和80s。

本发明陶瓷纤维摩擦材料具有以下优点：

1、应用广泛，可用于汽车、火车、飞机、轮船等交通运输工具 以及动力机械的传动、制动系统。

2、选用硅氧铝陶瓷纤维、碳纤维和钛酸钾晶须作为陶瓷型摩擦 材料的增强材料，制动系统重量小，且能够明显提高摩擦材料的摩擦 系数稳定性。

本发明制备方法简单，容易实现。

附图说明

图1是本发明陶瓷纤维摩擦材料的制备工艺流程图；

图2是本发明实施例1制得的陶瓷纤维摩擦材料试样摩擦表面纤 维暴露位置的微观结构形貌图；