[发明专利]高速低载中摩擦系数玄武岩纤维增强摩擦材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及摩擦材料技术领域，具体涉及一种利用玄武岩纤维材料本身的优异性能，以价格低廉的玄武岩纤维替代价格昂贵的芳纶纤维的高速低载中摩擦系数玄武岩纤维增强摩擦材料及制备方法。

背景技术

国外汽车摩擦材料大致经历了三个发展阶段：第一阶段：此阶段是制动系统多为鼓式制动，以石棉为基础的摩擦材料。这种摩擦材料在发达国家的汽车工业中应用于轿车和轻型卡车制成石棉制动摩擦片，同时规定了制动的距离；第二阶段：由于石棉危害人体健康的观念日益深入人心，加上世界能源危机、汽车行驶速度的加快，促使汽车工业不得不放弃石棉摩擦材料，朝盘式制动和非石棉摩擦材料的方向去发展，这个时期是个转折的时期，既是传统石棉摩擦材料的终结，又是玄武岩纤维增强摩擦材料的开元之年，汽车摩擦材料也因此得到了长足的发展。第三阶段：从第二阶段到目前为止，汽车科技的革新，推动了汽车摩擦材料的发展，盘式制动和玄武岩纤维增强摩擦材料迅速崛起，实现了工业化生产。在汽车工业逐步朝高速、节能、高效、轻型化的方向前进这段时间里，摩擦材料工业也开发了很多无石棉摩擦材料，但是这些材料使用后仍然存在易锈蚀、磨损量大、噪音大、成本高等问题而促使研发人员对它们进行改进。这时，改进后的摩擦材料综合性能得到进一步的优化，然而，这些却还满足不了汽车工业发展的需求，因此，在保证成本和使用性能的前提下，全面提高汽车摩擦材料的性能仍然是研究者们工作的重中之重。

国内汽车摩擦材料的发展相对国外滞后些，传统的石棉摩擦制动片在我国的使用时间长于发达国家，但随着我国经济的复苏和崛起，人民生活水平的提高，推动了我国汽车工业的发展。改革开放的浪潮更是为我们提供了许多与国外先进摩擦材料制造企业和汽车厂交流的机会，使我国的摩擦材料领域有了长足的发展，在玻璃纤维、钢纤维、有机纤维等的研究中，积累了大量的宝贵经验，为我国摩擦材料的研究奠定了坚实的基础。

刹车片广泛应用于机动车辆，摩擦材料是刹车片上的关键性材料，其性能好坏直接影响制动装置的制动效果。理想的摩擦材料应有良好的热稳定性，使刹车片在高温下摩擦系数变化小，热磨损小，提高工作可靠性，延长使用寿命；有较小的制动噪音，改善车辆舒适性，减小对环境的噪音污染；另外，还应有良好的机械强度、对偶面磨损较小、环保效果好。因此，研制新型的材料配方、改善摩擦材料的性能是刹车片的研究重点和方向。

玄武岩纤维类似于玻璃纤维，与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等高技术纤维相比，除了具有高技术纤维高强度、高模量的特点外，玄武岩纤维还具有耐高温性佳、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度、剪切强度高、良好的绝缘性能、高的奶腐蚀性和化学稳定性，适应于各种环境下使用等优异性能，且性价比好，是一种纯天然的无机非金属材料，也是一种可以满足国民经济基础产业发展需求的新的基础材料和高技术纤维。

发明内容

针对背景技术所述面临的种种问题，本发明的目的在于提供一种高速低载中摩擦系数玄武岩纤维增强摩擦材料，提高材料的耐磨性、承压性以及减小材料的摩擦系数，降低成本，同时硬度适中，更能满足摩擦材料的要求。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高速低载中摩擦系数玄武岩纤维增强摩擦材料，所述摩擦材料按照质量百分比包括如下组分：玄武岩纤维5-9％、钢纤维15％、矿物纤维4-10％、丁腈橡胶酚醛树脂10％、硫酸钡10％、铁矿8％、氧化铝3％、白云母6.25％、蛭石5％、石油焦14％、摩擦粉3.75％、石墨12％。

进一步地，所述玄武岩纤维摩擦材料按照质量百分比包括如下最佳组分：玄武岩纤维5％、钢纤维15％、矿物纤维8％、丁腈橡胶酚醛树脂10％、硫酸钡10％、铁矿8％、氧化铝3％、白云母6.25％、蛭石5％、石油焦14％、摩擦粉3.75％、石墨12％。

进一步地，所述玄武岩纤维增强摩擦材料采用摩擦磨损试验机测试，当试验机转速在3300r/min时，玄武岩纤维增强摩擦材料的摩擦系数μ为0.266-0.395，磨损量g为0.0-0.2,制动时间s为6.60-8.59，温度℃为59.2-87.9；当试验机转速在4200r/min时，玄武岩纤维增强摩擦材料的摩擦系数μ为0.208-0.330，磨损量g为0.0-0.1,制动时间s为10.57-13.92，温度℃为62.1-98.3；当试验机转速在5400r/min时，玄武岩纤维增强摩擦材料的摩擦系数μ为0.211-0.323，磨损量g为0.1,制动时间s为16.61-19，温度℃为65.0-89.3。