[发明专利]一种高性能低铜刹车片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种刹车片的制备方法，属于动力机械技术领域，具体涉及一种高性能低铜刹车片的制备方法。

背景技术

目前市场上有多种用于矿井提升机、重型工程机械或者重型冲床等重型机械的制动器的摩擦材料，这些摩擦材料通常由增强材料、粘结剂、填充料和摩擦性能调节剂四大部分组成，粘结剂是摩擦材料中的重要组成部分，影响摩擦材料热衰退性能、恢复性能以及耐磨损性能，目前普通使用的由环氧树脂和酚醛树脂等。增强材料主要在摩擦材料中起增强剂的作用，目前普遍使用的是添加石棉、铜纤维等。填充剂主要为了提高摩擦材料的摩擦力矩和摩擦系数，增加摩擦材料的耐磨损系数，通常通过添加铜粉等金属粉末加以实现。摩擦性能调节剂主要通过石墨等进行减噪和提高摩擦材料的耐磨系数。

但随着人们对刹车性能及刹车片的环保性能的提高，传统的刹车片摩擦材料中铜的含量越来越受到限制。据了解，美国加利福利亚州和华盛顿州已经于2010年就在摩擦材料中限制和最终禁止使用铜和重金属的规定通过了州立法，其中规定：到2021年铜含量要求小于5%（重量百分比），到2025年铜含量要求小于0.5%（重量百分比），实际是2025年以后禁止使用铜。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种低铜的高性能低铜刹车片的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种高性能低铜刹车片的制备方法，所述的刹车片由摩擦材料经过压制而成；包括以下步骤：

a、配料：摩擦材料的各原料按配方计量精确后，将石英、氧化镁、二硫化钼、芳纶纤维、紫铜纤维、碳纤维、硫酸钡、硅酸镁、氧化铝、石油磺酸钠、钛酸酯偶联剂加入搅拌器中；

b、混料：将上述原料混合均匀；

c、烘干：将混合均匀后的原料放入烘箱中，以3-4℃/min的速度逐渐升温至180-200℃，并保持180-200℃的温度2-3h。

d、压制：将酚醛树脂、硬脂酸铝和月硅酸加入到烘干后的原料中，搅拌均匀后，送入压模装置中，设定压制时间、温度和压力，进行压制。

e、热处理定型：将烘箱内的温度升温至170-200℃，保持3-5h；

f、平磨：将刹车片的两面进行平磨，要求两面平行，误差不大于0.05%；

g、检测，包装。

优选的，所述的刹车片的摩擦材料的各组分重量百分比为：石英3-5%、氧化镁3-8%、二硫化钼5-10%、芳纶纤维2-5%、紫铜纤维2-5%、碳纤维5-15%、硫酸钡5-10%、硅酸镁3-7%、氧化铝2-5%、酚醛树脂20-35%、石油磺酸钠3-5%、钛酸酯偶联剂1-2%、硬脂酸铝3-8%、月硅酸5-10%。

优选的，以所述的步骤d中压制7.0mm厚度的刹车片为例，压模装置的参数设定为：压制时间20-40min、温度130-160℃、压力30-50MPa。

芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，广泛应用于复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域。芳纶全称为聚对苯二甲酰对苯二胺，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。芳纶的发现，被认为是材料界一个非常重要的历史进程。

芳纶纤维的突出优点是具有很好的热稳定性，当温度达到500℃时，才发生热分解，并且芳纶纤维的密度比石棉纤维的小，将芳纶纤维切断成短纤维，经过研磨原纤化，使其表面呈蓬松的毛羽状，纤维表面积增大，经过处理后的纤维具有很好的吸附性。在使用过程中，芳纶纤维呈现出摩擦系数稳定，磨损率低，强度好的特性。

紫铜纤维具有金属单质铜的硬度，耐磨损，导热性好等优点，在刹车片中添加紫铜纤维可以起到提高摩擦系数的稳定性，降低磨损率的作用，同时，高温软化的紫铜纤维还可以对在刹车过程中损失的粘合剂起到一定的补偿作用。