[发明专利]一种低磨损型陶瓷基复合刹车材料的制备方法

说明书

本发明涉及汽车制动材料制备技术领域，具体涉及一种低磨损型陶瓷基复合刹车材料的制备方法。本发明以具有丰富孔隙结构的天然有机海绵作为原料，再从毛竹中抽取毛竹纤维束，将海绵和纤维束间隔叠放，之后通过倒钩针刺穿刺处理，使得毛竹纤维束呈垂直角度分布在海绵块间，得到复合体，将复合体炭化处理后再用甲基三氯硅烷蒸气熏蒸处理，在热力作用下发生原位沉积产生碳化硅晶体，之后在用正硅酸乙酯浸泡增密，高温烧结后得到碳化硅陶瓷刹车材料，本发明制得的刹车材料抗磨损性能好，摩擦系数高，不容易在刹车过程中超过额定刹车功率，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及汽车制动材料制备技术领域，具体涉及一种低磨损型陶瓷基复合刹车材料的制备方法。

背景技术

随着科技的进步和汽车工业的发展，汽车制造开始向轻量化、高寿命的方向发展，同时对汽车制动系统以及汽车的速度提出了越来越高的要求。摩擦材料作为汽车制动器摩擦传动制动装置的关键材料，其性能的好坏直接关系到汽车的安全性、稳定性以及驾驶人员的安全、财产等重大问题。理想的摩擦材料应具有较好的稳定性、较高的摩擦系数、较小的磨损率、刹车噪音小、使用寿命长等优点。

为了衡量材料的刹车性能水平，通常采用刹车功率（单位面积承受的能载）进行定量表征。单位面积的刹车功率是指在刹车过程中，在摩擦力作用下，单位时间内单位接触面积上所产生的摩擦热随着刹车速度和刹车压力的增加，刹车功率不断提高，摩擦表面的温度也越高。对于确定的材料体系，摩擦功率具有一个额定的临界值。在刹车能量低于临界值时，材料的摩擦系数能维持在比较稳定的状态；而当能量超过临界值时，摩擦面会出现局部过热现象并产生过热点，从而导致摩擦性能衰减。提高材料体系的导热系数和比热是提高材料的摩擦功率临界值的有效途径。

而目前常见的碳/碳复合刹车材料由于摩擦系数低，容易在刹车过程中超过额定刹车功率，使得刹车性能衰减，并且碳/碳复合刹车材料存在磨损率高的缺陷，因此，提供一种摩擦系数高，磨损率低的新型陶瓷基复合刹车材料对汽车制动材料制备技术领域具有积极的意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题，针对目前常见的碳/碳复合刹车材料由于摩擦系数低，容易在刹车过程中超过额定刹车功率，使得刹车性能衰减，并且碳/碳复合刹车材料存在磨损率高的缺陷，提供了一种低磨损型陶瓷基复合刹车材料的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种低磨损型陶瓷基复合刹车材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取象耳海绵裁剪成海绵块，依次用无水乙醇和去离子水反复冲洗，得到洗净后的海绵块，再称取毛竹，用篾刀将毛竹劈成毛竹青篾，将其浸入氢氧化钠溶液中加热煮沸处理，自然风干，得到预处理青篾；

（2）将上述预处理青篾用石磙反复碾压，人工抽取竹纤维束，将上述洗净后的海绵块平铺，再将竹纤维束以无序状铺置在海绵块上，控制竹纤维束铺置厚度，铺置结束后继续在竹纤维束层上叠放一层相同的海绵块，按一层海绵块一层竹纤维束层的顺序循环叠加，直至总厚度达到5～6cm，得到复合体；

（3）用倒钩刺针与复合体海绵块层呈直角方向刺穿复合体，并回拉倒钩刺针使得复合体中的无序竹纤维束垂直刺入相邻的海绵块层中，进行针刺处理，针刺处理结束后得到刹车材料预制体；

（4）将上述刹车材料预制体放入炭化炉中，在氮气保护状态下加热升温，保温炭化，得到炭化刹车材料预制体，将炭化刹车材料预制体放入反应器中，将甲基三氯硅烷加热升温直至沸腾，产生甲基三氯硅烷蒸气，以氢气作为载气将甲基三氯硅烷蒸气通入反应器中，对炭化刹车材料预制体熏蒸处理；

（5）待上述熏蒸处理结束后，取出熏蒸后的炭化刹车材料预制体放入电阻炉中，在氩气氛围下加热升温，保温处理，保温处理结束后，得到刹车材料粗品；