[发明专利]一种一体化石墨烯制动器及其制备方法

说明书

一种一体化石墨烯制动器及其制备方法，包括制动蹄（1）、摩擦衬片（2）和连接结构（3），制动蹄（1）包括平板状的或弧形的蹄板主体（1.1），所述连接结构（3）设于蹄板主体（1.1）的连接面（1.2），所述连接结构（3）包括交错设置或者重叠设置的凸起阵列（20）、凹坑阵列（10）和粗糙表面结构（30）；所述摩擦衬片（2）通过摩擦材料在所述连接面上压入所述连接结构（3）压制成型为厚度S的片材的同时通过连接结构（3）与制动蹄（1）一体连接。所述一体化石墨烯制动器及其制备方法，利用凹坑阵列、凸起阵列和粗糙表面结构协同作用，大大提高制动蹄与摩擦衬片的结合力的同时具有非常优秀的抗热衰退性能。

技术领域

本发明属于汽车特殊零件制造领域，是一种一体化石墨烯制动器及其制备方法。

背景技术

制动系统是汽车的关键部件之一，而刹车片的综合性能直接影响到制动系统的稳定性和可靠性。汽车高速化要求越来越高，相应对制动摩擦材料以及结构也提出了更加苛刻的要求。高性能刹车片有如下技术要求：①合适的摩擦系数μ，μ在0.35-0.4之间。μ0.35，刹车时会超过安全制动距离，μ0.4,刹车容易抱死。②可靠的抗热衰退性能，是指汽车在高速行驶或紧急制动时会产生瞬间300℃左右高温，在此高温状态下，刹车片的摩擦系数不会产生大幅度下降。有一款型号为EQ1094前型3类汽车用刹车片指定摩擦系数为0.40，在低温阶段其摩擦系数0.30，随着温度的升高，摩擦系数逐渐下降，特别是在300℃时，摩擦系数低至0.17。③满意的舒适性，包块制动感觉、噪音、粉尘、异味等，车主最关心刹车噪音。④合理寿命，正常行驶的车辆，前制动器刹车片不低于3万公里，后制动器刹车片不低于8万公里。

在制动蹄上提供摩擦材料，例如用于盘式制动器的制动片和用于鼓式制动器的制动蹄。摩擦材料被压在随车轮旋转的旋转体上，例如盘式转子或制动鼓，该旋转体制动车轮。摩擦材料在压制过程中通过摩擦加热。当摩擦材料由于温度升高而软化或热分解时，摩擦材料的摩擦系数降低，并且制动特性降低，例如制动衰减，从而使制动效果变差。

在结构上，制动器一般有刹车蹄铁和刹车片两部分组成，二者之间经受制动过程的强大剪切力。由于刹车片为未金属复合材料压制而成为片状，摩擦材料的制动表面通常被铆接到刹车块的背板上。因为必须得经受住制动过程中刹车块和刹车蹄之间相当大的剪切力，所以需要12-16个铆钉将刹车块连接到刹车蹄。通常采用与刹车蹄铁粘结固化连接，或者采用由先制好的摩擦材料块，打孔、铆钉铆接在刹车蹄铁上的铆接连接或螺栓连接。如岳阳市金源恒汽车零部件有限公司和南京航空航天大学溧水仿生产业研究院有限公司共同申请人公开的一种高性能无石棉刹车片(CN109488710A，20190319)，将摩擦粒料装载到模具中压制成型制得刹车片，并将刹车片用粘结剂与刹车蹄铁粘合，放入干燥箱中固化热处理，属于粘结固化连接方式。青岛神力制动材料有限公司公开了一种刹车片与刹车蹄铁连接结构(CN206309830U，20170707)，在压制成型刹车片时，刹车片2内预埋螺母3，并通过连接螺栓4将刹车片2与刹车蹄铁1固定连接，属于螺栓固定连接。上述铆钉铆接或螺栓连接的刹车蹄，铆钉磨掉后，就不能使用，摩擦材料浪费严重，因此使用寿命短。长时间制动后，刹车蹄磨损不均匀，铆钉局部磨损后，部分摩擦材料断裂，断裂后的制动器，不但制动性能差，而且断裂后的摩擦材料飞出，很容易给后车驾驶员造成致命伤害，酿成死亡事故。

因此，急需研究一种高性能的制动器，既有改进的连接结构，又有可靠的抗热衰退性能，是制约刹车片行业的瓶颈。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提出一种石墨烯制动器及其制备方法，采用石墨烯线改性线材料生产，能够解决制动蹄的摩擦材料连续刹车后，产生的高温导致制动失灵和摩擦材料的摩擦系数衰退和制动器长期使用后的机械性能缺陷造成的安全问题。

本发明是这样实现的，一种一体化石墨烯制动器，包括制动蹄，其特征在于，包括

制动蹄包括平板状的或弧形的蹄板主体，蹄板主体包括相对的底面和连接面；