[发明专利]一种耐磨降噪的仿生双层陶瓷刹车片及其制备方法

权利要求书

1.一种耐磨降噪的仿生双层耐磨陶瓷刹车片，包括基体层和位于基体层上方的接触层，其特征在于接触层开设有间接排列的三角沟槽，三角沟槽中填充耐磨调节材料；所述耐磨条件材料按质量百分比计包括如下原料混合而成：锆英粉8-15％、氧化石墨烯2-3％、铝粉0.5-5％、锡粉12-20％、银粉2-9％、二硫化钼5-8％、硫化锑8-13％、亚麻油改性酚醛树脂10-19％、碳酸钙25-39％。

2.根据权利要求1所述的一种耐磨降噪的仿生双层耐磨陶瓷刹车片，其特征在于所述三角形沟槽的延伸方向为径向方向，所述三角沟槽的槽深度h为3.75-5.25mm，槽宽度w为1.25-2.15mm，相邻两个沟槽之间的间距弧度γ为π/60～π/30；耐磨调节材料体积占接触层总体积的比值ρ为25-36％。

3.根据权利要求1所述的一种双层复合结构陶瓷刹车片，其特征在于以基体层和接触层的总厚度为100％计，接触层的厚度为25-35％，基体层的厚度为65-75％。

4.根据权利要求1所述的一种耐磨降噪的仿生双层陶瓷刹车片，其特征在于所述基体层和接触层的基础成分按质量百分比计包括：陶瓷纤维20-30％，亚麻油改性酚醛树脂12-15％，芳纶纤维5-8％，矿物纤维8-13％，铜纤维1-2％，无机黏合剂16-22％，丁腈橡胶胶粉末7-10％，硫化锌1-3％，钛酸钾晶须20-25％；所述基体层和接触层除了基础成分外还包括石墨烯和多向组合晶体颗粒，接触层中石墨烯和多向组合晶体颗粒的含量分别为基础成分总质量的2-3％和8-11％，基体层中石墨烯和多向组合晶体颗粒的含量分别为基础成分总质量的1-2％和4-6％。

5.根据权利要求4所述的双层复合结构陶瓷刹车片，其特征在于所述多向组合晶体颗粒的制备工艺如下：按质量百分比计，将原料硅酸铝空心球10-13％、碳酸钙晶须7-15％、钛酸钾晶须15-25％、硫化锑10-20％、硼粉16-25％、钼粉15-25％均匀混合，原料粉末粒径为65-75μm，然后利用熔炼炉使原料熔融，熔融温度为500-600℃，保温2-3小时，保护气为氩气；然后通过对辊挤压机进行颗粒分散，其辊筒表面温度为70-80℃，时间为15-25分钟，得到多向组合晶体颗粒，粒径范围为35-45μm。

6.根据权利要求1所述的耐磨降噪的仿生双层陶瓷刹车片的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

S1)预成型：将基体层和接触层的原料以及耐磨调节材料的原料分别混合均匀，得到基体层的原料混合物、接触层的原料混合物以及耐磨调节材料的原料混合物；

S2)热压成型：将基体层的原料混合物、接触层的原料混合物依次填充到模具中，并分别施加5-10MPa进行预成型；将所得预成型的料坯置于热处理炉中，氮气保护环境下，以10-15℃/min温度上升至550-650℃，热压压力设置为120MPa-180MPa，冷却至室温脱模，得到仿生双层陶瓷刹车片坯料；

S3)三角沟槽成形与填充：对陶瓷刹车坯料通过精密刀具切割，在接触层形成三角形沟槽，然后在三角形沟槽填充耐磨调节材料，填充好后置于8-12MPa压力下的热压模具中，在高温真空炉中熔化，温度为250-300℃，保温时间为15-20分钟，真空度为0.8-1.2×10^-3Pa，随炉冷却，得到填充耐磨调节材料的仿生双层陶瓷刹车片坯料；

S4)刹车片热处理，将S3)所得仿生双层陶瓷刹车片坯料按照如下过程进行热处理：首先升温至137-150℃保温2.5-4小时，然后升温到165-180℃保温6-7.5小时，再升温到195-205℃保温1.5-1.8小时，最后冷却至室温，再进行后处理，得到耐磨降噪的仿生双层陶瓷刹车片。

7.根据权利要求6所述的耐磨降噪的仿生双层陶瓷刹车片的制备方法，其特征在于S2)热压成型分段进行，加热温度从室温25-30℃到250-300℃，保温5-10分钟，再加热到550-650℃，保温5-10分钟，加热过程中保持压力为80-120MPa。

8.根据权利要求6所述的耐磨降噪的仿生双层陶瓷刹车片的制备方法，其特征在于后处理过程为：使用自动磨床对刹车片进行磨削、开槽、倒角处理，通过磨床后段时，并采用相应的设备进行消磁、清表面理处理，并采用静电喷涂工艺对刹车片进行喷涂。