[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在审

专利信息
申请号: 202111298212.9 申请日: 2021-11-04
公开(公告)号: CN114110061A 公开(公告)日: 2022-03-01
发明(设计)人: 杨志杰;黎章杰;安鑫;叶彪;沈宇非;杨弘 申请(专利权)人: 武汉理工大学
主分类号: F16D69/02 分类号: F16D69/02;F16D69/00;C04B28/00;B22F3/14;B22F3/24;B22F5/00;B22F7/02
代理公司: 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 代理人: 张秋燕
地址: 430070 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 耐磨 仿生 双层 陶瓷 刹车片 及其 制备 方法
【说明书】:

发明公开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,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;所述耐磨调节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%。本发明所述仿生双层复合结构陶瓷刹车片,摩擦系数在高温下波动范围小,摩擦性能稳定,制动稳定并且具有较高的舒适性,材料磨损率低极大程度提高刹车片的使用寿命;仿生双层复合结构的摩擦界面层能够实现可控制备,具备优良的润滑性能与耐磨性能。

技术领域

本发明涉及一种仿生双层结构陶瓷刹车片及其制备方法,属于汽车零部件领域。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展,汽车朝着绿色制造、减能降排的方向发展,在对汽车制动系统提出越来越严苛的需求。刹车片作为制动系统最关键的零部件之一,主要是通过摩擦基材通过承受制动力产生摩擦效果实现车辆降速的目的。长期以来,汽车刹车片多使用半金属刹车片,半金属中含有大量的重金属物质,在制动过程中会释放出危害环境物质,这与我国朝着绿色环保理想相违背;而且,半金属刹车片在制动性能不稳定,材料硬度高、导热能力低、摩擦系数不稳定,制动过程中产生的制动噪声过大使舒适性大幅度降低。新能源汽车刹车片需要具有较好的稳定性,尽可能的提高刹车片的耐磨性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种耐磨降噪的仿生双层陶瓷刹车片,主要是通过在陶瓷刹车片两层添加不同含量的增强相石墨烯和润滑相多向复合晶体颗粒,同时,采用表面三角形沟槽填充耐磨调节材料,采用预成型-热压成型-三角沟槽成形-刹车片热处理等流程而成。本发明所制备的仿生双层陶瓷刹车片具有优异的耐磨降噪性能,且制备工艺简单易操作,能够满足节能减排、绿色环保的设计与制备原则。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为:

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%。

按上述方案,所述三角形沟槽的延伸方向为径向方向,所述三角沟槽的的槽深度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为ρ为25-36%。

按上述方案,所述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%。

按上述方案,所述基体层和接触层的基础成分均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均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%。

进一步地,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。

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