一种陶瓷制动片及其制备方法与流程

1.本发明涉及摩擦材料技术领域，具体为一种陶瓷制动片及其制备方法。

背景技术：

2.制动片，也叫刹车片，在汽车的制动系统中，制动片是最关键的安全零件，所有刹车效果的好坏都是制动片起着决定性的作用。制动片一般由钢板、粘结隔热层和摩擦块构成，摩擦块主要由摩擦材料、黏合剂组成，制动时被挤压在制动盘和制动鼓上产生摩擦，从而达到车辆减速刹车的目的。
3.现有的商用车制动片存在以下缺陷：
4.1)现市场上商用车刹车片耐磨性能一般、使用公里数一般达到6万-10万公里刹车片到达报警位。商用车高性能陶瓷制动片耐磨性能高、使用公里数12-15万公里。
5.2)一般行驶中的制动产生的瞬间温度就在250℃左右，如果高速行驶状态下紧急制动稳定也就在350℃上下，一般不会超过450℃普通市场刹车片在400-500℃失去了性能。商用车高性能陶瓷制动片耐高温可达到600℃以上。
6.3)现在汽车刹车片都采用了无石棉材料，石棉材料因纤维较长，其吸附力也更好，但是易致癌。并且无石棉刹车片中主要起摩擦作用的原材料中的纤维类物质长度短，更容易被磨削脱落，即更容易掉灰。产生粉尘量相比于石棉偏高。
7.针对现有技术的缺陷，申请人研发出一种商用车高性能陶瓷制动片及其工业化制备方法，采用无石棉类材料，采用一种新型材料，具有磨损率低、耐磨不容易掉灰，绿环保的优点。与此同时，该陶瓷制动片具备耐磨强度高、制备工艺简单、用户使用成本低的优点。

技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种陶瓷制动片及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的目前刹车片存在的摩擦强度较低，批量化生产的流程复杂，成本高昂的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种陶瓷制动片，包括按照质量百分比计算的以下组分：沉淀硫酸钡10～16份、芳纶1～3份、钢纤维1～5份，锆英粉2～8份、煅烧石油焦4～8份、摩擦粉1～4份、聚酰亚胺树脂7～12％、丁晴2～8％，鳞片石墨2～8份、人造石墨2～8份、硫酸钙晶须5～10份、黄蛭石1～6份、冰晶石3～8份、硫化锑2～6份、高温煅烧氧化铝0～4份。
10.优选的，聚酰亚胺树脂的质量占比为10％。
11.优选的，沉淀硫酸钡中硫酸钡的质量百分比不低于85％。
12.优选的，锆英粉中锆的质量百分比不低于63％。
13.优选的，煅烧石油焦为40-60目，含c量不低于98％的煅烧石油焦原料。
14.优选的，黄蛭石为40～60目的黄蛭石。
15.优选的，鳞片石墨为大片鳞片石墨，且在100目过筛碳含量85％。
16.一种陶瓷制动片制备方法，包括以下步骤：
17.步骤一：混料与压制，将准备好的原材料按照一定比例进行配比，后放入350kg混料机内将原材料混合13分钟，充分搅拌均匀；
18.步骤二：热处理，压机温度升到190℃
±
10℃，压机程序调节为压制6次，放5次气，执行以下操作：保压15秒，放气5秒；保压15秒，放气5秒；保压10秒，放气5秒；保压10秒，放气5秒；保压10秒放气5秒；保压1200秒；根据压制产品称规定重量混合料，混合料放进模腔、扒匀，放入定制好的钢背，按照上述程序设定执行压制；
19.步骤三：后加工，将经过上述步骤得到的毛坯件进行后加工得到市售产品，具体包括：
20.1)打磨，使用盘片钢背打磨以去除钢背表面的杂物；
21.2)组合磨，使用组合磨床磨和切槽，按照图纸加工成需要形状；
22.3)喷塑，对产品表面进行喷塑处理，对钢背表面和产品侧面喷漆；
23.4)印标外检，按照客户要求将产品型号、生产日期和追溯性信息印刷至其表面；
24.5)过塑包装，过塑包装成市售产品。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.该种陶瓷制动片及其制备方法，包括按照质量百分比计算的以下组分：沉淀硫酸钡10～16份、芳纶1～3份、钢纤维1～5份，锆英粉2～8份、煅烧石油焦4～8份、摩擦粉1～4份、聚酰亚胺树脂7～12％、丁晴2～8％，鳞片石墨2～8份、人造石墨2～8份、硫酸钙晶须5～10份、黄蛭石1～6份、冰晶石3～8份、硫化锑2～6份、高温煅烧氧化铝0～4份，其中主要组分中的聚酰亚胺树脂具有耐高温600℃以上高温的性质，而普通树脂400℃左右就会失效，因此相比于常规制动片，其耐高温、耐磨强度高的优点，通过混料与压制、热处理和后加工等步骤即可实现批量生产，具有生产工艺简单，用户使用成本低的优点。
附图说明
27.图1为本发明方法流程图。
28.图2为本发明的方法生产的高性能陶瓷制动片在10℃室温下的摩擦性能试验数据表；
29.图3为本发明的方法生产的高性能陶瓷制动片在10℃室温下的摩擦性能曲线图；
30.图4为21℃室温下常规配方工艺生产的汽车制动器衬片的摩擦性能试验数据表。
31.图5为21℃室温下常规配方工艺生产的汽车制动器衬片的摩擦性能曲线图。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.本发明提供一种技术方案：一种陶瓷制动片，其配方配比为：
34.沉淀硫酸钡(≥85％)：10-16，芳纶：1-3％，钢纤维(钢棉)：1-5％，锆英粉(锆≥63％)：2-8，煅烧石油焦(40-60目，c≥98％)：4-8％，摩擦粉：1-4％，聚酰亚胺树脂：7-12％，丁晴：2-8％，大片鳞片石墨(-185)：2-8％，人造石墨：2-8％，硫酸钙晶须：5-10％，黄蛭石
(40-60目)：1-6，冰晶石：3-8％，硫化锑：2-6％，高温煅烧氧化铝：0-4％。相比于限购技术，七曜改进点在于主要组分中包含7～12％的聚酰亚胺树脂，该树脂具有耐高温600℃以上高温的性质，而普通树脂400℃左右就会失效，因此相比于常规制动片，其耐高温性能大大提升。
35.请参阅图1，其生产流程主要包括：混料、压制、热处理、打磨、组合磨、喷塑、印标、外检、过塑和包装等。具体来说：
36.一、混料：将准备好的原材料按照一定比例进行配比，后放入350kg混料机内将原材料混合13分钟，充分搅拌均匀。
37.压制：压机温度升到190℃
±
10℃。
38.压机程序调节为压制6次，放5次气(根据产品大小和投料而定)
39.第一次保压15秒，放气5秒。第二次保压15秒，放气5秒。第三次保压10秒，放气5秒。第四次保压10秒，放气5秒。第五次保压10秒放气5秒。第六次终保20分钟(1200秒)。
40.400t压机压机压力18mpa(根据产品大小和投料而定)，每个循环出6片。
41.根据压制产品称规定重量混合料，混合料放进模腔、扒匀。放入定制好的钢背。按照上述程序设定执行压制。
42.二、固化：产品按照规定数量摆放，逐框放进烘箱。
43.烘箱程序设定：室温经过2h升到100℃，100℃保持1h，再经过2h温度由100℃升到160℃，160℃保持2h，经过1h将温度由160℃升到180℃，180℃保持2h，经过1h将温度由180℃升到200℃，200℃保持8h，之后程序停止，打开烘箱，常温冷却。整个过程经历19h。
44.三、后加工：
45.盘片钢背打磨：去除钢背表面的杂物
46.组合磨床磨和切槽：按照图纸加工需要形状
47.产品表面喷塑：钢背表面和产品侧面喷漆
48.产品印标：产品型号、生产日期追溯性(及客户要求)
49.产品过塑、包装。
50.该种陶瓷制动片及其制备方法，包括按照质量百分比计算的以下组分：沉淀硫酸钡10～16份、芳纶1～3份、钢纤维1～5份，锆英粉2～8份、煅烧石油焦4～8份、摩擦粉1～4份、聚酰亚胺树脂7～12％、丁晴2～8％，鳞片石墨2～8份、人造石墨2～8份、硫酸钙晶须5～10份、黄蛭石1～6份、冰晶石3～8份、硫化锑2～6份、高温煅烧氧化铝0～4份，具有耐磨强度高的优点，通过混料与压制、热处理和后加工等步骤即可实现批量生产，具有生产工艺简单，用户使用成本低的优点。
51.经过投入市场后，相比于普通制动片，使用寿命提升2倍左右，经过实践检验验证了本方案提供的商用车的高性能陶瓷制动片材料具有制动性能好，使用寿命高的优点。
52.为了对本方法生产的回收料汽车制动器衬片的摩擦性能进行验证，在压紧力为0.98mpa、对偶材质ht250/hb185的情况下，采用标准gb5736-2008，通过xd-msm摩擦性能试验机对其摩擦性能进行了测试，测试结果件图2，然后在同样条件下，对于常规配方工艺生产的汽车制动器衬片的摩擦性能也进行了实验，图3位于摩擦性能曲线图，图4和图5分别为21℃室温下常规配方工艺生产的汽车制动器衬片的摩擦性能试验数据表曲线图，对比发现采用回收料的汽车制动器衬片没有出现裂纹、凸起等，摩擦面也没有明显划伤(重量磨损
0.45g)，其它配方产品磨损一般在1.1g左右，相比之下，本配方产品的使用寿命有着明显优势，且具体性能参数也明显好于后面两者。
53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种陶瓷制动片，其特征在于，包括按照质量百分比计算的以下组分：沉淀硫酸钡10～16份、芳纶1～3份、钢纤维1～5份，锆英粉2～8份、煅烧石油焦4～8份、摩擦粉1～4份、聚酰亚胺树脂7～12％、丁晴2～8％，鳞片石墨2～8份、人造石墨2～8份、硫酸钙晶须5～10份、黄蛭石1～6份、冰晶石3～8份、硫化锑2～6份、高温煅烧氧化铝0～4份。2.根据权利要求1所述的一种陶瓷制动片，其特征在于，所述聚酰亚胺树脂质量占比为10％。3.根据权利要求1所述的一种陶瓷制动片，其特征在于，所述沉淀硫酸钡中硫酸钡的质量百分比不低于85％。4.根据权利要求1所述的一种陶瓷制动片，其特征在于，锆英粉中锆的质量百分比不低于63％。5.根据权利要求1所述的一种陶瓷制动片，其特征在于，所述煅烧石油焦为40-60目，含c量不低于98％的煅烧石油焦原料。6.根据权利要求1所述的一种陶瓷制动片，其特征在于，所述黄蛭石为40～60目的黄蛭石。7.根据权利要求1所述的一种陶瓷制动片，其特征在于，所述鳞片石墨为大片鳞片石墨，且在100目过筛碳含量85％。8.一种陶瓷制动片制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：混料与压制，将准备好的原材料按照一定比例进行配比，后放入350kg混料机内将原材料混合13分钟，充分搅拌均匀；步骤二：热处理，压机温度升到190℃
±
10℃，压机程序调节为压制6次，放5次气，执行以下操作：保压15秒，放气5秒；保压15秒，放气5秒；保压10秒，放气5秒；保压10秒，放气5秒；保压10秒放气5秒；保压1200秒；根据压制产品称规定重量混合料，混合料放进模腔、扒匀，放入定制好的钢背，按照上述程序设定执行压制；步骤三：后加工，将经过上述步骤得到的毛坯件进行后加工得到市售产品，具体包括：1)打磨，使用盘片钢背打磨以去除钢背表面的杂物；2)组合磨，使用组合磨床磨和切槽，按照图纸加工成需要形状；3)喷塑，对产品表面进行喷塑处理，对钢背表面和产品侧面喷漆；4)印标外检，按照客户要求将产品型号、生产日期和追溯性信息印刷至其表面；5)过塑包装，过塑包装成市售产品。

技术总结

本发明公开了一种陶瓷制动片及其制备方法，包括按照质量百分比计算的以下组分：沉淀硫酸钡10～16份、芳纶1～3份、钢纤维1～5份，锆英粉2～8份、煅烧石油焦4～8份、摩擦粉1～4份、聚酰亚胺树脂7～12％、丁晴2～8％，鳞片石墨2～8份、人造石墨2～8份、硫酸钙晶须5～10份、黄蛭石1～6份、冰晶石3～8份、硫化锑2～6份、高温煅烧氧化铝0～4份，具有耐磨强度高的优点，通过混料与压制、热处理和后加工等步骤即可实现批量生产，具有生产工艺简单，生产成本低的优点。点。点。