一种增强型铝铜基复合摩擦材料制造技术

一种增强型铝铜基复合摩擦材料，由原料经混料、热压成型和固化工序加工制成，原料包括15-20重量份的铸造铝合金ZAlSi8MgBe粉末、8-10重量份的铜合金Cu30Ni15Mn粉末、8-10重量份的碳化硅、6-8重量份的钛酸钾纤维、5-6重量份的芳纶纤维、5-6重量份的氧化锆、3-4重量份的四针状氧化锌晶须、1-2重量份二硫化钼,1-2重量份硫酸钡，1-2重量份碳化钨，1.5-2重量份的丁腈橡胶，1-2重量份的纳米二氧化钛。本发明专利技术的基体材料用铝合金和铜合金来代替钢，由于铝合金和铜合金的散热性远远高于普通的钢，刹车摩擦时产生的热量能够及时散失，降低刹车片表面的温度，从而减轻了高温热衰退性，且磨损率很小；同时经过实验验证，使用时噪音频率在450Hz以下，在车内基本听不见明显的噪音。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种增强型铝铜基复合摩擦材料，由原料经混料、热压成型和固化工序加工制成，原料包括15-20重量份的铸造铝合金ZAlSi8MgBe粉末、8-10重量份的铜合金Cu30Ni15Mn粉末、8-10重量份的碳化硅、6-8重量份的钛酸钾纤维、5-6重量份的芳纶纤维、5-6重量份的氧化锆、3-4重量份的四针状氧化锌晶须、1-2重量份二硫化钼,1-2重量份硫酸钡，1-2重量份碳化钨，1.5-2重量份的丁腈橡胶，1-2重量份的纳米二氧化钛。本专利技术的基体材料用铝合金和铜合金来代替钢，由于铝合金和铜合金的散热性远远高于普通的钢，刹车摩擦时产生的热量能够及时散失，降低刹车片表面的温度，从而减轻了高温热衰退性，且磨损率很小；同时经过实验验证，使用时噪音频率在450Hz以下，在车内基本听不见明显的噪音。【专利说明】一种增强型铝铜基复合摩擦材料
本专利技术涉及新材料领域，具体是一种增强型铝铜基复合摩擦材料。
技术介绍
目前制作刹车片的摩擦材料主要分为传统石棉型刹车片、金属混合型刹车片和陶 瓷基摩擦材料刹车片。其中石棉型刹车片突出问题是强度低、热稳定性差、易磨损，已逐渐 被淘汰；金属混合型刹车片目前仍然是刹车片的主要类型，主要材料钢纤维作为增强纤维， 由于金属含量较高，其导热性和强度有了一定提高，但是由于现在城市以及高速公路道路 路况较好，同时家用轿车的普及，良好的路况导致汽车车速较快，当刹车时刹车片承受的应 力更大，钢制刹车片其一噪音大，其二由于散热性一般，表面温度过高导致热衰退明显并且 磨损严重，使用寿命大大缩短并且容易出现安全事故。随着汽车技术的高速发展，其对制动 安全性有了更高的要求，现有的摩擦材料刹车片由于材料搭配缺乏科学的设计，仍然存在 高速衰退、高温衰退、稳定性、噪音和振动以及使用寿命的低等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种摩擦性能好、低噪音、且减 轻了高温热衰退性并提高使用寿命的增强型铝铜基复合摩擦材料。 为了实现上述目的，本专利技术提出如下技术方案：由原料经混料、热压成型和固化工 序加工制成，原料包括15-20重量份的铸造铝合金ZAlSi8MgBe粉末、8-10重量份的铜合 金Cu30Nil5Mn粉末、8-10重量份的碳化硅、6-8重量份的钛酸钾纤维、5-6重量份的芳纶 纤维、5-6重量份的氧化锆、3-4重量份的四针状氧化锌晶须、1-2重量份二硫化钥，1-2重 量份硫酸钡，1-2重量份碳化钨，1. 5-2重量份的丁腈橡胶，1-2重量份的纳米二氧化钛；所 述的碳化硅的粒径10-12 μ m，所述的钛酸钾纤维长度为16-18 μ m，所述的芳纶纤维长度为 2-2. 5mm、单丝直径为8-10 μ m，所述的四针状氧化锌晶须的长度为10-12 μ m、根部直径为 1-1. 5 μ m，所述的氧化锆粒径为3-5 μ m，所述二硫化钥粒径为20-30nm，所述的碳化钨的粒 径为2〇-3(^111，所述的纳米二氧化钛粒径为15-3〇11111。 上述方案进一步优化为：原料包括20重量份的铸造铝合金ZAlSi8MgBe粉末、8重 量份的铜合金Cu30Nil5Mn粉末、9重量份的碳化硅、7重量份的钛酸钾纤维、5重量份的芳 纶纤维、6重量份的氧化锆、4重量份的四针状氧化锌晶须、1重量份二硫化钥、2重量份硫酸 钡、2重量份碳化钨、1. 5重量份的丁腈橡胶、1重量份的纳米二氧化钛。 本专利技术的基体材料用铝合金和铜合金来代替钢，由于铝合金和铜合金的散热性远 远高于普通的钢，刹车摩擦时产生的热量能够及时散失，降低刹车片表面的温度，从而减轻 了高温热衰退性，并且在温度高达到600度时，其摩擦系数仍能稳定在0. 45左右；通过在复 合材料加入SiC，不仅可以改善复合材料热稳定性、机械性能以及耐磨性，而且还可以提高 复合材料的耐热性和抗蠕变性能，并能够降低热膨胀系数；由于纤维的高强度和刚度以及 良好的导热性，利用这些优点，将芳纶纤维复合到合金基体中，提高材料的的摩擦性能和机 械性能。研究表明，由于基体与其它材料接触发生摩擦而产生磨损时,纤维能起到很好的承 载作用，会在对偶件表面形成均匀连续的转移膜，从而复合材料的耐磨性得到了显著提高； 纳米二氧化钛（Ti〇2)具有特有的纳米尺寸效应、大的比表面积、有着较强的界面相互作用， 其能够与芳纶纤维、玻璃纤维相结合填充，起到协同作用，Ti〇 2能够提高复合材料的承载能 力，弥补纤维组分填充不到的贫瘠纤维区，从而提高复合材料的耐磨性能。增强粒子四针状 氧化锌晶须的立体的晶型结构分散在基体中能起骨架作用，独特的三维空间结构使其与基 体的抓着力更大，增强效果更显著，使抗拉强度明显增加，而且横向和纵向抗拉强度数值基 本相同，各向同性地加强基体材料的机械性能，显著地改善基体强度和加工性能。总之由于 在合金基体材料中增加了各种增强离子以及纤维，提高了刹车片的强度使磨损率大幅度较 少；同时经过试验验证，使用时噪音频率在450Hz以下，在车内基本听不见明显的噪音。本 地专利技术具有配料成分少，生产工艺简单的优点，其制备的刹车片解决了现有刹车片存在的 问题，能够较好的防止高速衰退、高温衰退，且具有较好稳定性和使用寿命长的优点。 【具体实施方式】 实施例1 一种增强型铝铜基复合摩擦材料，由原料经混料、热压成型（200-250Mpa，8-10分钟） 和固化工序（350-380摄氏度固溶3-4小时，水冷，220-240摄氏度固溶-时效处理7-8小 时）加工制成，原料包括15重量份的铸造铝合金ZAlSi8MgBe粉末、10重量份的铜合金 Cu30Nil5Mn粉末、10重量份的碳化硅、6重量份的钛酸钾纤维、6重量份的芳纶纤维、6重量 份的氧化锆、3重量份的四针状氧化锌晶须、2重量份二硫化钥、2重量份硫酸钡、2重量份碳 化钨、1. 5重量份的丁腈橡胶、1重量份的纳米二氧化钛；碳化硅的粒径10 μ m，钛酸钾纤维 长度为18 μ m,芳给纤维长度为2mm、单丝直径为10 μ m,四针状氧化锌晶须的长度为12 μ m、 根部直径为1 μ m，氧化锫粒径为5 μ m，二硫化钥粒径为20nm，碳化鹤的粒径为30 μ m，纳米 二氧化钛粒径为30nm。 实施例2 一种增强型铝铜基复合摩擦材料，由原料经混料、热压成型和固化工序加工制成，原料 包括20重量份的铸造铝合金ZAlSi8MgBe粉末、10重量份的铜合金Cu30Nil5Mn粉末、8重 量份的碳化硅、8重量份的钛酸钾纤维、5重量份的芳纶纤维、5重量份的氧化锆、4重量份的 四针状氧化锌晶须、1重量份二硫化钥、2重量份硫酸钡、1重量份碳化钨、2重量份的丁腈橡 胶、2重量份的纳米二氧化钛；碳化硅的粒径12 μ m，钛酸钾纤维长度为16 μ m，芳纶纤维长 度为2. 5mm、单丝直径为8 μ m,四针状氧化锌晶须的长度为10 μ m、根部直径为1. 5 μ m,氧化 锫粒径为3 μ m，二硫化钥粒径为30nm，碳化鹤的粒径为20 μ m，纳米二氧化钛粒径为15nm。 实施例3， 一种增强型铝铜基复合摩擦材料，由原料经混料、热压成型和固化工序加工制成，原料 包括25重量份的铸造铝合金ZAlSi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强型铝铜基复合摩擦材料，由原料经混料、热压成型和固化工序加工制成，其特征是：原料包括15‑20重量份的铸造铝合金ZAlSi8MgBe粉末、8‑10重量份的铜合金Cu30Ni15Mn粉末、8‑10重量份的碳化硅、6‑8重量份的钛酸钾纤维、5‑6重量份的芳纶纤维、5‑6重量份的氧化锆、3‑4重量份的四针状氧化锌晶须、1‑2重量份二硫化钼,1‑2重量份硫酸钡，1‑2重量份碳化钨，1.5‑2重量份的丁腈橡胶，1‑2重量份的纳米二氧化钛；所述的碳化硅的粒径10‑12μm，所述的钛酸钾纤维长度为16‑18μm，所述的芳纶纤维长度为2‑2.5mm、单丝直径为8‑10μm，所述的四针状氧化锌晶须的长度为10‑12μm、根部直径为1‑1.5μm，所述的氧化锆粒径为3‑5μm，所述二硫化钼粒径为20‑30nm，所述的碳化钨的粒径为20‑30μm，所述的纳米二氧化钛粒径为15‑30nm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟红琳，
申请(专利权)人：孟红琳，
类型：发明
国别省市：山东;37