一种无金属镶嵌的刹车片及其生产工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种无金属镶嵌的刹车片及其生产工艺，该刹车片通过各原料组分的合理选择及配比，特别是控制无机物与有机物的比例并调节无机物的种类，以使各组分间产生协同配合作用，使得刹车片具有热稳定性好、抗冲击强度高、耐磨损、硬度适中且不产生金属镶嵌、不磨损对偶的特点，并且本发明专利技术的刹车片的密度较小，在同等体积条件下的自重轻，也即是由其制造刹车片时的材料用量少，因而在不牺牲刹车片性能的前提下可有效降低刹车片的生产成本。可见，本发明专利技术的摩擦材料能够适用于更高速度、更大热负荷和载客量的轨道车辆的制动。

Metal free embedded brake pad and its production process

The invention provides a brake sheet and production process thereof without metal inlay, the brake pads by selecting the raw material component and ratio, especially the control types of inorganic and organic matters and adjust the proportion of inorganic material, in order to make the components produce synergy effects, makes the brake has the characteristics of heat good stability, high impact strength, abrasion resistance, moderate hardness and does not produce metal mosaic, do not wear the dual, and the brake of lower density, weight under the same volume of light, which is made of the brake disk material consumption, so the premise of brake pads without sacrificing performance the brake pad can effectively reduce production costs. Therefore, the friction material of the invention can be applied to the braking of the rail vehicle with higher speed, higher heat load and passenger capacity.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料
，具体涉及一种无金属镶嵌的刹车片及其生产工艺。
技术介绍
目前，北京、上海、广州、深圳已经建成了初具规模的城市轨道交通网络，其他城市也都制定了各自的网络发展规划，可以说中国城市轨道交通网络化运营时代已经到来。自铁路机车货车、城市轨道交通车辆使用以来，金属镶嵌问题就普遍存在，严重时会造成车轮温度过高而发生冒烟、轮箍松动、轮箍脱落等重大事故，随着我国城市轨道交通网络的快速发展及不断增加，由此造成的问题也受到了人们越来越多的重视。金属镶嵌是指在车辆刹车时刹车片和刹车对偶件接触的位置会由于制动力摩擦而产生部分含金属粉尘，这些粉尘会通过空气、雨水吸附在摩擦片上从而造成刹车片被金属镶嵌，金属镶嵌的形成会导致对偶件的损伤进而影响制动安全，因此研究与开发无金属镶嵌的制动刹车片已成为当前的重要课题之一。例如，中国专利文献CN105524316A公开了一种无重金属的摩擦材料，以重量份计包括如下原料：钢纤维20-30份、矿物纤维5-15份、改性酚醛树脂5-15份、丁腈橡胶10-15份、丁苯橡胶10-15份、石墨2-3份、二硫化钼3-4份、硫酸钡5-8份、芳纶1-5份、重质碳酸钙1-5份、重质氧化镁1-5份、白刚玉1-3份、碳化硅3-4份。利用上述材料制得的刹车片虽然在一定程度上能够减少对制动盘的磨损，同时还具有较高的硬度、良好的耐冲击强度和抗压性能，但不足的是，上述刹车片在长期使用过程中仍会产生一定的金属镶嵌而对制动盘造成磨损，此外上述刹车片在连续制动过程中的热衰退现象严重，紧急制动距离过长，且磨耗量较大，尚不能满足高速列车的制动需求。专利技术内容本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有的刹车片会产生金属镶嵌和热衰退现象以及磨耗量大的缺陷，进而提供一种热稳定性好、磨耗量小且无金属镶嵌的刹车片及其生产工艺。为此，本专利技术实现上述目的的技术方案为：一种摩擦材料，其原料以重量份数计包括如下组分：钢纤维5-10份、改性酚醛树脂10-15份、丁腈橡胶8-12份、丁苯橡胶10-12份、石墨5-10份、氧化钼1-5份、云母5-10份、重晶石5-10份、芳纶3-5份、氢氧化钙2-5份、重质氧化镁2-5份、白刚玉1-2份、碳化硅1-2份、炭黑1-2份。优选地，所述摩擦材料的原料以重量份数计包括如下组分：钢纤维5.5-9份、硼改性酚醛树脂11.2-14.5份、丁腈橡胶8.6-11.8份、丁苯橡胶10.4-11.2份、石墨5.6-9份、氧化钼1.9-4.5份、云母6-9.2份、重晶石5.3-9.5份、芳纶3.5-4.5份、氢氧化钙2.2-4.6份、重质氧化镁2.6-4.8份、白刚玉1.2-1.7份、碳化硅1.1-1.6份、炭黑1.1-1.8份。更优选地，所述摩擦材料的原料以重量份数计包括如下组分：钢纤维6.6份、硼改性酚醛树脂13份、丁腈橡胶11份、丁苯橡胶10.8份、石墨7.3份、氧化钼3份、云母6.5份、重晶石8.9份、芳纶4份、氢氧化钙3份、重质氧化镁3.5份、白刚玉1.4份、碳化硅1.3份、炭黑1.6份。更优选地，所述摩擦材料的原料以重量份数计包括如下组分：钢纤维7.5份、硼改性酚醛树脂11.5份、丁腈橡胶10份、丁苯橡胶10.4份、石墨5.6份、氧化钼1.9份、云母7.3份、重晶石6份、芳纶4.2份、氢氧化钙2.5份、重质氧化镁4.4份、白刚玉1.7份、碳化硅1.5份、炭黑1.8份。更优选地，所述摩擦材料的原料以重量份数计包括如下组分：钢纤维8.2份、硼改性酚醛树脂14份、丁腈橡胶9份、丁苯橡胶11份、石墨8.5份、氧化钼4.1份、云母8.8份、重晶石7.5份、芳纶3.5份、氢氧化钙4份、重质氧化镁2.6份、白刚玉1.5份、碳化硅1.6份、炭黑1.3份。一种无金属镶嵌的刹车片，包括上述摩擦材料。一种上述无金属镶嵌的刹车片的生产工艺，包括如下步骤：(1)将上述各组分按比例混合形成混合料；(2)对所述混合料进行压制，得到毛坯；(3)将所述毛坯加热固化，制得刹车片。优选地，步骤(2)中进行压制时的压力为6～9MPa，时间为200～300s。优选地，步骤(3)的加热温度为160～200℃，固化时间为20～26h。与现有技术相比，本专利技术的上述技术方案具有如下优点：1、本专利技术提供的摩擦材料，通过各原料组分的合理选择及配比，特别是控制无机物与有机物的比例并调节无机物的种类，以使各组分间产生协同配合作用，最终使得由本专利技术的摩擦材料制得的刹车片具有热稳定性好、抗冲击强度高、耐磨损、硬度适中且不产生金属镶嵌、不磨损对偶的特点，并且本专利技术的摩擦材料的密度较小，在同等体积条件下的自重轻，也即是由其制造刹车片时的材料用量少，因而在不牺牲刹车片性能的前提下可有效降低刹车片的生产成本。可见，本专利技术的摩擦材料能够适用于更高速度、更大热负荷和载客量的轨道车辆的制动。本专利技术的摩擦材料中，氧化钼作为润滑组元，可用于高温稳定摩擦系数且不伤对偶，同时氧化钼还可与高温分解的酚醛树脂产生交联反应，抑制温度的持续上升，具有阻燃性。氢氧化钙在配方中可避免金属生锈，同时在材料的压制固化时可吸收由树脂橡胶等有机物产生的低分子及油性物质，减少分层、起包的现象；另外由于氢氧化钙自身的硬度较低，莫氏硬度只有2.5，其与重晶石的配合可有效降低对对偶的磨损及抑制金属镶嵌的产生。作为橡胶补强剂的炭黑的加入，可使橡胶的拉伸强度、撕裂强度及耐磨耗性等均得到明显提高。2、本专利技术提供的无金属镶嵌的刹车片的生产工艺，通过采用本专利技术的摩擦材料作为生产刹车片的原材料，利用材料自身优异的力学性能和热稳定性，可降低压制时的压力，以便于刹车片的大规模工业化生产。具体实施方式下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。实施例1本实施例提供了一种摩擦材料，其原料包括如下组分：钢纤维7.5g、改性酚醛树脂10g、丁腈橡胶12g、丁苯橡胶10g、石墨7.5g、氧化钼3g、云母5g、重晶石10g、芳纶3g、氢氧化钙5g、重质氧化镁3.5g、白刚玉1.5g、碳化硅2g、炭黑1g。采用上述摩擦材料制造刹车片的方法，包括如下步骤：分别称取上述各原料组分并混合均匀以形成混合料，将该混合料置于模具中施加6MPa的压力压制250s得到毛坯，再将此毛坯加热至170℃固化20h，制得刹车片A。实施例2本实施例提供了一种摩擦材料，其原料包括如下组分：钢纤维10g、硼改性酚醛树脂12.5g、丁腈橡胶8g、丁苯橡胶11g、石墨10g、氧化钼1g、云母7.5g、重晶石5g、芳纶5g、氢氧化钙2g、重质氧化镁2g、白刚玉1g、碳化硅1.5g、炭黑1.5g。采用上述摩擦材料制造刹车片的方法，包括如下步骤：分别称取上述各原料组分并混合均匀以形成混合料，将该混合料置于模具中施加7MPa的压力压制220s得到毛坯，再将此毛坯加热至160℃固化25h，制得刹车片B。实施例3本实施例提供了一种摩擦材料，其原料包括如下组分：钢纤维5g、硼改性酚醛树脂15g、丁腈橡胶1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦材料，其原料以重量份数计包括如下组分：钢纤维5‑10份、改性酚醛树脂10‑15份、丁腈橡胶8‑12份、丁苯橡胶10‑12份、石墨5‑10份、氧化钼1‑5份、云母5‑10份、重晶石5‑10份、芳纶3‑5份、氢氧化钙2‑5份、重质氧化镁2‑5份、白刚玉1‑2份、碳化硅1‑2份、炭黑1‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种摩擦材料，其原料以重量份数计包括如下组分：钢纤维5-10份、改性酚醛树脂10-15份、丁腈橡胶8-12份、丁苯橡胶10-12份、石墨5-10份、氧化钼1-5份、云母5-10份、重晶石5-10份、芳纶3-5份、氢氧化钙2-5份、重质氧化镁2-5份、白刚玉1-2份、碳化硅1-2份、炭黑1-2份。2.根据权利要求1所述的摩擦材料，其特征在于，包括：钢纤维5.5-9份、硼改性酚醛树脂11.2-14.5份、丁腈橡胶8.6-11.8份、丁苯橡胶10.4-11.2份、石墨5.6-9份、氧化钼1.9-4.5份、云母6-9.2份、重晶石5.3-9.5份、芳纶3.5-4.5份、氢氧化钙2.2-4.6份、重质氧化镁2.6-4.8份、白刚玉1.2-1.7份、碳化硅1.1-1.6份、炭黑1.1-1.8份。3.根据权利要求1或2所述的摩擦材料，其特征在于，包括：钢纤维6.6份、硼改性酚醛树脂13份、丁腈橡胶11份、丁苯橡胶10.8份、石墨7.3份、氧化钼3份、云母6.5份、重晶石8.9份、芳纶4份、氢氧化钙3份、重质氧化镁3.5份、白刚玉1.4份、碳化硅1.3份、炭黑1.6份。4.根据权利要求1或2所述的摩擦材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佩芳，李想，
申请(专利权)人：北京天宜上佳新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11