一种复合矿物纤维增强型制动器衬片及其制备工艺和专用设备制造技术

本发明专利技术属于刹车片的制备技术领域，具体地讲公开了一种复合矿物纤维增强型制动器衬片及其制备工艺和专用设备。该复合矿物纤维增强型制动器衬片以含有海泡石纤维、硅灰石针状纤维、改性矿渣棉构成的复合矿物纤维、粘合剂、润滑剂、填料为原料经过钢背的制备、衬片材料的配制、冷压成型、热压固化、热处理、磨平面和喷漆烘干等工序制备而成，该制动器衬片由复合矿物纤维做增强材料，并且在该工艺中加入了制动器衬片的冷压成型工序，使得制备出的刹车片内部结构热应力分布均匀，克服了在使用过程中易产生膨胀和龟裂等现象的缺陷；利用该工艺生产制动器衬片还具有成本低和生产效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于刹车片的制备
，具体地讲公开了一种复合矿物纤维增强型制动器衬片及其制备工艺和专用设备。
技术介绍
摩擦材料制品主要为制动器衬片(俗称刹车片)和离合器面片，主要应用于汽车等各种车辆和工程机械上。由于石棉粉尘对人体健康有害，当前，国际上绝大多数先进国家的摩擦材料工业已完全禁止使用传统的石棉材料。我国规定自2003年10月起，刹车片中也不能再使用石棉。目前国内、外最常用的非石棉型刹车片是半金属刹车片，其增强材料主要采为钢纤维和铁粉。但半金属刹车片也存在着易生锈、比重大(密度为2.5-3g/cm3)、质地硬、易产生制动噪音、对制动盘和鼓磨损大、摩擦系数不稳定(温度在100℃-350℃时μ为0.32-0.42)、易造成制动液过热等诸多的缺陷。另外专利申请号为200510012626.5、公告号为CN1710302的专利技术专利申请公开了一种增强型制动衬片，该增强型制动衬片所采用的增强材料为陶瓷纤维。该增强型制动衬片具有增强性能好、摩擦系数大的优点，但由于陶瓷纤维质地较脆，因此所制备成的制动衬片的磨损率较高，从而导致其使用寿命较短。目前，增强型制动器衬片的制备有两种工艺。一种工艺——如专利号为96115295.8、公告号为CN1165255、名称为一种刹车片的专利技术专利公开的工艺。其刹车片的制备工序为钢背的裁制，刹车片衬片的捏合，原材料包括干燥、粉碎的预处理，向预热的模具中涂脱模剂、填加涂有粘合剂的钢背和预处理的衬片物料后加热加压一次热压成型等工序。利用该工艺制备盘式刹车片则存在以下缺点该工艺中的填模工序是将粉状的衬片的混料直接填入模具中加热与钢背粘合在一起，由于粉状的衬片混料的传热不均，温度梯度大，会使得粉状混料得不到均匀的化学反应和物理形状的均匀变化，导致制备出的刹车片内部结构热应力分布不均，制备出的刹车片在使用过程中易产生膨胀和龟裂等不可克服之缺陷；该工艺尽管使得刹车片一次成型，但由于制备刹车片的模具太厚且笨重、使得热压时间较长、功耗高，因此还存在着生产效率低的缺陷(一台生产设备只能生产20只左右/小时)。另一种刹车片的制备工艺的制造工序为裁制钢背、刹车片衬片的配料和混料、刹车片衬片热压成型，然后用粘合剂将二者粘合在一起。利用该工艺制备盘式刹车片，在使用过程中则存在着钢背和刹车片衬片易脱落的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种质轻、摩擦系数高而稳定、热衰退小、强度高、能减少制动噪音的复合矿物纤维增强型制动器衬片。本专利技术的另一目的就是提供一种刹车片内部结构热应力分布均匀、工艺简单的复合矿物纤维增强型制动器衬片的制备工艺。本专利技术的第三目的就是提供一种生产效率高的制备复合矿物纤维增强型制动器衬片的专用设备。实现本专利技术所提出的第一目的的技术方案为一种复合矿物纤维增强型制动器衬片，基本由30-45重量份的复合矿物纤维、10-20重量份的粘合剂、10-20重量份的润滑剂、15-30重量份的填料和3-8重量份的提高摩擦系数的材料构成。另外，所述的复合矿物纤维含有海泡石纤维、硅灰石针状纤维、改性矿渣棉。制备上述复合矿物纤维增强型制动器衬片的制备工艺包括有下列工序第一步 钢背的制备裁制钢背，对需粘贴衬片的表面进行处理并涂酚醛树脂类接合剂； 第二步 衬片材料的配制对衬片所需的材料进行粉碎、干燥、混合等预处理；第三步 冷压成型将制备好的衬片材料和钢背填入模具的模腔中，压制成型；第四步 热压固化将冷压成型的刹车片置入硫化模具中热压固化；第五步 热处理将硫化成型的刹车片进行热处理；第六步 磨平面利用喷沙的方法将钢背非需粘贴衬片的表面进行喷沙抛光处理；第七步 喷漆烘干即将上述抛光的钢背进行喷漆烘干并包装。其中，所述的热压固化的温度为135℃-160℃，时间为10-15分钟；所述的热处理的时间为6-10小时；所述的热处理工序为分段升温工艺，即热处理的温度和时间为由140℃起始，每升高20℃后直至180℃间，保持恒温25-30分钟，从180℃起每升高20℃后，保持恒温1.5--2.5小时，直至温度升至240℃止。在上述制备复合矿物纤维增强型制动器衬片的工艺中使用的专用设备包括冷压成型机构和热压固化的硫化机构。其中，所述的冷压成型机构包括压力机构和平台，所述的压力机构上设置有至少一个上模，所述的平台上固定有与上模对应的可移位的下模，所述的平台设置有定位机构和型孔；所述的热压固化的硫化机构的结构包括压力平板和工作平台，二者间设置有若干层连接有热源具有加热功能的加热板，开有若干模腔的模具板可插入所述的加热板间完成置于模腔中刹车片的硫化成型；所述的热压固化的硫化机构中的加热板间连接有拉伸机构。本专利技术所提供的复合矿物纤维增强型制动器衬片及其制备工艺和专用设备与现有技术相比，具有以下优点其一，由于它主要采用多种矿物纤维和耐高温有机纤维作为刹车片的主体增强材料，不含钢纤维和铁粉，这种刹车片具有质轻、摩擦系数高而稳定、热衰退小、强度高、能减少制动噪音和价格低(仅为为芳纶的1/60、钢纤维的2/3、陶瓷纤维的1/10)等优点，克服了半金属刹车片的上述缺点，能更好地满足汽车制动要求，其主要性能对比如下 其二，由于在复合矿物纤维增强型制动器衬片热压成型前，增加了将衬片的粉末材料填模后进行冷压成型，并使得衬片在物理条件下被压缩粘合在钢背上的工序，因此使得成型的刹车片进行加热固化硫化时内部传热均匀、温度梯度较小，制备出的衬片内部结构热应力分布均匀，避免了在使用过程中易产生膨胀和龟裂等现象的缺陷；其三，对衬片先冷压后再进行加热固化硫化处理时，热压模具的厚度是一次成型工艺模具厚度的三分之一，因此对已经成型的衬片进行加热固化时热传导加快，整个热压固化的时间仅为一次成型工艺的二分之一，功耗大大降低；其四，该工艺提供的设备可以使得加热固化工序连续化，与一次成型工艺相当的液压机一次能够对至少六十只(120只左右/小时)的衬片进行加热固化，大大提高了生产效率。附图说明图1为冷压成型机构的结构示意图；图2为用于冷压成型机构的模具结构示意图；图3为热压固化硫化机构的结构示意图；图4为用于热压固化硫化机构模具的结构示意图；图5为冷压成型的刹车片坯的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术提供的复合矿物纤维增强型制动器衬片及其制备工艺和专用设备作进一步的详细说明如图1和图2所示为复合矿物纤维增强型制动器衬片的制备工艺中冷压成型工序中使用的成型机构的结构示意图和模具的结构示意图。即冷压成型机构包括设置有两个(可以为1个或多个)上模2的压力机构1和设置有定位机构并用于固定与上模2对应的可移位的下模3的平台4，该平台4上设置有与下模的模腔6对应的型孔5。如图3和图4所示为复合矿物纤维增强型制动器衬片的制备工艺中热压固化工序中使用的硫化机构的结构示意图和硫化机构模具的结构示意图。即热压固化的硫化机构的结构包括压力平板7和工作平台8，二者间设置有6层(其层数根据需要设定)具有热源9的加热板10，开有十个(可根据需要设置多个)第二模腔11的模具板12可插入加热板10间，完成置于模腔中刹车片坯13的硫化成型。利用上述专用设备制备复合矿物纤维增强型制动器衬片的工序为实施例1第一步 钢背的制备即钢背的裁制利用冲床冲制成成型的刹车片钢背，通过清洗、打磨对其表面进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合矿物纤维增强型制动器衬片，其特征在于：基本由３０－４５重量份的复合矿物纤维、１０－２０重量份的粘合剂、１０－２０重量份的润滑剂、１５－３０重量份的填料和３－８重量份的提高摩擦系数的材料构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦钧，杨凤岭，王文菲，汤希庆，贾春旭，
申请(专利权)人：河北正大摩擦制动材料有限公司，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]