类陶瓷摩擦材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种类陶瓷摩擦材料及其制备方法，用于解决现有方法制备的摩擦材料耐热性差的技术问题。技术方案是该摩擦材料组分中采用粉末硅酸盐无机粘结剂取代现有技术中的有机粘结剂，制备类陶瓷耐高温摩擦材料，提高了摩擦材料的抗热衰退性能。类陶瓷摩擦材料的制备方法采用有机合成摩擦材料的制备工艺，干法混料、低温处理，制备出了具有陶瓷特性的摩擦材料，通过在定速试验机上测试，结果表明400℃时摩擦系数无衰减。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种摩擦材料，特别是涉及ー种类陶瓷摩擦材料；还涉及这种类陶瓷摩擦材料的制备方法。
技术介绍
汽车制动用摩擦材料主要是通过摩擦降低摩擦材料和被它贴合部件之间的相对运动，将动能转化成热能，然后将热量吸收或者散发掉。汽车エ业发展的高速化、重载化，相应的对制动摩擦材料的要求也越来越苛刻。以轿车为例，当车速分别以50 100 200km/h的情况下制动，制动的热负荷则分别达到67. 5 270 1080千卡，制动材料的吸收能基 本上与车速的平方成正比；为保证汽车高速下的稳定性和制动安全性，降低汽车重心，制动比缩小，热容量也相应减少，而盘式摩擦材料的表面积却只有鼓式的1/4 1/6，导致单位表面积的能量负荷增加4 6倍，摩擦副表面闪温可高达1000°C，因此新型耐高温摩擦材料的研制更为迫切。汽车制动系统主要使用半金属摩擦材料、无石棉有机摩擦材料(NAO)以及少量摩擦材料等。石棉在加工、使用中其粉尘具有致癌作用，因此石棉基刹车片在西方エ业国家已被禁用，我国也已限制该类材料的使用。半金属摩擦材料、无石棉有机摩擦材料具有制备エ艺简单、摩擦系数稳定、性能可控性好的特点，但是耐热性较差，350°C下就发生热衰退现象。文献I “专利公开号是CN101792654A的中国专利”公开了ー种陶瓷基/NAO复合摩擦材料及制备方法。这种摩擦材料选用酚醛树脂4-11%、芳纶纤维0. 5-8%、硅氧陶瓷纤维2-15%、钛酸钾纤维3-25%、氧化钙5-20%、铜3_20%、硫酸钡3-30%作为骨架材料，这类摩擦材料选用了耐高温的陶瓷纤维以提高其耐热性，但是由于粘结剂(酚醛树脂)的限制，在温度高于350°C时就会发生热衰退，磨损率增加，最高使用温度不高于400°C。文献2 “专利公开号是CN01115331. 8的中国专利”公开了ー种含钢纤维的金属陶瓷摩擦材料及制造方法，材料的组成是铜粉和锡粉53 69%，短切钢纤维10 40%，铁粉0 10%，无机氧化物或矿物3 8%，石墨5 12%，ニ硫化钥0 4%。制造エ艺为150 300MPa压カ下冷压成型，在还原气体保护下进行烧结，烧结温度700 920°C、压カI 2MPa、时间3 8小吋。这类金属陶瓷摩擦材料的耐热性能良好，在500°C工作条件下不会发生热衰退；但是制备过程エ艺条件比较复杂，成本高。
技术实现思路
为了克服现有的摩擦材料耐热性差的不足，本专利技术提供ー种类陶瓷摩擦材料。该摩擦材料组分中采用粉末硅酸盐无机粘结剂取代现有技术中的有机粘结剂，制备类陶瓷耐高温摩擦材料，可以提高摩擦材料的抗热衰退性能。本专利技术还提供这种类陶瓷摩擦材料的制备方法。该方法采用有机合成摩擦材料的制备エ艺，干法混料、低温处理，可以制备出具有陶瓷特性的摩擦材料，通过在定速试验机上测试，结果表明400°C时摩擦系数无衰減。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是ー种类陶瓷摩擦材料，其特点是由重量百分比为20-25%的增强纤维、重量百分比为45-50%的无机粘合剂粉末硅酸盐、重量百分比为18-20%的摩擦改性剂和重量百分比为11-13%的填料制备而成，组合物中各组分的重量百分比之和是100%。所述增强纤维是聚丙烯腈基碳纤维、浙青基碳纤维、铜纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、非石棉矿物纤维或钢纤维的任几种混合物；所述摩擦改性剂是石墨、ニ硫化钥、三氧化ニ铝、ニ氧化硅、碳化硅、氮化硅或氮化硼的任几种混合物；所述填料是氧化锌、硫酸钡、高岭土、碳酸钙、萤石粉、矿粉、铬铁矿、氧化镁或硅藻土的任几种混合物。ー种上述类陶瓷摩擦材料的制备方法，其特点是包括以下步骤将重量百分比为11-13%的填料和重量百分比为20-25%的增强纤维添加到混料器中混合均匀，然后加入重量百分比为45-50%的无机粘合剂、重量百分比为18-20%的摩擦改性剂混合均匀；在室温下将混合料放入模具中加压成型，成型压カ30-40MPa，保压时间为60-120s/mm ;成型后放入程序控温鼓风干燥箱中进行热处理。本专利技术的有益效果是由于该摩擦材料组分中采用粉末硅酸盐无机粘结剂取代现有技术中的有机粘结剂，制备类陶瓷耐高温摩擦材料，提高了摩擦材料的抗热衰退性能。类陶瓷摩擦材料的制备方法采用有机合成摩擦材料的制备エ艺，干法混料、低温处理，制备出了具有陶瓷特性的摩擦材料，通过在定速试验机上测试，结果表明400°C时摩擦系数无衰减。下面结合实施例对本专利技术作详细说明。具体实施例方式实施例I :原材料组成填料52g，包括硫酸钡20g、高岭土 5g、碳酸钙3g、萤石粉10g、矿粉4g、铬铁矿5g、氧化镁5g ;摩擦改性剂22g，包括石墨12g、三氧化ニ铝5g、碳化硅5g ;增强纤维46g，包括浙青基碳纤维15g、芳纶纤维2g、陶瓷纤维15g、玻璃纤维14g ;粉末娃酸盐无机粘结剂80g。制备エ艺将填料52g和增强纤维46g添加入混料器中混合均匀，然后加入粉末无机硅酸盐粘合剂80g、摩擦改性剂22g混合均匀；在室温下将混合料放入模具中加压成型，成型压カ20MPa，保压时间为120s/mm;将成型后的毛坯放入程序控温鼓风干燥箱中，开启鼓风机，进行热处理。实施例2 :原材料组成填料42 g，包括氧化锌5g、硫酸钡20g、氧化镁5g、硅藻土5g、萤石粉5g、矿粉2g ;摩擦改性剂18g，包括石墨9g、三氧化ニ铝4g、ニ氧化硅5g ;增强纤维20g，包括聚丙烯腈基碳纤维5g、玻璃纤维5g、钢纤维8. 5g、芳纶纤维I. 5g ;粉末硅酸盐无机粘结剂120g。制备エ艺将填料42g和增强纤 维20g添加入混料器中混合均匀，然后加入粉末无机硅酸盐粘合剂120g、摩擦改性剂18g混合均匀；在室温下将混合料放入模具中加压成型，成型压カ30MPa，保压时间为lOOs/mm;将成型后的毛坯放入程序控温鼓风干燥箱中，开启鼓风机，进行热处理。实施例3 :原材料组成填料30g,包括氧化锌4g、硫酸钡12g、高岭土 4g、碳酸I丐4g、萤石粉6g ;摩擦改性剂Og ;增强纤维60g，包括聚丙烯腈基碳纤维15g、芳纶纤维2g、铜纤维10g、玻璃纤维8g、非石棉矿物纤维25g ;粉末娃酸盐无机粘结剂110g。制备エ艺将填料30g和增强纤维60g添加入混料器中混合均匀，然后加入粉末无机硅酸盐粘合剂IlOg混合均匀；在室温下将混合料放入模具中加压成型，成型压カ60MPa，保压时间为60s/mm ;将成型后的毛坯放入程序控温鼓风干燥箱中，开启鼓风机，进行热处理。实施例4 :原材料组成填料12g，包括硫酸钡5g、高岭土 2g、碳酸钙2g、萤石粉2g、矿粉Ig ;摩擦改性剂30g,包括ニ硫化钥18g、氮化娃6g、氮化硼6g ;增强纤维50g,包括聚丙 烯腈基碳纤维10g、浙青基碳纤维10g、芳纟仑纤维2g、非石棉矿物纤维28g ;粉末娃酸盐无机粘结剂108g。制备エ艺将填料12g和增强纤维50g添加入混料器中混合均匀，然后加入粉末无机硅酸盐粘合剂108g、摩擦改性剂30g混合均匀；在室温下将混合料放入模具中加压成型，成型压カ40MPa，保压时间为80s/mm ;将成型后的毛坯放入程序控温鼓风干燥箱中，开启鼓风机，进行热处理。实施例5 :原材料组成填料42g，包括硫酸钡15g、高岭土 5g、碳酸钙5g、萤石粉Sg、矿粉5g、硅藻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付业伟，施俭亮，李贺军，齐乐华，朱文婷，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：