[发明专利]摩擦热自烧结耐磨擦材料

说明书

技术领域：

本发明属于交通运输机械、各种工程作业机械摩擦制动装置的摩擦材料领域，是低熔点化合物、工业废料和耐高温树脂在摩擦材料中的应用技术。本发明是利用摩擦热实现摩擦材料的二次固化，该项技术包括摩擦材料配方和压制工艺参数。

技术背景：

汽车的安全行驶和舒适驾驶已经成为现代汽车评价的重要指标。要达到制动系统的制动能力和车辆的行驶的安全性，对摩擦材料的基本要求是，必须具有足够大的摩擦系数，保证在安全刹程内平稳制动，同时具有足够的使用寿命。随着车辆速度的提高，其表面温度会达到300-500℃以上，这样，摩擦材料就必须具备很高的耐温性。

目前制动和传动装置中的摩擦衬片已形成四种类型：石棉基摩擦衬片、半金属摩擦制动衬片、无石棉摩擦制动衬片和金属基烧结摩擦制动衬片。

由于石棉是世界公认的强致癌物质，所以从上世纪七十年代开始，就出现了各种新型摩擦材料，这就是“半金属”和半金属混合型摩擦材料。

半金属型刹车片主要是采用粗糙的钢丝绒作为加固纤维，这种钢纤维的加入往往会使摩擦材料具有一定的锈蚀和磁性。钢纤维的强度和导热性，使得半金属型刹车片同传统的石棉型刹车片有着不同的制动特性。半金属型刹车片能承受较高的制动温度，同时它们在刹车时将热量从其表面上散发出去，这些摩擦热也会使刹车液受热而温度上升，对制动钳的活塞密封圈及回位弹簧产生一定的影响，会加快这些组件老化。半金属刹车片的最大缺点是材料中的高金属含量会损伤制动盘(鼓)的表面磨损，同时会产生较大的噪音。半金属摩擦材料中的大量金属纤维和金属颗粒，会使刹车鼓(盘)产生磨砺磨损和犁削。通过试验已经证明，这种刹车片对大型重载作业设备和运输设备的钢制刹车鼓(盘)是不合适的，其耐磨性及制动效果是以牺牲刹车鼓(盘)的寿命为代价的。

无石棉刹车材料可以用于鼓式或盘式制动器，就性能而言，无石棉刹车材料刹车片更接近石棉刹车片，它不像半金属刹车片那样具有良好的导热性和良好的高温可控性。无石棉刹车片的性能已经超过了石棉刹车片的性能，这主要是在抗摩性能及噪音等方面。石棉替代物主要有玻璃纤维、芳香族纤维、碳纤维、陶瓷纤维以及其他有机合成纤维等，制品的性能主要取决于纤维的类型及其它添加物。无石棉刹车片已基本完全达到相关标准规定的技术指标，正在逐步的扩大应用。目前已经出现了各种各样的无石棉刹车片，新型“环保剑麻纤维增强汽车刹车片”研制成功，碳碳复合摩擦材料在航天航空制动装置上成功的应用都为摩擦材料家族增添了新成员，但是由于其价格偏高难以在摩擦材料市场上推广应用。

制动摩擦材料是由粘合剂和多种添加剂组成的混合物，而刹车片的制动效能、使用寿命、耐温性主要取决于材料组分的科学组成及其相对比例。

石棉摩擦材料的主要成分是石棉、粘合剂(树脂或改性树脂)、调整剂、着色剂等。调整剂主要有：陶土、重晶石、硫酸钡、铬铁矿粉、玻纤、丁腈胶粉、氧化锌、硅灰石、石墨等。着色剂主要有：铁红、铁黑、铁黄、炭黑等。

无石棉摩擦材料除了石棉以外的上述材料外，是以大量的金属纤维和还原铁粉颗粒为主，对于高档摩擦材料还加入适量的碳纤维、芳伦纤维、聚氨酯纤维、二硫化钼、铜纤维、锡粉、铝粉、硫化锑等。

目前摩擦材料的压制温度一般为150-160℃，压制压力为18兆帕，后处理温度为150-180℃，后处理时间试制品的几何尺寸不同，一般在4-12小时以内。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述问题，利用摩擦材料二次固化的特性，确定可进行二次固化的粘合剂和能够进行陶瓷转化的低熔点化合物，而提出一种环保、无噪音的摩擦热自烧结耐磨擦材料。

本发明的技术方案包括：

原材料的组成和重量百分比是：粘合剂为10～16％、改性骨架材料为8～20％、摩擦稳定剂为10～20％、增韧纤维为10～25％、各类助剂为5～15％、烧结材料3～13％、增摩剂8～18％、短切玻纤2～8％、石油焦3～16％、焦炭粉4～16％。