[发明专利]制动片加工过程中磨屑的循环利用方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种制动片加工过程中产生的磨削粉尘循环再利用的方法。

背景技术：

制动片(刹车片)是汽车行走系关键零部件的主动性安全件，其作用是确保车辆刹车或减速时制动灵敏、安全可靠。它不仅运用于汽车行走部分制动系统，其摩擦材料也适用于铁路机车、石油钻井、航空航天等领域，行业关联度大，具有广阔的市场应用空间和产业化前景。制动片作为摩阻材料，利用相互摩擦来吸收动能，并将动能转化为热能的能量转换，因此制动片在刹车制动时，都会导致明显的温度上升，所以刹车片配方中原材料采用要综合考虑摩擦磨损特性、并具有合适的强度、硬度、孔隙率、耐热性等综合性能，为达到良好的性能指标，常常采用一些昂贵的原材料如芳纶纤维、人造石墨、摩擦粉等一些合成原材料，需要消耗很大能源和矿物资源。制动片通常由粘接剂(酚醛树脂、橡胶等)、增强材料(芳纶纤维、紫铜纤维、钢纤维、陶瓷纤维等)、摩擦性能调节剂(人造石墨、MoS₂、摩擦粉、-195石墨、Al₂O₃、金属硫化物等)和填料(硫酸钡、碳酸钙等)组成，由以上金属纤维或金属粉末、无机矿物纤维、无机矿物粉末和有机合成材料等各种状态原材料，复合加工后，制动片具有一定摩擦磨损特性，要求摩擦系数稳定、热衰退小，过恢复性小、磨耗低等综合特性。但制动片在加工过程中，由于工作面的磨削、开槽、倒角等工序，会产生15％的磨削粉尘，既产生很大环境污染，又浪费宝贵的物质资源。

发明内容：

本发明的目的是提供一种制动片加工过程中磨屑的循环利用方法，解决制动片生产过程中磨削粉尘的废弃问题，避免环境污染，合理重复循环利用，提高经济效益。

本发明的目的是以如下方式实现的：为合理利用刹车片生产废料——磨削粉尘，对磨削粉尘物理成分及特性进行了分析、检验；磨削粉尘中有些摩擦材料已经参加了物理化学反应，材料功能已经丧失，在循环使用过程中会增加摩擦材料热衰退及影响热稳定性等不良影响，如固化的酚醛树脂；某些摩擦材料经过生产加工后，物理形态发生改变，而部分物理特性、化学性能还存在，如钢棉纤维、人造石墨等；为循环利用磨削粉尘，利用了部分摩擦材料的不变特性或性能功能转移可利用性，在配方设计过程中，将磨削粉尘作为一维摩擦材料使用，通过与配方中二维、三维摩擦材料合理搭配，配方优化，经过硫化、热处理后，定速和CHASE性能试验，摩擦磨损性能稳定、摩擦系数波动(散差)降低15％，热衰退小，磨耗降低20％以上，并且降低摩擦材料成本15％以上，提高了刹车片性价比，同时解决了磨削粉尘对周围环境的污染。

制动片的材料组成：制动片的配料按质量由粘接剂5-10％、增强材料10-30％、摩擦性能调节剂10-35％、填料8-25％、磨削粉尘25-65％复合而成；其中粘接剂为酚醛树脂和橡胶中的一种或混合物；增强材料为芳纶纤维、紫铜纤维、钢纤维和陶瓷纤维的一种或一种以上或多种的混合物；摩擦性能调节剂为人造石墨、MoS₂、-195石墨、Al₂O₃、金属硫化物和摩擦粉的一种或一种以上或多种的混合物；填料为硫酸钡或碳酸钙或两者的混合物；磨削粉尘为上次切削后的粉尘料。

制动片生产方法为：将配制称量好的摩擦材料倒入犁耙式混料机中均匀搅拌混合5分钟，放入模具中压制8-10分钟，保持单位压力为15-20Mpa，取出压制成型的制动片进行热处理，热处理程序依次为140℃保持1h、165℃保持2h、180℃保持2h、195℃保持1h，然后冷却至常温，按照GB5763-1998和SAEJ661标准程序进行定速和CHASE试验。

不加磨削粉尘和加磨削粉尘制成的制动片的摩擦性能对比见下表：

经过大量试验与配方调整，将磨削粉尘作为一维摩擦材料配合其它功能材料使用，生产过程中产生的磨削粉尘全部回收利用，杜绝了对环境污染。实验数据见附图。

本发明的有益效果是：将废料合理重复循环利用，避免环境污染，并且使产品摩擦系数稳定性、一致性明显改进，摩擦系数波动降低15％，热衰退小，摩擦性能稳定性提高15％以上，磨耗降低20％以上，同时降低了生产成本15％，提高了经济效益。

附图说明：

图1是原配方实验数据图。

图2是加磨削粉尘配方的实验数据图。

具体实施方式：

首先称取酚醛树脂1.5kg、丁睛橡胶粉1.0kg、钢纤维5.5kg、-195石墨1.75kg、人造石墨1.5kg、Al₂O₃0.125kg、BaSO₄3.75kg、磨削粉尘8.125kg，倒入犁杷式混料机内均匀搅拌5分钟，配成含有磨削粉尘的摩擦材料，然后放入模具中压制8-10分钟，保持单位压力15-20Mpa，压制成型后取出制动片进行热处理，热处理程序依次为140℃保持1h、165℃保持2h、180℃保持2h、195℃保持1h，然后冷却至常温，按照GB5763-1998和SAE J661标准程序进行定速和CHASE试验。