[发明专利]一种环保型陶瓷基摩擦材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保型陶瓷基摩擦材料。

背景技术

当今世界随着科技进步，更多的新技术应用于汽车制造领域，也使得汽车朝着高速高载方向发展 ；同时人们也对舒适性提出了特别高的要求。对制动技术要求的提高，也不仅仅是表现在保证安全方面。摩擦材料产品应在满足制动要求的基础上还应满足低噪音，高寿命，低粉尘，不攻击对偶等要求。

随着各个国家环境保护意识的增强，对环境保护的力度越来越大，纷纷推出各自的法规要求，对摩擦材料的组成提出限制。如欧洲 REACH 法规对铅及其化合物，六价铬及其化合物，镉及其化合物，汞及其化合物等重金属以及提出了限制要求 ；鉴于摩擦材料中的铜为环境中铜污染的重要来源，美国加利福尼亚州通过法规对铜提出了限用要求，2021 年摩擦材料中铜含量需要低于5%，2025年摩擦材料中铜含量低于0.5%。摩擦材料在满足性能和舒适性的基础上，同时也要满足各个国家提出的越来越严力的环境法规要求。

这就对制动材料提出更加苛刻的要求，在某些工况下，盘式制动器制动时瞬时温度可达到 200 ? 400 摄氏度，在高速运动模式下频繁制动，温度高达 600 摄氏度以上，如何能够使在停刹间隙把积聚的热量快速散发出去，这就需要摩擦材料具有较高的导热系数，与此同时材料还需有良好的摩擦磨损性能， 这样才能提高制动材料的使用寿命。

铜及其合金材料黄铜和青铜制作而成的粉或者纤维成为一种常规的摩擦材料的添加剂。主要是利用铜质材料质软，具有自润滑特性，同时还具有良好的导热性，导热系数高，利于摩擦产生的热量快速地散去，且有利于形成摩擦转移膜面，同时铜纤维具有增强效果。但其同石棉一样，作为摩擦材料添加组分，尽管有优异的性能，也因为新的环保法规的要求，将要退出历史舞台。

纵观摩擦材料使用历程，乘用车制动材料材料发展经历了半金属，低金属，陶瓷基摩擦材料的历程。半金属配方具有良好的导热性和耐高负荷性，强度高，成本低，技术成熟等特点被广泛应用。但也存在硬度高，易攻击对偶，容易产生噪音，容易锈蚀，速度敏感性差等问题。低金属配方摩擦性能高，制动反应灵敏，具有较好的压缩性，因金属含量较半金属低，硬度较低，不易攻击对偶。但也存在磨损大，落粉严重以及噪音等缺陷。陶瓷基摩擦材料耐高温、热衰退好、耐磨性能优异、具有较好噪音和振动性能，非常适合高性能乘用车的制动要求。但现有陶瓷基刹车片性能不够稳定，很多刹车片在高温时，其摩擦性能易衰退、容易出现抱死或拖磨现象。同时由于组分搭配不合理，出现金属镶嵌现象。有时甚至出现摩擦材料膨胀，摩擦表面裂纹等严重质量问题 ；同时由于对铜使用的限制，传统的含铜摩擦材料竟不能够满足新的环保要求。

因此急需开发一种无铜、无金属环保、具备多孔性结构原料，在各种极端工况条件下仍然具有稳定的摩擦性能，驾驶舒适性好、制动噪音小、耐磨性能好、对摩擦对偶磨损小的陶瓷基摩擦材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环保型陶瓷基摩擦材料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种环保型陶瓷基摩擦材料，其特征在于，包括下列重量份数的物质：腰果壳油改性酚醛树脂16-31份，碳纤维3-18份，有机硅改性酚醛树脂12-30份，石墨25-60份，二硫化钼3-9份，滑石粉11-14份，云母3-9份，锆英石5-18份，陶瓷纤维35-60份，丁腈橡胶20-60份，扇贝壳粉10-20份，沸石粉3.5-7份，硫化锌1.5-3.9份，角闪石1-5份，硼砂5-11份，氧化钛3-6份，石英砂0-2份，硼化物4-8份，氮化硅6-18份，碳化钛1-5份。

本发明的有益效果是：

1、本发明具有优异的导热性能，保证了摩擦材料在高温，高负荷工况下摩擦材料的稳定，提高了摩擦材料的抗热衰退性能，在各种工况下，特别是高速，高温，高负荷情况下提供良好稳定的制动力输出，具备较长使用寿命和舒适性。

2、在无铜无金属环境下，金属硫化物复合物对矿物纤维进行改性，使得摩擦产生的热量能够按照纤维径向传导，达到良好的散热效果。两者的协同，依然能够保持使摩擦材料保持良好的摩擦性能，两者的存在有效的补足了 含有铜的陶瓷型刹车片中铜的作用。

3、本发明的摩擦材料，因为金属硫化物的添加以及集中金属硫化物的协同效应，使得摩擦过程中更容易产生转移膜，稳定了摩擦系数，降低了磨损量，同时提高了刹车片的耐热性。

具体实施方式

实施例1

一种环保型陶瓷基摩擦材料，包括下列重量份数的物质：腰果壳油改性酚醛树脂25份，碳纤维11份，有机硅改性酚醛树脂20份，石墨40份，二硫化钼5份，滑石粉12份，云母9份，锆英石8份，陶瓷纤维45份，丁腈橡胶50份，扇贝壳粉15份，沸石粉4份，硫化锌3份，角闪石4份，硼砂7份，氧化钛4份，石英砂1份，硼化物7份，氮化硅12份，碳化钛4份。