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一种耐磨降噪半金属基刹车片及其制备工艺

文献发布时间:2023-06-19 10:02:03


一种耐磨降噪半金属基刹车片及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种耐磨降噪半金属基刹车片及其制备工艺,属于半金属制动摩擦材料技术领域。

背景技术

刹车片也叫刹车皮,在汽车的刹车系统中,刹车片是最关键的安全零件,所有刹车效果的好坏都是刹车片起决定性作用,所以说好的刹车片是人和汽车的保护神;刹车的工作原理主要是来自摩擦,利用刹车片与刹车碟(鼓)及轮胎与地面的摩擦,将车辆行进的动能转换成摩擦後的热能,将车子停下来;一套良好有效率的刹车系统必须能提供稳定、足够、可控制的刹车力,并且具有良好的液压传递及散热能力,以确保驾驶人从刹车踏板所施的力能充分有效的传到总泵及各分泵,及避免高热所导致的液压失效及刹车衰退。

现有半金属基刹车片在使用时,刹车片磨损的速度很快,更换刹车片的频率提高造成了成本的增加;且一些半金属基刹车片在使用时,刹车片与刹车碟(鼓)摩擦时,噪音很大。

发明内容

为解决现有技术的不足,本发明提供一种耐磨降噪半金属基刹车片及其制备工艺,有效的提高了刹车片的耐磨能力以及降噪性能。

本发明所采用的技术方案为:

一种耐磨降噪半金属基刹车片,包括摩擦块,摩擦块的中部形成有若干个开槽,在摩擦块的上表面上设置有若干个防滑纹,摩擦块的两侧分别形成有倒角,摩擦块的下方设置有粘结层,粘结层的下方设置有背板,背板的两侧形成有对应的支耳,背板的下方设置有垫片,在背板和垫片上形成有相对应的若干个固定孔,在背板的下表面形成有若干个凸部,在垫板的上表面形成有与背板的下表面的凸部对应的若干个凹部,在背板和垫片之间还设置有消音板,消音板上形成有若干个通孔,摩擦块、粘结层和背板形成粘结块,且粘结块与垫片螺栓连接。

优选的是,在摩擦块和粘结层之间还设置有隔热层,隔热层能有效的防止刹车时产生的热量传递到汽车活塞处。

进一步的优选,在相邻的两个防滑纹之间均形成有凸块,在凸块的上表面形成有若干个凸起,凸块和凸起提高了刹车片与刹车碟(鼓)的摩擦效果。

进一步的优选,在背板的凸部与对应的垫板的凹部之间设置有减震环,减震环在消音板上的通孔中穿过,减震环能有效的较少刹车片在与刹车碟(鼓)摩擦时产生的震动,有效的保护了刹车片并延长了刹车片的使用寿命。

进一步的优选,沿摩擦块的侧面设置有加强筋,加强筋提高了刹车片的机械强度。

进一步的优选,在两侧的支耳下表面分别设置有厚度警示铁片,厚度警示铁片能有效的对刹车片的磨损进行预警,提醒更换刹车片,避免发生事故。

一种耐磨降噪半金属基刹车片的制备工艺,包括以下步骤:

步骤一:制备摩擦块

S1:先将以下重量份数的组分磨粉并投入混料机中以转速500-750r/min,混合时间1-1.5h进行混合,其中:钢棉纤维40-45份、氧化铁1-3份、润滑剂5-12份和填料22-30份;混合结束后,再将以下重量份数的组分磨粉后投入混料机中以转速800-1000 r/min,混合时间2-2.5h得到混合物料,其中:硅改性酚醛树脂2-3份、丁腈橡胶3-3.5份、环氧树脂2.2-3.2份、硅树脂1-1.5份、聚酰亚胺树脂3-5份;

S2:将S1中得到的混合物料倒入模具中,用四柱压机,压力设定为220-350kg/cm

S3:将S2中得到的半成品在烘箱内进行热处理,温度150℃-180℃,热处理时间3-5h;

S4:将S3中热处理后的半成品进行磨边处理,并进行相应的打孔及开槽、倒角加工,得到摩擦块;

步骤二:制备粘结块

将步骤一中制备的摩擦块的下表面上涂覆粘结剂制得粘结层并与成品背板粘结,并用四柱压机,压力设定为100-150kg/cm

步骤三:部件组装

用螺栓将粘结块、消音板和垫片依次连接后形成刹车片,用打孔机在刹车片上打出若干个固定孔,完成组装。

优选的是,在步骤一的S1步骤中的润滑剂为焦炭、石墨、二硫化钼、铅粉按质量比2-4:1-3:0.5-1:0.5-1.2混合的混合物,其中,所述的石墨为天然石墨和人工石墨按质量比1.5-3:0.8-1.2混合的混合物。

进一步的优选,在步骤一的S1步骤中的填料包括以下重量份的组分,其中:铁粉10-15份、铜粉5-8份。

进一步的优选,在步骤一的S3步骤中,烘箱内的温度为120℃以下时,升温速度为2℃/min;烘箱内温度为120℃以上时,升温速度1℃/2min。

本发明的有益效果在于:

1.本发明提供的刹车片在背板的下方设置有垫片,在背板和垫片上形成有相对应的若干个固定孔,在背板的下表面形成有若干个凸部,在垫板的上表面形成有与背板的下表面的凸部对应的若干个凹部,在背板和垫片之间还设置有消音板,提高了刹车片整体的降噪效果;在凸块的上表面形成有若干个凸起,凸块和凸起均提高了刹车片与刹车碟(鼓)的摩擦效果,提高了刹车片的耐磨能力;

2.本发明提供的刹车片的制备工艺,采用钢棉纤维为增强纤维,并添加了铁粉、铜粉作为增强基,焦炭、石墨、二硫化钼、铅粉的加入以及比例提高了刹车片的耐磨性,并能有效的减小噪音;

3. 本发明提供的刹车片的制备工艺,设计合理,操作简单,提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的主视图;

图2为本发明的后视图;

图3为本发明的结构示意图;

图4为消音板的结构示意图;

图中主要附图标记含义如下:

1、摩擦块,2、粘结层,3、背板,4、垫片,5、厚度警示铁片,6、开槽,7、防滑纹,8、倒角,9、支耳,10、固定孔,11、凸部,12、凹部,13、消音板,14、通孔,15、隔热层,16、凸块,17、减震环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做具体的介绍。

如图1-4所示:本实施例是一种耐磨降噪半金属基刹车片,包括摩擦块1,摩擦块1的中部形成有两个开槽6,开槽6提高了刹车片的散热效果,且能有效的让雨水顺着开槽6流走,在摩擦块1的上表面上设置有十二个防滑纹7,参见图1,十二个防滑纹7形成三组防滑纹组,两个开槽6分别位于相邻的两个防滑纹组之间,摩擦块1的两侧分别形成有倒角8,摩擦块1的下方设置有粘结层2,粘结层2的下方设置有背板3,背板3的两侧形成有对应的支耳9,背板3的下方设置有垫片4,在背板3和垫片4上形成有相对应的两个固定孔10,在背板3的下表面形成有多个凸部11,在垫板4的上表面形成有与背板3的下表面的凸部11对应的多个凹部12,在背板3和垫片4之间还设置有消音板13,消音板13上形成有多个通孔14,摩擦块1、粘结层2和背板3形成粘结块,且粘结块与垫片4螺栓连接。

参见图3,在摩擦块1和粘结层2之间还设置有隔热层15。

参见图1,在相邻的两个防滑纹7之间均形成有凸块16,在凸块16的上表面形成有若干个凸起。

参见图3,在背板3的凸部11与对应的垫板4的凹部12之间设置有减震环17,减震环17在消音板13上的通孔14中穿过。

本实施例中,沿摩擦块1的侧面设置有加强筋。

参见图1、2、3,在两侧的支耳9下表面分别设置有厚度警示铁片5。

本实施例同时公开了耐磨降噪半金属基刹车片的制备工艺,具体如下:

制备工艺一

一种耐磨降噪半金属基刹车片的制备工艺,包括以下步骤:

步骤一:制备摩擦块

S1:先将以下重量份数的组分磨粉并投入混料机中以转速500r/min,混合时间1h进行混合,其中:钢棉纤维40份、氧化铁1份、润滑剂5份和填料22份;混合结束后,再将以下重量份数的组分磨粉后投入混料机中以转速800 r/min,混合时间2h得到混合物料,其中:硅改性酚醛树脂2份、丁腈橡胶3份、环氧树脂2.2份、硅树脂1份、聚酰亚胺树脂3份;

S2:将S1中得到的混合物料倒入模具中,用四柱压机,压力设定为220kg/cm

S3:将S2中得到的半成品在烘箱内进行热处理,温度150℃,热处理时间3h;

S4:将S3中热处理后的半成品进行磨边处理,并进行相应的打孔及开槽、倒角加工,得到摩擦块1;

步骤二:制备粘结块

将步骤一中制备的摩擦块1的下表面上涂覆粘结剂制得粘结层2并与成品背板3粘结,并用四柱压机,压力设定为100kg/cm

步骤三:部件组装

用螺栓将粘结块、消音板13和垫片4依次连接后形成刹车片,用打孔机在刹车片上打出两个固定孔10,完成组装。

本实施工艺在步骤一的S1步骤中的润滑剂为焦炭、石墨、二硫化钼、铅粉按质量比2:1:0.5:0.5混合的混合物,其中,石墨为天然石墨和人工石墨按质量比1.5:0.8混合的混合物。

本实施工艺在步骤一的S1步骤中的填料包括以下重量份的组分,其中:铁粉10份、铜粉5份。

本实施工艺在步骤一的S3步骤中,烘箱内的温度为120℃以下时,升温速度为2℃/min;烘箱内温度为120℃以上时,升温速度1℃/2min。

制备工艺二

一种耐磨降噪半金属基刹车片的制备工艺,包括以下步骤:

步骤一:制备摩擦块

S1:先将以下重量份数的组分磨粉并投入混料机中以转速750r/min,混合时间1.5h进行混合,其中:钢棉纤维45份、氧化铁3份、润滑剂12份和填料30份;混合结束后,再将以下重量份数的组分磨粉后投入混料机中以转速1000 r/min,混合时间2.5h得到混合物料,其中:硅改性酚醛树脂3份、丁腈橡胶3.5份、环氧树脂3.2份、硅树脂1.5份、聚酰亚胺树脂5份;

S2:将S1中得到的混合物料倒入模具中,用四柱压机,压力设定为350kg/cm

S3:将S2中得到的半成品在烘箱内进行热处理,温度180℃,热处理时间5h;

S4:将S3中热处理后的半成品进行磨边处理,并进行相应的打孔及开槽、倒角加工,得到摩擦块1;

步骤二:制备粘结块

将步骤一中制备的摩擦块1的下表面上涂覆粘结剂制得粘结层2并与成品背板3粘结,并用四柱压机,压力设定为150kg/cm

步骤三:部件组装

用螺栓将粘结块、消音板13和垫片4依次连接后形成刹车片,用打孔机在刹车片上打出两个固定孔10,完成组装。

本实施工艺在步骤一的S1步骤中的润滑剂为焦炭、石墨、二硫化钼、铅粉按质量比4:3:1:1.2混合的混合物,其中,所述的石墨为天然石墨和人工石墨按质量比3:1.2混合的混合物。

本实施工艺在步骤一的S1步骤中的填料包括以下重量份的组分,其中:铁粉15份、铜粉8份。

本实施工艺在步骤一的S3步骤中,烘箱内的温度为120℃以下时,升温速度为2℃/min;烘箱内温度为120℃以上时,升温速度1℃/2min。

制备工艺三

一种耐磨降噪半金属基刹车片的制备工艺,包括以下步骤:

步骤一:制备摩擦块

S1:先将以下重量份数的组分磨粉并投入混料机中以转速650r/min,混合时间1.2h进行混合,其中:钢棉纤维42份、氧化铁2份、润滑剂8份和填料27份;混合结束后,再将以下重量份数的组分磨粉后投入混料机中以转速900 r/min,混合时间2.2h得到混合物料,其中:硅改性酚醛树脂2.5份、丁腈橡胶3.3份、环氧树脂2.7份、硅树脂1.2份、聚酰亚胺树脂4份;

S2:将S1中得到的混合物料倒入模具中,用四柱压机,压力设定为300kg/cm

S3:将S2中得到的半成品在烘箱内进行热处理,温度165℃,热处理时间4h;

S4:将S3中热处理后的半成品进行磨边处理,并进行相应的打孔及开槽、倒角加工,得到摩擦块1;

步骤二:制备粘结块

将步骤一中制备的摩擦块1的下表面上涂覆粘结剂制得粘结层2并与成品背板3粘结,并用四柱压机,压力设定为125kg/cm

步骤三:部件组装

用螺栓将粘结块、消音板13和垫片4依次连接后形成刹车片,用打孔机在刹车片上打出两个固定孔10,完成组装。

本实施工艺在步骤一的S1步骤中的润滑剂为焦炭、石墨、二硫化钼、铅粉按质量比3:2:0.8:0.9混合的混合物,其中,石墨为天然石墨和人工石墨按质量比2:1混合的混合物。

本实施工艺在步骤一的S1步骤中的填料包括以下重量份的组分,其中:铁粉12份、铜粉6份。

本实施工艺在步骤一的S3步骤中,烘箱内的温度为120℃以下时,升温速度为2℃/min;烘箱内温度为120℃以上时,升温速度1℃/2min。

将制备工艺一、制备工艺二、制备工艺三制得的刹车片分别编号为1#、2#和3#,将现有半金属基刹车片编号为4#,并分别进行各项指标测试,具体检测结果见下表:

刹车片最重要的性能指标就是摩擦系数,我们国家标准规定刹车片摩擦系数在0.35-0.45之间。合格的刹车片摩擦系数适中、稳定,如果摩擦系数低于0.35,刹车时就会超过安全制动距离甚至刹车失灵,如果摩擦系数高于0.45,刹车容易突然抱死,出现翻车事故。

由此可见,通过本实施制备工艺生产的刹车片比现有的刹车片在摩擦系数方面有很大的提高!

本发明提供的一种耐磨降噪半金属基刹车片,在背板的下方设置有垫片,在背板和垫片上形成有相对应的两个固定孔,在背板的下表面形成有多个凸部,在垫板的上表面形成有与背板的下表面的凸部对应的多个凹部,在背板和垫片之间还设置有消音板,提高了刹车片整体的降噪效果;在凸块的上表面形成有多个凸起,凸块和凸起均提高了刹车片与刹车碟(鼓)的摩擦效果,提高了刹车片的耐磨能力;本发明提供的一种耐磨降噪半金属基刹车片制备工艺,采用钢棉纤维为增强纤维,并添加了铁粉、铜粉作为增强基,焦炭、石墨、二硫化钼、铅粉的加入以及比例提高了刹车片的耐磨性,并能有效的减小噪音;制备工艺设计合理,操作简单,提高了生产效率。

以上所述仅是本发明专利的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明专利原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。

技术分类

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