本發(fā)明屬于汽車零部件領(lǐng)域，尤其是涉及一種性能穩(wěn)定的復(fù)合剎車片。

背景技術(shù)：

在汽車工業(yè)快速發(fā)展的今天，車輛的安全、環(huán)保尤為重要，人們對(duì)汽車剎車片的新要求不斷提高。汽車剎車片在工作時(shí)通過(guò)承受外來(lái)壓力，產(chǎn)生摩擦，使車輛達(dá)到減速的目的。因此，剎車片的材料的耐磨和耐熱性能十分重要。此外，現(xiàn)在我們使用的汽車剎車片所使用的摩擦材料中含有很多重金屬物質(zhì)，包括銻、鉻、鎘、銅、鋇、銅等重金屬。汽車在每次剎車過(guò)程中，就有少量的重金屬粉塵釋放并積累在環(huán)境中造成危害。如鎘化合物經(jīng)呼吸被體內(nèi)吸收積存于肝或腎臟中，對(duì)人體腎臟、肝臟造成危害。含銅粉塵進(jìn)入環(huán)境后可以對(duì)魚(yú)類造成生物毒害。硫酸鋇對(duì)環(huán)境有危害，對(duì)大氣可造成污染。而銻對(duì)環(huán)境的危害也不小，剎車片中含有大量的重金屬銻，有的剎車片含量可以達(dá)到4-5%，尤其對(duì)水體環(huán)境會(huì)造成長(zhǎng)期不良影響。早在1979年，銻就進(jìn)入了美國(guó)環(huán)保部的優(yōu)先控制污染物名單，2002年美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局就發(fā)現(xiàn)，由于剎車片會(huì)隨著車輛的使用而持續(xù)損耗，造成銻持續(xù)不斷地進(jìn)入環(huán)境中。日本研究者也發(fā)現(xiàn)，城市空氣中的微小顆粒物就含有大量的銻，其中的一個(gè)主要來(lái)源就是剎車片。

2007年，中國(guó)環(huán)保部頒布的《展覽會(huì)用地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中，把銻在土壤中的含量作為一個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定銻的含量不得高于12mg/kg（A級(jí)）和82mg/kg（B級(jí)）。

2013年，據(jù)《新京報(bào)》報(bào)道，北京密云縣大辛莊村段一片上百畝的楊樹(shù)林里出現(xiàn)了二三十個(gè)大坑，大量廢棄剎車片被傾倒其中，結(jié)果大坑周邊數(shù)十米內(nèi)寸草不生，原有的楊樹(shù)朝向坑的一面全都裂開(kāi)巴掌大的口子，像被硫酸潑過(guò)的面孔。這個(gè)案例造成的影響是深遠(yuǎn)地，因此不能不引起汽車零部件制造商的重視，我們必須在保證剎車片性能的前提下，找到更加安全，有效和環(huán)保的摩擦材料來(lái)替代重金屬，以順應(yīng)人類對(duì)環(huán)境保護(hù)日益嚴(yán)格的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種性能穩(wěn)定的復(fù)合剎車片，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)熱性差、邊角易脆裂、熱衰退、磨損性高等技術(shù)問(wèn)題。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種性能穩(wěn)定的復(fù)合剎車片，包括鋼背、剎車片本體，其特征是所述剎車片本體由預(yù)摩擦區(qū)域、主摩擦區(qū)域、散熱區(qū)域構(gòu)成；所述預(yù)摩擦區(qū)域由下列重量份的組分配比制成：玄武巖纖維8～10份、腰果殼油改性酚醛樹(shù)脂7～8份、丁氰橡膠6～10份、鈦酸鉀晶須15～17份、鱗片石墨5.5～7份、改性硅灰石6～8份；

所述主摩擦區(qū)域由下列重量份的組分配比制成：氨基硅烷1～2份、水合硅酸鈣5～7份、聚丙烯腈纖維4～6份、電熔氧化鋯0.3～0.4份、鋯英粉4～6份、石墨烯6～8份、重晶石16～18份、氮化硼1.5～2份、鱗片鋁粉5～7份、納米二氧化鈦3～5份、碳化硅0.4～0.6份、木質(zhì)素11～13份；

所述散熱區(qū)域由下列重量份的組分配比制成：煅燒石油焦碳6～8份、磁鐵礦4～5份、納米氧化鋅0.5～0.7份、異丙醇0.5～1份、硫酸鈣晶須15～17份、納米氧化鋁5～7份、硼酚醛樹(shù)脂5～7份、泡沫鐵粉6～10份、十二烷基硫酸鈉0.2～0.8 份、紫銅纖維2～3份。

本發(fā)明具有強(qiáng)度高、耐溫性強(qiáng)、制動(dòng)噪音小、性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

本發(fā)明預(yù)摩擦區(qū)域具有合適的摩擦系數(shù)，制動(dòng)性能好并且不劃傷剎車盤，預(yù)摩擦區(qū)域位于剎車片本體的最前方，通過(guò)一定程度的磨損，形成優(yōu)異的摩擦層和轉(zhuǎn)移膜，起到了良好的預(yù)摩擦作用，為主摩擦區(qū)域高效工作打下基礎(chǔ)。主摩擦區(qū)域采用多種新纖維材料的復(fù)合，不僅能相互彌補(bǔ)其各自性能的不足，還會(huì)因相互牽扯作用而產(chǎn)生高性能。其摩擦系數(shù)高、制動(dòng)性能好，具有良好的摩擦增強(qiáng)性和穩(wěn)定性，處于高溫時(shí)仍具有優(yōu)異的性能。在剎車的過(guò)程中，最高溫度能達(dá)到380度，剎車片不會(huì)改變它的摩擦系數(shù)與磨損率，急剎車不會(huì)出現(xiàn)龜裂。散熱區(qū)域通過(guò)對(duì)多種成分進(jìn)行合理的搭配,確保各材料的優(yōu)點(diǎn)在摩擦材料中得到充分的發(fā)揮，其耐溫性能好，有良好的熱穩(wěn)定性和較低的熱傳導(dǎo)力，滿足了剎車片的高耐磨、高速化、安全化等技術(shù)要求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

通過(guò)下面實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)闡述：

具體實(shí)施例一：如圖1所示，該性能穩(wěn)定的復(fù)合剎車片，包括鋼背10、剎車片本體，其特征是所述剎車片本體由預(yù)摩擦區(qū)域1、主摩擦區(qū)域2、散熱區(qū)域3并列構(gòu)成。

其中預(yù)摩擦區(qū)域由玄武巖纖維8份、腰果殼油改性酚醛樹(shù)脂7份、丁氰橡膠6份、鈦酸鉀晶須15份、鱗片石墨5.5份、改性硅灰石6份；

所述主摩擦區(qū)域由下列重量份的組分配比制成：

主摩擦區(qū)域由氨基硅烷1份、水合硅酸鈣5份、聚丙烯腈纖維4份、電熔氧化鋯0.3份、鋯英粉4份、石墨烯6份、重晶石16份、氮化硼1.5份、鱗片鋁粉5份、納米二氧化鈦3份、碳化硅0.4份、木質(zhì)素11份；

散熱區(qū)域由煅燒石油焦碳6份、磁鐵礦4份、納米氧化鋅0.5份、異丙醇0.5份、硫酸鈣晶須15份、納米氧化鋁5份、硼酚醛樹(shù)脂5份、泡沫鐵粉6份、十二烷基硫酸鈉0.2 份、紫銅纖維3份。

將三個(gè)區(qū)域材料兌好后分別倒入高速分散機(jī)內(nèi)，攪拌成均勻分散的三份粉末狀組合物，然后取出各材料組合物對(duì)應(yīng)放入三個(gè)成形模具內(nèi)壓制成形，再放入主模具內(nèi)組合在一起后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫500℃，壓力為35MPa的條件下保持60分鐘，最后取出剎車片，除去毛刺即成為成品。

具體實(shí)施例二：如圖1所示，該性能穩(wěn)定的復(fù)合剎車片，包括鋼背10、剎車片本體，其特征是所述剎車片本體由預(yù)摩擦區(qū)域1、主摩擦區(qū)域2、散熱區(qū)域3并列構(gòu)成。

其中預(yù)摩擦區(qū)域由玄武巖纖維10份、腰果殼油改性酚醛樹(shù)脂8份、丁氰橡膠10份、鈦酸鉀晶須17份、鱗片石墨7份、改性硅灰石8份；

所述主摩擦區(qū)域由下列重量份的組分配比制成：

主摩擦區(qū)域由氨基硅烷2份、水合硅酸鈣7份、聚丙烯腈纖維6份、電熔氧化鋯0.4份、鋯英粉6份、石墨烯8份、重晶石18份、氮化硼2份、鱗片鋁粉7份、納米二氧化鈦5份、碳化硅0.6份、木質(zhì)素13份；

散熱區(qū)域由煅燒石油焦碳8份、磁鐵礦5份、納米氧化鋅0.7份、異丙醇1份、硫酸鈣晶須17份、納米氧化鋁7份、硼酚醛樹(shù)脂7份、泡沫鐵粉10份、十二烷基硫酸鈉0.8 份、紫銅纖維2份。

將三個(gè)區(qū)域材料兌好后分別倒入高速分散機(jī)內(nèi)，攪拌成均勻分散的三份粉末狀組合物，然后取出各材料組合物對(duì)應(yīng)放入三個(gè)成形模具內(nèi)壓制成形，再放入主模具內(nèi)組合在一起后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫500℃，壓力為35MPa的條件下保持60分鐘，最后取出剎車片，除去毛刺即成為成品。

具體實(shí)施例三：如圖1所示，該性能穩(wěn)定的復(fù)合剎車片，包括鋼背10、剎車片本體，其特征是所述剎車片本體由預(yù)摩擦區(qū)域1、主摩擦區(qū)域2、散熱區(qū)域3并列構(gòu)成。

其中預(yù)摩擦區(qū)域由玄武巖纖維9份、腰果殼油改性酚醛樹(shù)脂7份、丁氰橡膠8份、鈦酸鉀晶須16份、鱗片石墨6份、改性硅灰石7份；

所述主摩擦區(qū)域由下列重量份的組分配比制成：

主摩擦區(qū)域由氨基硅烷2份、水合硅酸鈣6份、聚丙烯腈纖維5份、電熔氧化鋯0.4份、鋯英粉5份、石墨烯7份、重晶石17份、氮化硼2份、鱗片鋁粉6份、納米二氧化鈦4份、碳化硅0.5份、木質(zhì)素12份；

散熱區(qū)域由煅燒石油焦碳7份、磁鐵礦4份、納米氧化鋅0.6份、異丙醇0.8份、硫酸鈣晶須16份、納米氧化鋁6份、硼酚醛樹(shù)脂6份、泡沫鐵粉7份、十二烷基硫酸鈉0.6份、紫銅纖維3份。

將三個(gè)區(qū)域材料兌好后分別倒入高速分散機(jī)內(nèi)，攪拌成均勻分散的三份粉末狀組合物，然后取出各材料組合物對(duì)應(yīng)放入三個(gè)成形模具內(nèi)壓制成形，再放入主模具內(nèi)組合在一起后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫500℃，壓力為35MPa的條件下保持60分鐘，最后取出剎車片，除去毛刺即成為成品。

上述各實(shí)施例所選用材料說(shuō)明：

改性硅灰石表面既有可與無(wú)機(jī)材料結(jié)合的官能團(tuán)，又有可與有機(jī)材料結(jié)合的官能團(tuán)，正好符合有機(jī)粘結(jié)劑和無(wú)機(jī)填料二者兼有的摩擦材料的技術(shù)要求，與各種成分全面相容，在局部增強(qiáng)、耐溫效果、摩擦性能諸方面的作用均優(yōu)于硅灰石原礦粉。

玄武巖纖維不僅穩(wěn)定性好，而且還具有抗腐蝕、抗燃燒、耐高溫等多種優(yōu)異性能；此外，玄武巖纖維的生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢棄物少，對(duì)環(huán)境污染小，產(chǎn)品廢棄后可直接轉(zhuǎn)入生態(tài)環(huán)境中，無(wú)任何危害，因而是一種名副其實(shí)的綠色、環(huán)保材料。

鋯英粉有類玻璃性質(zhì)，在高溫工況下不易刮傷對(duì)偶，應(yīng)用效果略勝一籌。

石墨烯具有極高導(dǎo)熱系數(shù), 在摩擦層中嵌入石墨烯可使得摩擦層局部熱點(diǎn)溫度大幅下降。

芳侖纖維具有高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能。其強(qiáng)度是鋼絲的5～6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2～3倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量?jī)H為鋼絲的1/5左右，在560℃的溫度下，不分解、不融化。采用芳侖纖維制成的剎車片具有良好的耐熱性和抗剪、抗彎強(qiáng)度，制動(dòng)效果好等特點(diǎn)。

陶瓷纖維采用優(yōu)質(zhì)硅酸鋁纖維經(jīng)過(guò)短切加工而成的人造礦物纖維。具有重量輕、環(huán)保、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低、比熱小及耐機(jī)械震動(dòng)、抗拉抗折強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，可以大大提高摩擦材料在制造和使用過(guò)程中的穩(wěn)定性。以上實(shí)施例中的陶瓷纖維可以選用中國(guó)江蘇省常州豐潤(rùn)特種纖維有限公司提供的高鋁型（氧化鋁≥65%）陶瓷纖維。

鈦酸鉀晶須通常用K2O.nTiO2表示其組成，n=1,2,4,6,8，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)和性能上差異顯著，其中以六鈦酸鉀晶須的使用價(jià)值最大。以上實(shí)施例選用的六鈦酸鉀晶須對(duì)摩擦過(guò)程中能量的反射和能量的緩慢傳遞，致使剎車片的溫度升高緩慢，保持了摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性，也減小了磨損量，從而提高了剎車片的使用壽命。以上實(shí)施例中的硫酸鈣晶須可以選用中國(guó)上海晶須復(fù)合材料制造有限公司提供的六鈦酸鉀晶須。

硫酸鈣晶須具有高強(qiáng)度、高模量、高韌性、高絕緣性、耐磨耗、耐高溫、耐酸堿、抗腐蝕、紅外線反射性良好、易于表面處理、易與聚合物復(fù)合、無(wú)毒等諸多優(yōu)良的理化性能。

重晶石選用500～600目的重晶石粉末。

腰果油摩擦粉即腰果殼油摩擦粉，由腰果殼油加工而成?？筛纳苿x車片中無(wú)機(jī)纖維、顆粒的界面結(jié)合狀況，同時(shí)能控制磨損，提供保護(hù)，防止溫度進(jìn)一步升高。在300℃以上高溫運(yùn)行時(shí)，剎車片摩擦系數(shù)穩(wěn)定，熱脹極小，剎車時(shí)不會(huì)產(chǎn)生“抱死”現(xiàn)象。

鱗片鋁粉（40～80目）比較柔軟、比重輕。在摩擦材料中起到穩(wěn)定摩擦系數(shù)和降低磨損的作用。在摩擦過(guò)程中金屬鋁的熔化吸收了大量的熱能，起到了散熱的作用；并且不傷盤，可延長(zhǎng)剎車系統(tǒng)的使用壽命。以上實(shí)施例中的鱗片鋁粉可以選用中國(guó)江蘇省常州豐潤(rùn)特種纖維有限公司提供的鱗片鋁粉。

對(duì)比例1：按重量比將芳侖纖維2份、輪胎粉(60～80目)1.6份、重質(zhì)氧化鎂4份、碳納米管8份、紅蛭石5.6份、陶瓷纖維8.5份、磁鐵礦3份、酚醛樹(shù)脂7份、硫酸鈣晶須14份、鈦酸鉀16.5份、重晶石(500～600目)11份、石墨1.5份、鱗片石墨3份、腰果油摩擦粉6.5份、煅燒石油焦碳7份放入高速分散機(jī)內(nèi)，攪拌成粉末狀后取出，放入成形模具內(nèi)壓制成形，然后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫270℃，壓力為18MPa的條件下，保持15分鐘，然后取出剎車片，除去毛刺即成為成品。

對(duì)比例2：按重量比將丁晴橡膠粉7%、輪胎粉(60～80目)2%、鱗片石墨5%、泡沫鐵粉8%、酚醛樹(shù)脂12%、粉碎型鋼纖維10%、氧化鋁纖維3.5%、碳納米管7%、腰果油摩擦粉3%、石墨顆粒1%、煅燒石油焦碳3.6%、重晶石(500～600目)9.5%、鉻鐵礦粉(300～350目)3%、磁鐵礦粉2.5%、硅藻土(500～600目)5%、噴膠硅酸鋁纖維9%、鱗片鋁粉3.4%、二硫化鉬2%、硬脂酸鋅0.4%、硫化銻1.2%、硫化銅1.9%放入高速分散機(jī)內(nèi)，攪拌成粉末狀后取出，再放入成形模具內(nèi)壓制成形，然后與鋼背復(fù)合后放入平板硫化機(jī)于高溫270℃，壓力為18MPa的條件下，保持15分鐘，然后取出剎車片，除去毛刺即成為成品。

將具體實(shí)施例1、2、3及對(duì)比例1、2剎車片進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，結(jié)果如下：

為了進(jìn)一步驗(yàn)證本發(fā)明效果，發(fā)明人將本發(fā)明制備的剎車片安裝在德國(guó)寶馬七系小車上進(jìn)行剎車制動(dòng)試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)三名駕駛員（駕齡均在15年以上）反復(fù)制動(dòng)，均確認(rèn)本發(fā)明制備的剎車片靈敏,制動(dòng)平穩(wěn)，同時(shí)無(wú)噪音，腳感舒適。

最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上具體實(shí)施方式僅是本發(fā)明較有代表性的例子。顯然，本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施方式，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上具體實(shí)施方式所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。