本發明涉及摩擦襯片領域，具體涉及一種少金屬樹脂基汽車剎車片。
背景技術：
剎車片是汽車的剎車系統中最為關鍵的安全零件，現有的汽車剎車片由制動盤和耐熱摩擦材料組成，制動盤由中空圓盤形固定元件和旋轉元件組成，當汽車在制動時，摩擦材料被擠壓在制動盤或制動鼓上產生摩擦，剎車片和制動盤表面的溫度升高，目前市場上廣泛流通的少金屬樹脂基摩擦材料，由于樹脂基耐熱性能欠佳，在高溫下會分解放出水、氣、油等，使干摩擦變成混合摩擦或濕摩擦，摩擦系數顯著降低，同時由于剎車時，汽車剎車片會受到很強的摩擦力和擠壓力，所以要求少金屬樹脂基汽車剎車片具有高強度和高耐熱性能。
中國專利cn201310238225.6公開了一種剎車片，其摩擦材料配方為：丁基丁苯，過氧化氫異丙苯，環氧樹脂，硼酚醛樹脂，聚丙烯，尼龍粉，氮化硼，偶聯劑，過氧化異丙苯，硫磺粉，苯甲酸，硬脂酸，硼酸，石墨，還原鐵粉，硫酸鋇，鋁礬土，長石粉，氧化鋅，促進劑，防老劑，螢石粉，碳化硅，古馬隆。但是采用該專利摩擦材料制備的剎車片存在耐高溫性能差的問題。
中國專利cn201610129811.0公開了一種汽車剎車片，其摩擦材料的配方為：丁苯膠，份順丁膠，酚醛樹脂，硫磺，碳黑，高苯乙烯，氧化鋯，金屬粉，輪胎粉，鉻鐵礦粉，磁鐵礦粉，硅酸鋁空心球，空心陶瓷微粉，空心玻璃微珠，輔助劑。但是采用該專利摩擦材料制備的剎車片存在強度低的問題。
因此，針對上述問題，需要提供一種高強度、耐熱型的少金屬樹脂基汽車剎車片。
技術實現要素：
本發明針對上述問題，提供一種少金屬樹脂基汽車片剎車片及其制備方法。
本發明解決上述問題所采用的技術方案是：一種少金屬樹脂基汽車剎車片，由制動盤和耐熱摩擦材料組成，制動盤由中空圓盤形固定元件和旋轉元件組成；耐熱摩擦材料由下述質量百分數的材料組成：酚醛樹脂55％～65％，金屬鋁纖維6％～11％，鋼棉纖維4％～7％，陶瓷纖維3％～8％，石墨3％～6％，黃銅粉2％～5％，硬錳礦1％～5％，二硒化鉬2％～4％，二硒化鈮1％～3％，二硼化鉻0.5％～2％，液體橡膠1％～4％，偶聯劑0.5％～1.5％。
其中，酚醛樹脂作為摩擦材料的基低材料，金屬鋁纖維、鋼棉纖維和陶瓷纖維作為增強材料提高汽車剎車片的強度，石墨增加了汽車剎車片的耐熱性，黃銅粉、硬錳礦、二硒化鉬、二硒化鈮增加了汽車剎車片的摩擦系數，二硼化鉻增加了汽車剎車片的抗氧化性能，液體橡膠改性酚醛樹脂，增加了其熱穩定性，偶聯劑使有機材料和無機材料更好的的相容。
進一步地，陶瓷纖維為：添加質量分數為1％～3％氧化鋯的硅酸鋁纖維；其中，添加氧化鋯增加了硅酸鋁纖維的強度。
進一步地，黃銅粉為銅鋅合金，并且鋅的質量分數為15％～25％。
進一步地，液體橡膠為：液體丁苯橡膠和液體高苯橡膠按質量比1:0.2～0.4混合的混合物。
進一步地，偶聯劑為：鋯酸酯和硅烷偶聯劑按質量比1:1.2～1.8混合的混合物。
本發明的另一發明目的，在于提供一種上述少金屬樹脂基汽車剎車片的制備方法，包括以下步驟：
步驟s01，制備耐熱摩擦材料：在反應釜中，將所述質量百分數的金屬鋁纖維、鋼棉纖維、陶瓷纖維、黃銅粉和硬錳礦混合均勻，加入所述質量百分數的酚醛樹脂和液體橡膠中，繼續加入所述質量百分數的石墨、二硒化鉬、二硒化鈮和二硼化鉻、偶聯劑，以120r/min～180r/min的轉速混合30min～40min至所有物料均勻分散，得到流散物料，采用注塑法以0.2m/s～1.5m/s的速度注射到模具中，得到預聚體，在壓力為3mpa～5mpa、溫度為120℃～135℃條件下保溫保壓60min～90min，使預聚體充分發生聚合反應，脫模后去除邊角殘料，修剪尺寸，得到塊狀耐熱摩擦材料；
步驟s02，剎車片裝配：將步驟s01得到的塊狀耐熱摩擦材料，以熱固型環氧樹脂膠為粘接劑，加入胺類固化劑，在60℃～75℃條件下固化45min～60min，牢固的均布粘接在固定元件上，調節固定元件與旋轉元件之間的縫隙，將固定元件和旋轉元件與其他機械機構采用液壓伺服方式連接，調試機構正常作用，即得少金屬樹脂基汽車剎車片。
進一步地，步驟s01中，流散物料的平均粒徑分布為0.5mm～2mm。
進一步地，步驟s02中，均布粘接的粘接方式為以固定元件的圓心為參考每隔π/12弧度～π/9弧度粘接塊狀耐熱摩擦材料小塊。
進一步地，步驟s02中，固定元件與旋轉元件之間的縫隙為0.02mm～0.09mm。
進一步地，步驟s02中，其他機械機構還包括制動鉗、液壓油缸、活塞和導向銷。
本發明的優點是：
1.本發明中少金屬樹脂基汽車剎車片原料的應用，解決了目前使用的少金屬樹脂基汽車剎車片強度低、耐熱性能差的問題；其中，金屬鋁纖維、鋼棉纖維和陶瓷纖維提高了汽車剎車片的強度，液體丁苯橡膠和液體高苯橡膠增加了酚醛樹脂的熱穩定性，石墨增加了汽車剎車片的耐熱性，黃銅粉、硬錳礦、二硒化鉬、二硒化鈮增加了汽車剎車片的摩擦系數，二硼化鉻增加了汽車剎車片的抗氧化性能；
2.本發明少金屬樹脂基汽車剎車片制備工藝簡單、易于操作，能實現批量生產；
3.本發明制備得到的少金屬樹脂基汽車剎車片具有強度高、耐熱性能好的優點。
具體實施方式
以下對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
實施例1
一種少金屬樹脂基汽車剎車片，由制動盤和耐熱摩擦材料組成，制動盤由中空圓盤形固定元件和旋轉元件組成；耐熱摩擦材料由下述質量百分數的材料組成：酚醛樹脂55％，金屬鋁纖維9％，鋼棉纖維4％，陶瓷纖維8％，石墨5％，黃銅粉3％，硬錳礦5％，二硒化鉬2％，二硒化鈮2％，二硼化鉻1.5％，液體丁苯橡膠3.33％，液體高苯橡膠0.67％，鋯酸酯0.68％，硅烷偶聯劑0.82％；其中，陶瓷纖維為：添加質量分數為1％氧化鋯的硅酸鋁纖維；黃銅粉為銅鋅合金，并且鋅的質量分數為15％。
實施例2
一種少金屬樹脂基汽車剎車片，由制動盤和耐熱摩擦材料組成，制動盤由中空圓盤形固定元件和旋轉元件組成；耐熱摩擦材料由下述質量百分數的材料組成：酚醛樹脂60％，金屬鋁纖維11％，鋼棉纖維5％，陶瓷纖維3％，石墨3％，黃銅粉5％，硬錳礦3％，二硒化鉬3％，二硒化鈮3％，二硼化鉻2％，液體丁苯橡膠0.77％，液體高苯橡膠0.23％，鋯酸酯0.4％，硅烷偶聯劑0.6％；其中，陶瓷纖維為：添加質量分數為2％氧化鋯的硅酸鋁纖維；黃銅粉為銅鋅合金，并且鋅的質量分數為20％。
實施例3
一種少金屬樹脂基汽車剎車片，由制動盤和耐熱摩擦材料組成，制動盤由中空圓盤形固定元件和旋轉元件組成；耐熱摩擦材料由下述質量百分數的材料組成：酚醛樹脂65％，金屬鋁纖維6％，鋼棉纖維7％，陶瓷纖維5％，石墨6％，黃銅粉2％，硬錳礦1％，二硒化鉬4％，二硒化鈮1％，二硼化鉻0.5％，液體丁苯橡膠1.43％，液體高苯橡膠0.57％，鋯酸酯0.18％，硅烷偶聯劑0.32％；其中，陶瓷纖維為：添加質量分數為3％氧化鋯的硅酸鋁纖維；黃銅粉為銅鋅合金，并且鋅的質量分數為25％。
實施例4
一種少金屬樹脂基汽車剎車片的制備方法，包括以下步驟：
步驟s01，制備耐熱摩擦材料：在反應釜中，將所述質量百分數的金屬鋁纖維、鋼棉纖維、陶瓷纖維、黃銅粉和硬錳礦混合均勻，加入所述質量百分數的酚醛樹脂和液體橡膠中，繼續加入所述質量百分數的石墨、二硒化鉬、二硒化鈮和二硼化鉻、偶聯劑，以120r/min的轉速混合30min至所有物料均勻分散，得到平均粒徑分布為0.5mm的流散物料，采用注塑法以0.2m/s的速度注射到模具中，得到預聚體，在壓力為3mpa、溫度為120℃條件下保溫保壓60min，使預聚體充分發生聚合反應，脫模后去除邊角殘料，修剪尺寸，得到塊狀耐熱摩擦材料；
步驟s02，剎車片裝配：將步驟s01得到的塊狀耐熱摩擦材料，以熱固型環氧樹脂膠為粘接劑，加入胺類固化劑，在60℃條件下固化45min，以固定元件的圓心為參考每隔π/12弧度，牢固的均布粘接在固定元件上，調節固定元件與旋轉元件之間的縫隙至0.02mm，將固定元件和旋轉元件與制動鉗、液壓油缸、活塞和導向銷采用液壓伺服方式連接，調試機構正常作用，即得少金屬樹脂基汽車剎車片。
實施例5
一種少金屬樹脂基汽車剎車片的制備方法，包括以下步驟：
步驟s01，制備耐熱摩擦材料：在反應釜中，將所述質量百分數的金屬鋁纖維、鋼棉纖維、陶瓷纖維、黃銅粉和硬錳礦混合均勻，加入所述質量百分數的酚醛樹脂和液體橡膠中，繼續加入所述質量百分數的石墨、二硒化鉬、二硒化鈮和二硼化鉻、偶聯劑，以150r/min的轉速混合35min至所有物料均勻分散，得到平均粒徑分布為1mm的流散物料，采用注塑法以1m/s的速度注射到模具中，得到預聚體，在壓力為4mpa、溫度為130℃條件下保溫保壓75min，使預聚體充分發生聚合反應，脫模后去除邊角殘料，修剪尺寸，得到塊狀耐熱摩擦材料；
步驟s02，剎車片裝配：將步驟s01得到的塊狀耐熱摩擦材料，以熱固型環氧樹脂膠為粘接劑，加入胺類固化劑，在70℃條件下固化50min，以固定元件的圓心為參考每隔π/10弧度，牢固的均布粘接在固定元件上，調節固定元件與旋轉元件之間的縫隙至0.06mm，將固定元件和旋轉元件與制動鉗、液壓油缸、活塞和導向銷采用液壓伺服方式連接，調試機構正常作用，即得少金屬樹脂基汽車剎車片。
實施例6
一種少金屬樹脂基汽車剎車片的制備方法，包括以下步驟：
步驟s01，制備耐熱摩擦材料：在反應釜中，將所述質量百分數的金屬鋁纖維、鋼棉纖維、陶瓷纖維、黃銅粉和硬錳礦混合均勻，加入所述質量百分數的酚醛樹脂和液體橡膠中，繼續加入所述質量百分數的石墨、二硒化鉬、二硒化鈮和二硼化鉻、偶聯劑，以180r/min的轉速混合40min至所有物料均勻分散，得到流散物料，采用注塑法以1.5m/s的速度注射到模具中，得到預聚體，在壓力為5mpa、溫度為135℃條件下保溫保壓90min，使預聚體充分發生聚合反應，脫模后去除邊角殘料，修剪尺寸，得到塊狀耐熱摩擦材料；
步驟s02，剎車片裝配：將步驟s01得到的塊狀耐熱摩擦材料，以熱固型環氧樹脂膠為粘接劑，加入胺類固化劑，在75℃條件下固化60min，以固定元件的圓心為參考每隔π/9弧度，牢固的均布粘接在固定元件上，調節固定元件與旋轉元件之間的縫隙至0.09mm，將固定元件和旋轉元件與制動鉗、液壓油缸、活塞和導向銷采用液壓伺服方式連接，調試機構正常作用，即得少金屬樹脂基汽車剎車片。
實驗例1
對實施例1～6制備得到的少金屬樹脂基汽車剎車片進行性能測試，測試數據如表1所示。
其中，摩擦磨損性能測試條件為：升溫范圍100℃～350℃，圓盤轉速480r/min，壓緊力0.98mpa。
表1少金屬樹脂基汽車剎車片的性能測試數據
結果：實施例1～6制備得到的少金屬樹脂基汽車剎車片的摩擦系數隨著溫度的變化在3.6～4.1之間變化，均變化范圍小，且保持在較高水平；磨損率隨著溫度的變化在0.14×10-7cm-3/n·m～0.20×10-7cm-3/n·m之間變化，均保持在較低值；制備得到的少金屬樹脂基汽車剎車片具有較高的抗壓強度，。
結論：本申請制備得到的少金屬樹脂基剎車片強度高，耐熱性能好。
以上僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。