本發明屬于剎車材料技術領域，特別涉及一種電動中巴用液壓盤式剎車片及其制備方法。

背景技術：

汽車剎車片作為車輛制動系統的關鍵部件之一，其制動效果直接影響汽車的安全性能和傳動性能。高性能汽車制動摩擦材料通常具有較高且穩定的摩擦系數(高制動能力)、合適的硬度、較低的磨損率、較低的成本、良好的抗衰退和恢復性能、制動過程平穩以及基本無噪音等特點。

眾所周知，剎車片在使用過程中或多或少會產生一定的裂紋，特別是在高溫、高速和高壓條件下會發生“龜裂”現象，嚴重的甚至會引起剎車片表面材料成片剝落和斷裂現象。雖然摩擦表面具有一定的微小裂紋可以增大摩擦系數，減小高溫磨損率，且有利于減小摩擦噪音。但當摩擦表面裂紋擴展到一定尺寸時就會降低其摩擦系數和增大磨損率，從而降低摩擦磨損性能。

半金屬剎車片的主要優點在其溫控能力和較高的制動溫度，在剎車過程中可以幫助制動盤將熱量從其表面散發出去。但是在連續緊急制動時，容易發生熱應力集中產生裂紋甚至剝離現象，不僅加劇了剎車片的磨損，甚至引發交通事故，造成不可挽回的損失。此外，有研究表明，在剎車片的實際使用過程中，剎車片表面裂紋的擴展也會引起摩擦表面材料的剝落，甚至引起剎車片斷裂現象。此外，對有超載現象的客車或者貨車，這些車輛在制動過程中其剎車片更是受到高速和高壓作用，表面更容易發生開裂現象。一旦出現制動失效情況，將導致嚴重的安全事故和重大經濟損失。

在城市新能源電動公交逐漸普及的今天，需要一種能很好的解決電動公交車頻繁起、停，連續制動帶來的剎車片裂紋問題的剎車片，為汽車的安全性保駕護航。雖然目前也有針對剎車片耐磨性能做出的研究，如cn103644228a公開了一種耐磨剎車片及其制備方法，但其主要針對潮濕、多山地形對剎車片的要求，其關注的主要是此條件下剎車片的耐磨損、粘結力以及使用壽命的問題。目前尚未見有針對城市中電動中巴用剎車片進行的研究。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種電動中巴用液壓盤式剎車片及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種電動中巴用液壓盤式剎車片，其原料的質量百分組成如下：

金屬纖維50～60％、粘結劑6～8％、非金屬纖維2～5％、摩擦性能調節劑20～25％以及填料10～15％。

所述的金屬纖維為鋼纖維和銅纖維的混合纖維，原料中鋼纖維的質量百分含量為40～55％，原料中銅纖維的質量百分含量為5～10％。所述的銅纖維優選紫銅纖維。

所述的非金屬纖維優選為芳綸纖維與聚丙烯腈纖維兩者的混合物，原料中芳綸纖維的質量百分含量為1～2％，原料中聚丙烯腈纖維的質量百分含量為1～3％。

所述的粘結劑為酚醛樹脂和丁腈橡膠的混合物，原料中酚醛樹脂的質量百分含量為5～8％，原料中丁腈橡膠的質量百分含量為1～3％。

所述的摩擦性能調節劑為硫化銻、石墨和摩擦粉的組合，原料中硫化銻的質量百分含量為4～10％，原料中石墨的質量百分含量為8～15％，原料中摩擦粉的質量百分含量為3～6％。

所述的填料為鱗片鈦酸鉀和高鋁礬土的組合；原料中鱗片鈦酸鉀質量百分含量為8～12％，原料中高鋁礬土質量百分含量為1～3％。

優選的，所述的電動中巴用液壓盤式剎車片，其原料的質量百分組成如下：

鋼纖維40～55％、銅纖維5～10％、酚醛樹脂5～8％、丁腈橡膠1～3％、芳綸纖維1～2％、聚丙烯腈纖維1～3％、硫化銻4～10％、石墨8～15％、摩擦粉3～6％、鱗片鈦酸鋰8～12％與高鋁礬土1～3％。

本發明剎車片的配方體系中，鋼纖維和銅纖維具有良好的導熱性,使局部熱量迅速擴散，從而降低摩擦表面溫度，防止樹脂基體因熱分解，進而降低剎車片的磨損。為繼續沿用樹脂基汽車剎車片的成型工藝和生產設備，加入樹脂和橡膠，降低設備投入和生產成本。聚丙稀腈纖維具有使用溫度高、防潮性能好、磨損小等優點，并且可以起到微觀強化和提高剎車舒適性的作用。石墨用作中、低溫潤滑劑，硫化銻用作中、高溫潤滑劑，在材料表面形成減摩薄膜，從而增加制動平穩性，起到降低磨損，延長使用壽命的目的。

本發明進一步提供了一種所述電動中巴用液壓盤式剎車片的制備方法，首先將各原料按比例取用后進行混勻，然后按照傳統樹脂基摩擦材料的干法一次成型工藝進行壓制、熱固化處理，之后進行后續處理。

混勻時將稱量好的各物料投入混料機中，次序如下：先將非金屬纖維、摩擦性能調節劑進行預混合，保證非金屬纖維處于均勻分散狀態，然后加入其它原料，進行均勻攪拌。

壓制時參數如下：壓制壓力200-300kgf/cm²，熱壓溫度150-160℃，排氣5-8次，保壓時間按照剎車片的厚度定為55-65s/mm。

所述的熱固化處理如下：將成型后的剎車片在5-6小時內從室溫升溫到200-220℃，之后保溫4-8小時，然后隨爐冷卻至室溫。

具體的，步驟如下：

(1)混料：將稱量好的各物料投入高速混料機中的次序為：先將非金屬纖維、摩擦性能調節劑進行預混合，保證非金屬纖維處于均勻分散狀態，然后加入其它原材料，進行均勻攪拌；

(2)熱壓：壓制壓力200～300kgf/cm²，熱壓溫度150～160℃，排氣5～8次，保壓時間根據剎車片的厚度而定，為55～65s/mm；

(3)將成型后的剎車片在5～6小時從室溫升溫到200～220℃，保溫4～8小時，然后隨爐冷卻至室溫；

(4)將熱處理后的剎車片按技術要求進行平磨、倒角或開槽，最后噴涂、印標、檢驗、包裝。

本發明提供的一種電動中巴用液壓盤式剎車片，具有制動靈敏、緊急制動舒適平穩、熱衰退小、無制動裂紋且磨損低的優點，生產工藝簡單、環保，特別適用于電動中巴汽車盤式制動器。鑒于目前城市電動中巴的逐漸普及，此剎車片具有較廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明實施例1制得的剎車片進行臺架實驗的摩擦表面圖；

圖2為普通剎車片進行臺架實驗的摩擦表面圖。

具體實施方式

以下以具體實施例來說明本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不限于此：

實施例1

一種電動中巴用液壓盤式剎車片，其原料的質量百分組成如下：

鋼纖維45％、銅纖維10％、酚醛樹脂5％、丁腈橡膠3％、芳綸纖維2％、聚丙烯腈纖維3％、硫化銻5％、人造石墨8％、摩擦粉6％、鱗片鈦酸鋰10％、高鋁礬土3％。

其制備工藝，包括如下步驟：

(1)混料：將稱量好的各物料投入高速混料機中的次序為：先將非金屬纖維非金屬纖維、摩擦性能調節劑進行預混合，保證非金屬纖維處于均勻分散狀態，然后加入其它原輔材料，進行均勻攪拌；

(2)熱壓：壓制壓力300kgf/cm²，熱壓溫度150℃，排氣5次，保壓時間是55s/mm；

(3)將成型后的剎車片在6小時從室溫升溫到210℃，保溫4小時，然后隨爐冷卻至室溫；

(4)將熱處理后的剎車片按技術要求進行平磨、鉆孔，最后噴涂、印標、檢驗、包裝，獲得半金屬剎車片。

按qct564-2008要求對上述半金屬剎車片樣件進行實驗及評價，實驗結果見表1和表2。

表1磨損實驗報告

表2qct564-2008實驗報告

表1、表2試驗結果顯示，本發明剎車片制動力矩大、制動較平穩，無明顯衰退現象。磨損量在0.4mm左右，各項指標均落點在標準規定范圍之內。臺架試驗后，摩擦片表面完整、落灰少、無塌邊、無裂紋。

實施例2

電動中巴用液壓盤式剎車片，其原料的質量百分組成如下：

鋼纖維43％、紫銅纖維10％、酚醛樹脂5％、丁腈橡膠3％、芳綸纖維1％、聚丙烯腈纖維3％、硫化銻5％、人造石墨13％、摩擦粉6％、鱗片鈦酸鋰8％、高鋁礬土3％。

其制備工藝，包括如下步驟：

(1)混料：將稱量好的各物料投入高速混料機中的次序為：先將非金屬纖維非金屬纖維、摩擦性能調節劑進行預混合，保證非金屬纖維處于均勻分散狀態，然后加入其它原輔材料，進行均勻攪拌；

(2)熱壓：壓制壓力300kgf/cm²，熱壓溫度150℃，排氣5次，保壓時間是55s/mm；

(3)將成型后的剎車片在6小時從室溫升溫到210℃，保溫4小時，然后隨爐冷卻至室溫；

(4)將熱處理后的剎車片按技術要求進行平磨、鉆孔，最后噴涂、印標、檢驗、包裝。

按qct564-2008要求對上述半金屬剎車片樣件進行實驗及評價，實驗結果見表3和表4。

表3磨損實驗報告

表4qct564-2008實驗報告

表3、表4試驗結果顯示，該發明剎車片制動力矩大、制動較平穩，無明顯衰退現象。磨損量在0.5mm左右，各項指標均落點在標準規定范圍之內。臺架試驗后，摩擦片表面完整、落灰少、無塌邊、無裂紋。

實施例3

電動中巴用液壓盤式剎車片，其原料的質量百分組成如下：

鋼纖維44％、銅纖維10％、酚醛樹脂5％、丁腈橡膠3％、芳綸纖維2％、聚丙烯腈纖維3％、硫化銻5％、人造石墨8％、摩擦粉5％、鱗片鈦酸鋰12％、高鋁礬土3％。

其制備工藝，包括如下步驟：

(1)混料：將稱量好的各物料投入高速混料機中的次序為：先將非金屬纖維非金屬纖維、摩擦性能調節劑進行預混合，保證非金屬纖維處于均勻分散狀態，然后加入其它原輔材料，進行均勻攪拌；

(2)熱壓：壓制壓力300kgf/cm²，熱壓溫度150℃，排氣5次，保壓時間是55s/mm；

(3)將成型后的剎車片在6小時從室溫升溫到210℃，保溫4小時，然后隨爐冷卻至室溫；

(4)將熱處理后的剎車片按技術要求進行平磨、鉆孔，最后噴涂、印標、檢驗、包裝。

液壓盤式剎車片突出特點是在高溫、高速和高壓條件下無制動裂紋，避免出現重大安全等事故。

將本發明實施例1獲得的剎車片與普通剎車片(江淮帥鈴x前制動剎車片)進行臺架試驗(按照qct564-2008標準進行)后剎車片摩擦表面如附圖：

如圖1、2所示，本發明剎車片表面平整、無塌邊、無明顯制動裂紋等缺陷。而采用普通剎車片臺架實驗后表面已經產生明顯的裂紋，且裂紋有明顯的縱橫交錯發展趨勢，通過裂紋的擴展、交匯，極易造成剎車片的落塊或者斷裂，進而嚴重影響車輛的行駛安全性。

綜上所述，本發明所制得的盤式剎車片，其制動力矩大且制動平穩，無明顯衰退現象。相比于普通中巴用剎車片0.7mm的磨損量，本發明專利的0.4～0.5mm磨損量提高剎車片使用壽命40％左右，且最突出特點是在高速、高溫、高壓等嚴苛條件下無明顯制動裂紋，保證汽車行駛的安全性。在城市新能源電動公交逐漸普及的今天，此發明剎車片很好的解決了電動公交車頻繁起、停，連續制動帶來的剎車片裂紋問題，為汽車的安全性保駕護航，具有廣闊的市場應用前景。