您现在的位置:首页 >> 技术创新 >> 盘式制动片

  我国自二十世纪九十年代初开始,对汽车工业的产品结构进行了宏观调整,将轿车工业 列为汽车工业的主要发展品种。自此,在随后的十多年中我国轿车实现了飞速发展,目前轿车总产量已占我国汽车年产总量的33%以上。汽车盘式刹车片也已成为我国摩擦材料制品中最主要的品种。
  汽车盘式刹车片主要用于轿车上,轿车通常为前轮采用盘式制动,后轮采用鼓式制动。由于轿车行驶速度高于一般汽车,盘式片的制动摩擦面积小,这使得轿车盘式片比一般刹车片要承受更高的制动负荷,吸收更多的制动能量,承受更高的制动温度,磨损速度也比鼓式刹车片要快,而且轿车制动工作时还要求在很高的行驶速度(70-160公里/小时)条件下和高制动温度(300-350℃)下具有良好的制动性能,对制动鼓表面的损伤要小等,因此可以认为在各类摩擦材料制品中,对盘式刹车片的性能要求相对来说是最高的。在我国GB5763-98标准中,对盘式片的摩擦性能的最高测试温度为最高350℃。
  盘式片的生产工艺流程如下:
  配料--混料--干燥--予成型--热压成型--热处理--磨制--开槽倒角--喷漆--钢背处理--除油除污--抛丸喷砂--涂胶--安装配件--印标--检查--包装入库

  一、配料
  制造盘式片时,要考虑到上述几个方面对盘式片的性能与要求。因此在组份选择上需注意到几个方面:
  1,粘结剂的用量和耐热性——,盘式片组份中酚醛树脂为主要粘结剂、橡胶为辅助粘结剂。在半金属型盘式片中,由于钢纤维与铁粉的比重大,在组份中所占体积百分比较小,故而树脂的用量比例比之鼓式刹车片来说要少,只需满足对各组份的粘结作用,能形成制品必需的密度即可,而且尽管减少树脂用量比例这个问题在国外被考虑得比较多,它有利于减少刹车片在高温时因树脂发生热分解对制动性能造成的负面影响。
粘结剂的耐热性对盘式片的工作性能的影响是众所周知的。因此通常都采用耐热性好的热分解温度高、热失重较少的酚醛树脂品种。橡胶的选择则偏重于丁腈橡胶,丁苯橡胶中虽然价格较便宜,但因其耐热性逊于丁腈橡胶,对盘式片中的使用受到一定的影响。出于使用方便的考虑,丁腈橡胶粉比之块状丁腈橡胶应用更为广泛。
  2,摩擦性能调节剂的使用
  轿车盘式片的摩擦性能检测温度应达到350℃,为各种摩擦材料品种中“最高”,故而要求盘式片具有良好的高温摩擦系数,这就需要通过在组份中加用高效增摩性能的摩擦性能调节剂来解决。它们大多数属于高硬质填料,特别是莫氏硬度在6以上的高硬度填料。试验研究结果表明,高硬质填料的高温增摩效果:
  ①随其用量增大而增高。
  ②随填料硬度提高而增高。
  ③随填料粒度增大而增高。
  在非金属矿物中,莫氏硬度在6以上的长石粉、锆英石、石英粉、氧化铝、铝矾土、刚玉、碳化硅等皆有上述效果。但不容忽视的,高硬质填料的硬度越高、用量越多、颗粒粒径越大,对摩擦片中如何合理使用高硬质填料需通过细致的试验后确定。
  3,多孔结构填料的使用
  多孔结构填料现在在摩擦材料行业中得到广泛重视和应用。各种多孔结构填料,有的具有类似“分子筛”的作用。它们能吸附高分子物在高温下热分解所产生的低分子气态或液态物,减少摩擦表面的润滑介质,从而缓减热衰退的程度;有的多孔结构填料能帮助吸收制动摩擦过程中产生的噪音。在国外有的GG级盘式片配方中,多孔结构的填料用量甚至可达到组份总量的25-35%范围,就是出于抑制制动噪音的考虑。
  二、混料
  盘式片生产中混料工序的工艺方式大多采用干法直接混合法。即将含有六次甲基四胺的酚醛树脂粉、丁腈橡胶粉、填料和纤维组份直接投加到混料机中进行混合。在使用混料机的类型方面,对于钢纤维基的半金属盘式片进行混料操作时,普通的转数为400-500转/分的立轴式混料机或犁耙式混料机都适用,而对于加用芳纶、有机纤维或人造矿物纤维的非石棉少金属或无金属型(即NAO)型盘式片的混料操作来说,由于这些纤维的不易分散性,犁耙式混料机更为适用。若使用立轴式混料机,则宜选用转数更高(例如600-1000转/分转数)的机型,以利于混合料中的纤维分散均匀。
  混料机操作过程:将树脂粉、橡胶粉、填料、纤维按顺序分批加入混料机,开机混料,视机内物料温度决定是向机身夹套内通冷却水以控制物料温度不致过高,达到规定的混料时间,物料混合均匀后,混料结束,出料。所得到的混合料即为压塑料。
  混料时间:
  ①转数为400-500转/分的立轴式混料机,混料时间4-6分钟。       
  ②转数为700-1000转/分的立轴式混料机,混料时间3-5分钟。
  ③犁耙式混料机,混料时间15-20分钟。
  混料的质量要求:
  ①混合料应外观均匀,无白点,纤维分散均匀,无结团现象。
  ②混合料的水份含量应控制在1.5%以下,若因原料中水率高或气候潮湿等原因导致混合料中水份超标时,应采取干燥措施除去其水份。
  三、予成型操作
  将上述混合料(压塑料)按压制片要求的投料量进行称量,投入予成型模中,在室温下加压制成冷坯。
  若需对盘式片加用底层料,可在压冷坯压制时加入。底料层加用量可为总投料量的10-12%。对普通弹簧模类型可直将面层料和底层料称量好,先将面层料投加入予成型模腔,铺平后再投入底层料,开机加压到规定压力后,介除压力,出模,即获得带底层料的冷坯。
  予成型工艺要点:
  ①单位压力40-70MPa。
  ②冷坏的长宽尺寸应比模腔尺寸小1毫米左右,为此,予成型模腔的长宽尺寸应比热压模腔小3-4毫米。
  予成型冷坯的质量要求:密实度好,保证在拿放和贮运过程中,不会松散、碎裂和掉块。
  四、钢背处理
  将盘式片钢背进行除油除污后,在抛丸机或喷砂机中除油除污,使钢背表面呈洁净亮铁灰色。然后在钢背粘结面上粘接部位涂刷粘结胶。常用的国产粘结胶有706胶、204胶、J-04类胶等。先涂刷第一遍胶,干燥20分钟左右,再涂刷第二遍胶,在自然条件下或在加热条件下干燥至不粘手,钢背处理便告完成,供热压工序使用。
  五、热压成型
  将热压模具加热至规定压制温度(150-160℃),在模腔内、模板及有关部位涂刷或喷涂脱模剂,开始压制操作。对不经过予成型工序的粉状压塑料,按规定投料量将其投入到模腔内,铺平,再在规定位置上放置钢背,钢背涂胶面应面向模腔内压塑料;对经予成型的冷坯,使用弹簧杖模时,将冷坯放入模腔内,有底层料的一面朝上,再放上钢背,涂胶面朝下;若使用多腔模板(即上模为一块平面钢板)时,先将钢背放在模具底部限定位置上(涂胶面朝上),合上模具,放入冷坯,有底层料的一面朝下。对于六模腔以上的压模,加放压塑料或冷坯的操作速度宜迅速以避免先放入的压塑料或冷坯因受热时间较长而发生部份老化或流动性降低。
  加料完毕后,开机,闭合上下模并按规定压力加压,在一分钟内放2-3次汽,然后闭合模具,在规定压力下进行保压固化操作。

   

  c.几种热压模具
  ●盘式片热压模具
  盘式片热模具如图1.2-4所示。a)为下顶式弹簧推凹模复位,每模两片模具;b)为滑块带动凸模复位,每模6片模具;c)为6层热压机使用的多模腔模具;

  热压工艺条件:
  压制温度150-160℃;
  压制单位压力 20-30MPa;
  压制(保压)时间 40-80秒/mm产品厚度;
  达到规定压制时间后,开启模具,热压操作结束,取出压制片。
  热压工序质量要求:压制片外观色泽和密实度均匀,无边角缺损,钢背孔中物料填满均匀,无起泡、分层、肿胀、厚薄均匀、钢背和摩擦片粘结牢固。
  六、热处理工序
  将热压好的压制片放入热处理烘箱,按设定的时间——温度条件进行升温和保温操作。下面是盘式片热处理操作过程一例: 

温度  ℃

室温-140

140

140-160

160

160-180

180

操作方式

升温

保温

升温

保温

升温

保温

时间小时

1-2

1

1

3

1

6

  热处理结束,压制片已完成固化,停止加热,待压制片自然冷却至60℃以下,出片,获得完全固化的摩擦片制品。
  七、磨制加工
  将热处理好的片子放置于平面磨床上磨制表面,使片子达到要求的厚度规格。常用的盘式片平面磨床有两种类型:
  ①普通型平面磨床。需磨制的盘式片放置于平面转盘上卡位的片槽中被固定住,调节好平面金刚石砂轮与片子间的距离。砂轮共有两个,一个进行粗磨加工,加一个进行细磨加工。片子随转盘旋转进入砂轮磨制区域时先进行粗磨加工后再进行细磨加工,使片子的厚度尺寸及表面外观达到磨制工序的工艺要求。
  ②电磁吸盘平面磨床
  电磁吸盘平面磨床与普通磨床的不同处在于将盘式片固定在平面转盘上的方式是靠电磁力。平面磨床在接近和处于粗磨、细磨两个砂轮下的半园区域(磨制区)内带有磁性,而远离两个砂轮的另一个半园区域内(放、取片区)内不带磁性。调节好粗磨砂轮和细磨砂轮与转盘上片子的垂直距离。开机,启动砂轮和转盘,将需磨制的盘式片钢背朝下放置于转盘上指定的园周线位置上,当片子随转动的转盘进入磨片区时,片子钢背被带磁性的转盘的磁力牢牢吸住,而使片子固定在转盘上并被砂轮进行粗磨加工和细磨加工,完成磨片的工艺要求。
  盘式片磨床见下图:
  圆盘磨床是典型的加工盘式片表面的机械。(如图  所示)电磁吸盘2在驱动电机4的作用下转动,电磁吸盘2本身划分成磁力区,退磁区和工作区(无磁力)。这些区域不因电磁吸盘的转动而变化。操作者在工作区放上工件后,工件随吸盘的转动进入磁力区,并经过粗磨、精磨两次加工后经退磁区返回到工作区。操作者取下加工后的工件并放入待加工件。该操作可连续进行。该设备的特点是技术较为成熟,加工精度较好,生产效率较高,缺点是只能进行表面加工,且背板上凸台分布特殊的工件不方便加工。

  八、开槽倒角加工
  有相当多品种的盘式片在磨制加工后,需进一步在片子表面中部开槽,开槽目的有两个,一是有利于制动摩擦时的片子散热,二是容纳片子表面因摩擦产生的粉尘,使其不致于积聚在片子表面而影响制动工作。
  有少数规格的盘式片由于设计要求需在其两端磨制成具有一定的倾斜角度,称为“倒角”。
  开槽和倒角加工可在两台设备上分别进行,也可在同一台设备上完成。还有的多功能磨加工设备集表面磨制、开槽、倒角于一身,由一台设备来完成,可节省人力,提高工作效率。
  磨制好的片子表面不可避免会积集一些粉尘影响后面的加工和美观,应将片子和钢背表面的粉尘吹刷洁净。
  九、喷漆
  喷漆工序系在盘式片的钢背表面及摩擦片的侧面喷上漆料,达到表面装饰的效果。
  常用的漆料为硝基磁漆和氨基磁漆,以黑色无光或亚光漆为多,也有少数产品用其它色泽的。硝基磁漆为常温固化漆种,氨基漆为加热固化类漆种。使用时分别用硝基稀料和氨基稀料稀释,将盘式片的钢背面朝下放置于可转动的喷漆台(架)上进行喷漆,喷漆时应避免片子工作表面上沾染漆料,为减少喷漆时造成的空气污染,通常在喷漆台(架)的后面装有水淋装置,以吸收漆料雾滴,不使其在空气中飘扬。
  喷漆装置见图:

  喷好漆的盘式片在自然条件下或加热条件下完成干燥固化后即为盘式片成品。
  粉末(又称静电喷涂)是另一种用于盘式片的表面喷涂工艺,这种工艺可使盘式片表面喷涂效果更为美观。
  粉末喷涂工艺是表面处理的后起之秀。它以良好的表面附着性及丰富多彩的色调与质量,逐渐受到盘式片生产厂商的青睐。现结合吉林大学机电所生产的JF971型喷涂固化机组来简介喷涂表面处理的一些问题和该设备的工作原理(参见图  )。
  一般地说,对涂装产品的质量要求为:
  ①非工作面整体着粉均匀。
  ②棱角处覆盖严密。
  ③固化后外观要平整,不能起皱、起泡等。
  ④能承受一定的环境温度和振动。
  ⑤工作面不能着粉。
  喷涂的过程为:喷涂→转移→固化→转移→冷却→(包装)


  图  所示的喷涂生产线,可将上述过程自动连续完成。其输送速度、喷涂量可调,粉未可回收二次利用。其工作过程如下:
  将工件工作面朝下置于喷涂机的输送带上的入口端,输送带将工作送至喷涂室内,室内喷枪连续地均匀喷射粉未涂料。涂料携带静电荷吸附到工件表面上。喷涂室顶部和下部设有回收剩余涂料接口,接口通过软管道连接到回收装置上,这样回收的涂料可再次利用。
  喷涂后的工件由过渡机构输送到固化机金属网链上,金属网链带动工件进入加温固化区内。经过一定时间的加热烘烤,使涂料固化后牢固的粘附在工件表面上。加热固化的温度,时间根据涂料的特性,工艺要求可调节。
  固化后的工件由固化机另一端导出,经过渡板输送到冷却通道内进行降温冷却。
冷却后的工件既可进入下一道工序。
  附件配置:
  上述内容为生产盘式片的主要工序内容。对有些品种产品,在实际使用时还需配装报警线、卡子、簧片等附件,有少数品种属于铆接式盘式片,需使用钻孔机和铆接机进行片子钻孔,并和带孔钢背铆装成一体。在此就不作详细介绍了。

九通股份            辽宁汽车刹车片          九通刹车片          辽宁碳陶摩擦材料          誉鼎刹车片

版权所有 ©  2017     九通新型摩擦材料(朝阳)股份有限公司 严禁转载    辽ICP备16006838号-1     中企动力   提供技术支持     【后台管理】  企业地图