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  我國自二十世紀九十年代初開始,對汽車工業的產品結構進行了宏觀調整,將轎車工業 列為汽車工業的主要發展品種。自此,在隨后的十多年中我國轎車實現了飛速發展,目前轎車總產量已占我國汽車年產總量的33%以上。汽車盤式剎車片也已成為我國摩擦材料制品中最主要的品種。
  汽車盤式剎車片主要用于轎車上,轎車通常為前輪采用盤式制動,后輪采用鼓式制動。由于轎車行駛速度高于一般汽車,盤式片的制動摩擦面積小,這使得轎車盤式片比一般剎車片要承受更高的制動負荷,吸收更多的制動能量,承受更高的制動溫度,磨損速度也比鼓式剎車片要快,而且轎車制動工作時還要求在很高的行駛速度(70-160公里/小時)條件下和高制動溫度(300-350℃)下具有良好的制動性能,對制動鼓表面的損傷要小等,因此可以認為在各類摩擦材料制品中,對盤式剎車片的性能要求相對來說是最高的。在我國GB5763-98標準中,對盤式片的摩擦性能的最高測試溫度為最高350℃。
  盤式片的生產工藝流程如下:
  配料--混料--干燥--予成型--熱壓成型--熱處理--磨制--開槽倒角--噴漆--鋼背處理--除油除污--拋丸噴砂--涂膠--安裝配件--印標--檢查--包裝入庫

  一、配料
  制造盤式片時,要考慮到上述幾個方面對盤式片的性能與要求。因此在組份選擇上需注意到幾個方面:
  1,粘結劑的用量和耐熱性——,盤式片組份中酚醛樹脂為主要粘結劑、橡膠為輔助粘結劑。在半金屬型盤式片中,由于鋼纖維與鐵粉的比重大,在組份中所占體積百分比較小,故而樹脂的用量比例比之鼓式剎車片來說要少,只需滿足對各組份的粘結作用,能形成制品必需的密度即可,而且盡管減少樹脂用量比例這個問題在國外被考慮得比較多,它有利于減少剎車片在高溫時因樹脂發生熱分解對制動性能造成的負面影響。
粘結劑的耐熱性對盤式片的工作性能的影響是眾所周知的。因此通常都采用耐熱性好的熱分解溫度高、熱失重較少的酚醛樹脂品種。橡膠的選擇則偏重于丁腈橡膠,丁苯橡膠中雖然價格較便宜,但因其耐熱性遜于丁腈橡膠,對盤式片中的使用受到一定的影響。出于使用方便的考慮,丁腈橡膠粉比之塊狀丁腈橡膠應用更為廣泛。
  2,摩擦性能調節劑的使用
  轎車盤式片的摩擦性能檢測溫度應達到350℃,為各種摩擦材料品種中“最高”,故而要求盤式片具有良好的高溫摩擦系數,這就需要通過在組份中加用高效增摩性能的摩擦性能調節劑來解決。它們大多數屬于高硬質填料,特別是莫氏硬度在6以上的高硬度填料。試驗研究結果表明,高硬質填料的高溫增摩效果:
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  在非金屬礦物中,莫氏硬度在6以上的長石粉、鋯英石、石英粉、氧化鋁、鋁礬土、剛玉、碳化硅等皆有上述效果。但不容忽視的,高硬質填料的硬度越高、用量越多、顆粒粒徑越大,對摩擦片中如何合理使用高硬質填料需通過細致的試驗后確定。
  3,多孔結構填料的使用
  多孔結構填料現在在摩擦材料行業中得到廣泛重視和應用。各種多孔結構填料,有的具有類似“分子篩”的作用。它們能吸附高分子物在高溫下熱分解所產生的低分子氣態或液態物,減少摩擦表面的潤滑介質,從而緩減熱衰退的程度;有的多孔結構填料能幫助吸收制動摩擦過程中產生的噪音。在國外有的GG級盤式片配方中,多孔結構的填料用量甚至可達到組份總量的25-35%范圍,就是出于抑制制動噪音的考慮。
  二、混料
  盤式片生產中混料工序的工藝方式大多采用干法直接混合法。即將含有六次甲基四胺的酚醛樹脂粉、丁腈橡膠粉、填料和纖維組份直接投加到混料機中進行混合。在使用混料機的類型方面,對于鋼纖維基的半金屬盤式片進行混料操作時,普通的轉數為400-500轉/分的立軸式混料機或犁耙式混料機都適用,而對于加用芳綸、有機纖維或人造礦物纖維的非石棉少金屬或無金屬型(即NAO)型盤式片的混料操作來說,由于這些纖維的不易分散性,犁耙式混料機更為適用。若使用立軸式混料機,則宜選用轉數更高(例如600-1000轉/分轉數)的機型,以利于混合料中的纖維分散均勻。
  混料機操作過程:將樹脂粉、橡膠粉、填料、纖維按順序分批加入混料機,開機混料,視機內物料溫度決定是向機身夾套內通冷卻水以控制物料溫度不致過高,達到規定的混料時間,物料混合均勻后,混料結束,出料。所得到的混合料即為壓塑料。
  混料時間:
 ?、僮?00-500轉/分的立軸式混料機,混料時間4-6分鐘。       
 ?、謐?00-1000轉/分的立軸式混料機,混料時間3-5分鐘。
 ?、劾綈沂交熗匣?,混料時間15-20分鐘。
  混料的質量要求:
 ?、倩旌狹嫌ν夤劬?,無白點,纖維分散均勻,無結團現象。
 ?、諢旌狹系乃鶯坑刂圃?.5%以下,若因原料中水率高或氣候潮濕等原因導致混合料中水份超標時,應采取干燥措施除去其水份。
  三、予成型操作
  將上述混合料(壓塑料)按壓制片要求的投料量進行稱量,投入予成型模中,在室溫下加壓制成冷坯。
  若需對盤式片加用底層料,可在壓冷坯壓制時加入。底料層加用量可為總投料量的10-12%。對普通彈簧模類型可直將面層料和底層料稱量好,先將面層料投加入予成型模腔,鋪平后再投入底層料,開機加壓到規定壓力后,介除壓力,出模,即獲得帶底層料的冷坯。
  予成型工藝要點:
 ?、俚ノ謊沽?0-70MPa。
 ?、誒浠檔某た沓嘰纈Ρ饒G懷嘰縲?毫米左右,為此,予成型模腔的長寬尺寸應比熱壓模腔小3-4毫米。
  予成型冷坯的質量要求:密實度好,保證在拿放和貯運過程中,不會松散、碎裂和掉塊。
  四、鋼背處理
  將盤式片鋼背進行除油除污后,在拋丸機或噴砂機中除油除污,使鋼背表面呈潔凈亮鐵灰色。然后在鋼背粘結面上粘接部位涂刷粘結膠。常用的國產粘結膠有706膠、204膠、J-04類膠等。先涂刷第一遍膠,干燥20分鐘左右,再涂刷第二遍膠,在自然條件下或在加熱條件下干燥至不粘手,鋼背處理便告完成,供熱壓工序使用。
  五、熱壓成型
  將熱壓模具加熱至規定壓制溫度(150-160℃),在模腔內、模板及有關部位涂刷或噴涂脫模劑,開始壓制操作。對不經過予成型工序的粉狀壓塑料,按規定投料量將其投入到模腔內,鋪平,再在規定位置上放置鋼背,鋼背涂膠面應面向模腔內壓塑料;對經予成型的冷坯,使用彈簧杖模時,將冷坯放入模腔內,有底層料的一面朝上,再放上鋼背,涂膠面朝下;若使用多腔模板(即上模為一塊平面鋼板)時,先將鋼背放在模具底部限定位置上(涂膠面朝上),合上模具,放入冷坯,有底層料的一面朝下。對于六模腔以上的壓模,加放壓塑料或冷坯的操作速度宜迅速以避免先放入的壓塑料或冷坯因受熱時間較長而發生部份老化或流動性降低。
  加料完畢后,開機,閉合上下模并按規定壓力加壓,在一分鐘內放2-3次汽,然后閉合模具,在規定壓力下進行保壓固化操作。

   

  c.幾種熱壓模具
  ●盤式片熱壓模具
  盤式片熱模具如圖1.2-4所示。a)為下頂式彈簧推凹模復位,每模兩片模具;b)為滑塊帶動凸模復位,每模6片模具;c)為6層熱壓機使用的多模腔模具;

  熱壓工藝條件:
  壓制溫度150-160℃;
  壓制單位壓力 20-30MPa;
  壓制(保壓)時間 40-80秒/mm產品厚度;
  達到規定壓制時間后,開啟模具,熱壓操作結束,取出壓制片。
  熱壓工序質量要求:壓制片外觀色澤和密實度均勻,無邊角缺損,鋼背孔中物料填滿均勻,無起泡、分層、腫脹、厚薄均勻、鋼背和摩擦片粘結牢固。
  六、熱處理工序
  將熱壓好的壓制片放入熱處理烘箱,按設定的時間——溫度條件進行升溫和保溫操作。下面是盤式片熱處理操作過程一例: 

溫度  ℃

室溫-140

140

140-160

160

160-180

180

操作方式

升溫

保溫

升溫

保溫

升溫

保溫

時間小時

1-2

1

1

3

1

6

  熱處理結束,壓制片已完成固化,停止加熱,待壓制片自然冷卻至60℃以下,出片,獲得完全固化的摩擦片制品。
  七、磨制加工
  將熱處理好的片子放置于平面磨床上磨制表面,使片子達到要求的厚度規格。常用的盤式片平面磨床有兩種類型:
 ?、倨脹ㄐ推矯婺ゴ?。需磨制的盤式片放置于平面轉盤上卡位的片槽中被固定住,調節好平面金剛石砂輪與片子間的距離。砂輪共有兩個,一個進行粗磨加工,加一個進行細磨加工。片子隨轉盤旋轉進入砂輪磨制區域時先進行粗磨加工后再進行細磨加工,使片子的厚度尺寸及表面外觀達到磨制工序的工藝要求。
 ?、詰绱盼唐矯婺ゴ?br />   電磁吸盤平面磨床與普通磨床的不同處在于將盤式片固定在平面轉盤上的方式是靠電磁力。平面磨床在接近和處于粗磨、細磨兩個砂輪下的半園區域(磨制區)內帶有磁性,而遠離兩個砂輪的另一個半園區域內(放、取片區)內不帶磁性。調節好粗磨砂輪和細磨砂輪與轉盤上片子的垂直距離???,啟動砂輪和轉盤,將需磨制的盤式片鋼背朝下放置于轉盤上指定的園周線位置上,當片子隨轉動的轉盤進入磨片區時,片子鋼背被帶磁性的轉盤的磁力牢牢吸住,而使片子固定在轉盤上并被砂輪進行粗磨加工和細磨加工,完成磨片的工藝要求。
  盤式片磨床見下圖:
  圓盤磨床是典型的加工盤式片表面的機械。(如圖  所示)電磁吸盤2在驅動電機4的作用下轉動,電磁吸盤2本身劃分成磁力區,退磁區和工作區(無磁力)。這些區域不因電磁吸盤的轉動而變化。操作者在工作區放上工件后,工件隨吸盤的轉動進入磁力區,并經過粗磨、精磨兩次加工后經退磁區返回到工作區。操作者取下加工后的工件并放入待加工件。該操作可連續進行。該設備的特點是技術較為成熟,加工精度較好,生產效率較高,缺點是只能進行表面加工,且背板上凸臺分布特殊的工件不方便加工。

  八、開槽倒角加工
  有相當多品種的盤式片在磨制加工后,需進一步在片子表面中部開槽,開槽目的有兩個,一是有利于制動摩擦時的片子散熱,二是容納片子表面因摩擦產生的粉塵,使其不致于積聚在片子表面而影響制動工作。
  有少數規格的盤式片由于設計要求需在其兩端磨制成具有一定的傾斜角度,稱為“倒角”。
  開槽和倒角加工可在兩臺設備上分別進行,也可在同一臺設備上完成?;褂械畝喙δ苣ゼ庸ど璞訃礱婺ブ?、開槽、倒角于一身,由一臺設備來完成,可節省人力,提高工作效率。
  磨制好的片子表面不可避免會積集一些粉塵影響后面的加工和美觀,應將片子和鋼背表面的粉塵吹刷潔凈。
  九、噴漆
  噴漆工序系在盤式片的鋼背表面及摩擦片的側面噴上漆料,達到表面裝飾的效果。
  常用的漆料為硝基磁漆和氨基磁漆,以黑色無光或亞光漆為多,也有少數產品用其它色澤的。硝基磁漆為常溫固化漆種,氨基漆為加熱固化類漆種。使用時分別用硝基稀料和氨基稀料稀釋,將盤式片的鋼背面朝下放置于可轉動的噴漆臺(架)上進行噴漆,噴漆時應避免片子工作表面上沾染漆料,為減少噴漆時造成的空氣污染,通常在噴漆臺(架)的后面裝有水淋裝置,以吸收漆料霧滴,不使其在空氣中飄揚。
  噴漆裝置見圖:

  噴好漆的盤式片在自然條件下或加熱條件下完成干燥固化后即為盤式片成品。
  粉末(又稱靜電噴涂)是另一種用于盤式片的表面噴涂工藝,這種工藝可使盤式片表面噴涂效果更為美觀。
  粉末噴涂工藝是表面處理的后起之秀。它以良好的表面附著性及豐富多彩的色調與質量,逐漸受到盤式片生產廠商的青睞。現結合吉林大學機電所生產的JF971型噴涂固化機組來簡介噴涂表面處理的一些問題和該設備的工作原理(參見圖  )。
  一般地說,對涂裝產品的質量要求為:
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 ?、酃袒笸夤垡秸?,不能起皺、起泡等。
 ?、苣艸惺芤歡ǖ幕肪澄露群駝穸?。
 ?、莨ぷ髏娌荒蘢歐?。
  噴涂的過程為:噴涂→轉移→固化→轉移→冷卻→(包裝)


  圖  所示的噴涂生產線,可將上述過程自動連續完成。其輸送速度、噴涂量可調,粉未可回收二次利用。其工作過程如下:
  將工件工作面朝下置于噴涂機的輸送帶上的入口端,輸送帶將工作送至噴涂室內,室內噴槍連續地均勻噴射粉未涂料。涂料攜帶靜電荷吸附到工件表面上。噴涂室頂部和下部設有回收剩余涂料接口,接口通過軟管道連接到回收裝置上,這樣回收的涂料可再次利用。
  噴涂后的工件由過渡機構輸送到固化機金屬網鏈上,金屬網鏈帶動工件進入加溫固化區內。經過一定時間的加熱烘烤,使涂料固化后牢固的粘附在工件表面上。加熱固化的溫度,時間根據涂料的特性,工藝要求可調節。
  固化后的工件由固化機另一端導出,經過渡板輸送到冷卻通道內進行降溫冷卻。
冷卻后的工件既可進入下一道工序。
  附件配置:
  上述內容為生產盤式片的主要工序內容。對有些品種產品,在實際使用時還需配裝報警線、卡子、簧片等附件,有少數品種屬于鉚接式盤式片,需使用鉆孔機和鉚接機進行片子鉆孔,并和帶孔鋼背鉚裝成一體。在此就不作詳細介紹了。

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