专利名称：轿车制动噪声的解决办法的制作方法
技术领域：
本发明轿车制动噪声的解决办法涉及一种改进的轿车制动片的结构、配方及其加工工艺。
背景技术：
随着汽车工业的发展，汽车用户对制动的要求从过去单纯的安全性能和使用寿命转移到制动舒适和制动安静上来，因此，制动噪声正成为全世界汽车制动系统领域亟待解决的难题，也是主机厂的设计师在设计制动系统时必须面对的课题。目前为止，对解决制动噪声比较有效的方案不外以下几种1，改进制动卡钳的装配刚性；2，改进制动盘的共振频率；3，在制动衬片的背面加装减振垫；4，改善制动衬片与制动盘的接触状况，如将制动衬片的工作面设计成两端倒角或四周倒角；5，将制动衬片的摩擦材料中间切割径向或一定角度的槽。
以上几个方面的工作是在汽车设计成型时就已经定义的工作，并且其前提条件是摩擦材料的材质已经定义，也就是说这些是主机厂和制动系统的原装供应商(OEM)的工作。但对于非OEM供应商，特别是摩擦材料的生产厂家，对解决制动噪声应有自己的见解，因为他面对的是已经定义的制动系统。
发明内容
本发明的目的在于从改进轿车制动片的结构、配方及其加工工艺着手，提供一种轿车制动噪声的解决办法，以适应没有参与制动系统设计的摩擦材料生产厂家在面对已经定义的制动系统时所采取的措施。
本发明的内容可通过下述技术方案实现一种轿车制动噪声的解决办法，是将制动衬片分解为层状结构，包括制动工作层、隔热阻尼层、背板、防振层。
在上述技术方案基础上，所述制动工作层的材料是由热固性树脂、增强纤维、摩擦系数调节剂、填充料组成，其中热固性树脂可以是酚醛树脂及其改性材料；增强纤维包括由紫铜纤维、低碳钢纤维中的一种或二种并用组成的金属纤维，由聚对苯二甲酰对苯二胺纤维、纤维素纤维中的一种或二种并用组成的有机纤维，矿物纤维如矿棉；摩擦系数调节剂包括以硅酸盐作为磨料和以成石墨与硫化物料并用组成的润滑体系；填充料可以是硫酸钡、橡胶料及其化无机盐中的一种或几种。
具体制动工作层的材料按重量百分比热固性树脂 酚醛树脂及其改性材料 5-10％增强纤维紫铜纤维5-20％低碳钢纤维 0-10％聚对苯二甲酰对苯二胺纤维1-5％纤维素纤维 2-5％矿棉10-20％摩擦系数调节剂 硅酸盐 1-5％合成石墨与硫化物料并用材料 8-15％填充料 硫酸钡、橡胶料及其化无机盐中的一种或几种 15-30％。
在上述技术方案基础上，所述阻尼隔热层采用以矿物纤维为主要增强体系的有机基复合材料，包括丁氰改性酚醛树脂、矿棉纤维、填充料和摩擦系数调节剂，其中丁氰改性酚醛树脂 5-10％矿棉纤维 30-60％填充料和摩擦系数调节剂余量。
在上述技术方案基础上，所述防振层采用水溶性丁氰改性酚醛树脂，其中丁氰含量可高达10-20％重量份。制动片的制造工艺，分材料准备、压制，其中材料准备分下述步骤第一步，制动工作层的材料准备，先将芳纶桨泊开松，开松时间为10至20分种；加入金属纤维总量的50％和所有粉末和颗粒状材料，混合搅拌15至30分种；再加入另外50％的金属纤维和其他有机纤维，混合10至20分钟，然后出料，检查混合料的均匀程度；按规格称料。第二步，隔热阻尼层的材料准备，先将矿物纤维开松，时间为10至20分钟；加入其他余下的材料，混合15至30分钟，出料，检查混合料的均匀程度，按规格称料。第三步，背板所用的钢材必须是去油，然后喷砂清洗，去除小船表面锈斑和杂质；用有机溶剂将表面洗净，晾干，涂粘接胶。
压制分下述步骤第一步，预成型，将制动工作层和隔热阻尼层材料先后加入预成型模具中，保证两种材料的厚度均匀；加压成型，成型压力为5-10公斤/平方厘米，5秒，预成型的胚料应有一定强度。第二步，热压成型，将预成型胚料放入温度为160℃和模具中，再放入涂过胶的背板，加压成型，成型压力100-150公斤/平方厘米，时间为150秒，其间放气三次，然后出模。第三步，热处理，按一定的温度梯度进行处理，120℃/1小时、135℃/1小时、160℃/2小时、180℃/2小时，每个温度升温时间为30分钟，自后在热处理箱中自然冷却。第四步，后处理，包括按照规格尺寸打磨工作面表面的材料，即平磨；涂防振层，涂层厚度0.3-0.6毫米，可以是平面涂层，也可以是线条状涂层，烘干防振层中的溶剂；粉末喷涂防腐涂料，制动衬片的非工作面喷涂聚酯究末，在180℃隧道烘箱中固化30分钟，其间防振层材料也得到固化；最后产品包装。
本发明的优越性在于不仅可以满足车辆制动过程需要的制动效能，而且可以使材料在与对偶摩擦过程中在摩擦界面形成均匀、稳定的摩擦膜，有利于稳定摩擦系数、降低磨损率、提高制动舒适性和降低制动噪声。
本发明制动衬片断面结构示意图。
编号说明1—制动工作层2—隔热阻尼层3—背板4—防振层具体实施方式
如图，本发明制动衬片断面结构示意图所示，一种轿车制动噪声的解决办法，是将制动衬片分解为层状结构，包括制动工作层1、隔热阻尼层2、背板3、防振层4。
在上述技术方案基础上，制动工作层的材料是由热固性树脂、增强纤维、摩擦系数调节剂、填充料组成，其中热固性树脂可以是酚醛树脂及其改性材料；增强纤维包括由紫铜纤维、低碳钢纤维中的一种或二种并用组成的金属纤维，由聚对苯二甲酰对苯二胺纤维、纤维素纤维中的一种或二种并用组成的有机纤维，矿物纤维如矿棉；摩擦系数调节剂包括以硅酸盐作为磨料和以成石墨与硫化物料并用组成的润滑体系；
填充料可以是硫酸钡、橡胶料及其化无机盐中的一种或几种。
制动工作层中材料是无石棉混杂纤维增强的有机基复合材料，如下表1，表1，制动工作层的材料特点
以上配方的组合，不仅可以满足车辆制动过程所需要的制动效能，而且可以使材料在与对偶摩擦过程中在摩擦界面形成均匀、稳定的摩擦膜，有利于稳定摩擦系数、降低磨损率、提高制动舒适性和降低制动噪声。
阻尼隔热层采用以矿物纤维为主要增强体系的有机基复合材料，包括丁氰改性酚醛树脂、矿棉纤维、填充料和摩擦系数调节剂，其中丁氰改性酚醛树脂7-15％、矿棉纤维30-60％、余量为填充料和摩擦系数调节剂。
防振层采用水溶性丁氰改性酚醛树脂，其中丁氰含量可高达10-20％重量份。
制动衬片原材料、配方结构、实际称料量如表2表2，低金属制动衬片实施例之配方结构和实际用量表
产品制备分材料准备、压制，后处理，其中材料准备分下述步骤混料与称料制动工作层I，将聚对苯二甲酰对苯二胺纤维(芳纶)及矿棉开松0.4公斤芳纶和1.5公斤矿棉首先开松15分钟；II，混合粉料和粒料及部分金属纤维开松后的芳纶及矿棉、全部的粉状料和粒状料、纤维素纤维、50％的金属纤维先后加入到混料机，混合15分钟；III，再加入其余的金属纤维，混合15分钟，出料，检查混合均匀程度。
IV，按每个样品按130克称料。
隔热阻尼层I，0.8公斤矿棉开松15分钟；II，开松后的矿棉和其他材料一起加入到混料机中混合20分钟，出料，检查混合均匀程度；III，按每个样品30克称料。
背板处理去过油的背板喷砂清洗，去除表面锈斑和杂质；用有机溶剂将表面洗净，晾干；涂粘接胶。
压制工艺A)预成型将制动工作层130克和隔热阻尼层材料30克先后加进预成型模具中，保证两种材料的厚度均匀；加压成型，压力5至10公斤/平方厘米时间5秒；预成型的半产品应有一定的强度。
B)热压成型将预成型的半成品放入温度为160℃中，放上涂过胶的背板，加压成型，压力100至150公斤/平方厘米，时间为150秒，其间放气3次；然后出模。
C)热处理按一定的温度梯度进行处理，120℃/1小时；135℃/1小时；160℃/2小时；180℃/2小时。每个温度升温时间为30分钟。最后在热处理箱中自然冷却。后处理平磨按照规定的尺寸磨掉工作面表面的材料。涂防振层厚度为0.3至0.6毫米，为线条状涂层；烘干防振层中的溶剂。粉末喷涂防腐涂料制动衬片的非工作面喷涂聚酯粉末，在180℃隧道烘箱中固化30分钟，其间防振层材料也得到固化。打印包装。测试A)台架测试台架测试结果如表3所示。
B)整车测试经过不同车种、多辆份轿车测试表明，本发明的制动衬片使用寿命满足用户需求，踏板舒适性好，无制动噪声。
表3，低金属制动衬片台架测试报告
权利要求
1，一种轿车制动噪声的解决办法，特征在于将制动衬片分解为层状结构，包括制动工作层、隔热阻尼层、背板、防振层。
2，根据权利要求1所述的轿车制动噪声的解决办法，特征在于所述制动工作层的材料是由热固性树脂、增强纤维、摩擦系数调节剂、填充料组成，其中热固性树脂可以是酚醛树脂及其改性材料；增强纤维包括由紫铜纤维、低碳钢纤维中的一种或二种并用组成的金属纤维，由聚对苯二甲酰对苯二胺纤维、纤维素纤维中的一种或二种并用组成的有机纤维，矿物纤维如矿棉；摩擦系数调节剂包括以硅酸盐作为磨料和以成石墨与硫化物料并用组成的润滑体系；填充料可以是硫酸钡、橡胶料及其化无机盐中的一种或几种。
3，根据权利要求2所述的轿车制动噪声的解决办法，特征在于制动工作层的材料按重量百分比热固性树脂 酚醛树脂及其改性材料 5-10％增强纤维紫铜纤维 5-20％低碳钢纤维0-10％聚对苯二甲酰对苯二胺纤维 1-5％纤维素纤维2-5％矿棉 10-20％摩擦系数调节剂 硅酸盐 1-5％合成石墨与硫化物料并用材料 8-15％填充料 硫酸钡、橡胶料及其化无机盐中的一种或几种 15-30％。
4，根据权利要求1、2所述的轿车制动噪声的解决办法，特征在于阻尼隔热层采用以矿物纤维为主要增强体系的有机基复合材料，包括丁氰改性酚醛树脂、矿棉纤维、填充料和摩擦系数调节剂，其中丁氰改性酚醛树脂 7-15％矿棉纤维 30-60％填充料和摩擦系数调节剂余量。
5，根据权利根据权利要求1、2所述的轿车制动噪声的解决办法，特征在于防振层采用水溶性丁氰改性酚醛树脂，其中丁氰含量可高达10-20％重量份。
6，制动片的制造工艺，特征在于制动片的制造工艺，分材料准备、压制，后处理，其中材料准备分下述步骤第一步，制动工作层的材料准备，先将聚对苯二甲酰对苯二胺纤维开松，开松时间为10至20分种；加入金属纤维总量的50％和所有粉末和颗粒状材料，混合搅拌15至30分种；再加入另外50％的金属纤维和其他有机纤维，混合10至20分钟，然后出料，检查混合料的均匀程度；按规格称料；第二步，隔热阻尼层的材料准备，先将矿物纤维开松，时间为10至20分钟；加入其他余下的材料，混合15至30分钟，出料，检查混合料的均匀程度，按规格称料；第三步，背板所用的钢材必须是去油，然后喷砂清洗，去除表面锈斑和杂质；用有机溶剂将表面洗净，晾干，涂粘接胶。
7，根据权利要求6所述的制动片的制造工艺，特征在于压制过程分下述步骤第一步，预成型，将制动工作层材料和隔热阻尼层材料先后加入预成型模具中，加压成型为有一定强度的预成型胚料，成型压力为5-10公斤/平方厘米，5秒；第二步，热压成型，将预成型胚料放入温度为160℃的模具中，再放入涂过胶的背板，加压成型，成型压力100-150公斤/平方厘米，时间为150秒，其间需排气，然后出模；第三步，热处理，按下述温度梯度进行处理，120℃/1小时、135℃/1小时、160℃/2小时、180℃/2小时，每个温度梯度升温时间为30分钟，然后自然冷却成粗产品。
8，根据权利要求6、7所述的制动片的制造工艺，特征在于后处理包括对工作面按规格平磨、涂防振层、涂防腐涂料、包装，其中平磨是按照规格尺寸打磨工作面表面的材料；涂防振层，涂层厚度0.3-0.6毫米，可以是平面涂层，也可以是线条状涂层，烘干防振层中的溶剂；涂防腐涂料，对制动衬片的非工作面可喷涂聚酯粉末，在180℃条件下固化30分钟。
全文摘要
本发明轿车制动噪声的解决办法涉及一种改进的轿车制动片的结构、配方及其加工工艺。一种轿车制动噪声的解决办法,特点是将制动衬片分解为层状结构,包括制动工作层、隔热阻尼层、背板、防振层。制动工作层的材料是由热固性树脂、增强纤维、摩擦系数调节剂、填充料组成,阻尼隔热层采用以矿物纤维为主要增强体系的有机基复合材料,制动片的制造工艺分材料准备、压制,后处理,本发明不仅可以满足车辆制动过程需要的制动效能,而且可以使材料在与对偶摩擦过程中在摩擦界面形成均匀、稳定的摩擦膜,有利于稳定摩擦系数、降低磨损率、提高制动舒适性和降低制动噪声。
文档编号F16D69/00GK1333438SQ0112657
公开日2002年1月30日 申请日期2001年8月28日 优先权日2001年8月28日
发明者肖桂普, 薛建尧, 王训国, 朱子康, 沈德和 申请人:上海交大贤华汽车材料发展有限公司