本发明涉及一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料及其制备方法，属于汽车零部件领域。
背景技术：
汽车是一种方便快捷的交通工具，其制动系统是保证汽车安全行驶最重要的安全装置。其中，刹车片是制动系统的核心部件，而刹车片摩擦材料的性能在制动效果中起决定性作用，影响刹车片摩擦材料性能的关键要素是其耐磨性和热稳定性。因此，优良的刹车片产品必须具有热稳定性好、低磨损率、低摩擦噪声和刹车振动小等优点。随着汽车制造技术向绿色环保、安全可靠的方向快速发展；对汽车制动系统性能也提出了越来越高的要求。因此，设计制造具有优异性能的刹车片摩擦材料对汽车性能的提升具有重要的意义。
目前，汽车制动系统中常见的刹车片摩擦材料，主要包括：一是，金属基摩擦材料，由铁基或铜基粉状复合物料在高温高压下烧结而成，该类型刹车片生产工艺简单、价格便宜、应用范围广，但制动噪音大、材质重而脆、易磨损；二是，半金属基摩擦材料，该类型刹车片耐热性好，导热系数大，能适用于汽车在高速、重负荷的制动工况要求，但摩擦噪音大、易发生脆裂、工作寿命短；三是，碳纤维摩擦材料，使用碳纤维为增强材料的刹车片具有质量轻、导热好、耐高温和承载大等优点，但其价格昂贵，应用范围受到限制；四是，陶瓷基复合摩擦材料，该类型刹车片具有耐高温、噪音小、综合性能优良的特点，但制造过程中容易出现内部的粘合剂混合不均匀，从而产生制造缺陷，导致摩擦性能降低、寿命缩减，而且其摩擦系数变化不稳定，材质韧性不强。
总之，上述常见刹车片的摩擦材料在长时间的高温高压工况下，其材料的热稳定性均会逐渐降低，会不同程度地表现出摩擦性能的热衰退现象，导致摩擦系数变化急剧、磨损率升高和噪声振动加剧；因此，刹车片使用寿命会大幅降低。目前，常见刹车片的使用寿命均在2万公里以下，无法满足现代汽车制动系统适用速度更高、使用寿命更长的发展需要。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料及其制备方法，所制备的陶瓷基刹车片在满足良好的机械性能和摩擦性能要求下，具备突出的热稳定性、低磨损率和降噪减振性能；可以解决现存产品摩擦材料的热衰退性明显、磨损率高和使用寿命短等问题。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料，以曲线孔流道陶瓷作为陶瓷基体，以石墨烯和sn-ag-cu合金、丁腈橡胶粉、亚麻油改性酚醛树脂作为复合填料，复合填料中各原料占刹车片复合材料总质量的质量百分数如下：石墨烯1-1.5wt.％，sn-ag-cu合金2-4wt.％，丁腈橡胶粉末2-4wt.％，亚麻油改性酚醛树脂2-5wt.％。
按上述方案，所述陶瓷基体的曲线孔流道的几何参数为：曲线孔流道的剖面为类正弦曲形，曲线振幅为3-5mm，流道孔直径为0.8-1.2mm，相邻流道的行间距为5-10mm。
按上述方案，所述sn-ag-cu合金中各组分的含量按质量百分比计为：sn55-60wt.％，ag30-40wt.％，cu5-10wt.％，且sn-ag-cu合金的粒径尺寸为25-45μm。
按上述方案，所述陶瓷基体的原料包括亚麻油改性酚醛树脂、钛酸钾晶须、丁晴橡胶粉末、二硫化钼、氧化铝、氧化硅、硅酸钙、重晶石和白蛭石粉，各基体原料占刹车片复合材料总质量的质量百分数如下：亚麻油改性酚醛树脂18-25wt.％，钛酸钾晶须12-17wt.％，丁晴橡胶粉末4-7wt.％，二硫化钼2-5wt.％，氧化铝5-8wt.％，氧化硅1-3wt.％，硅酸钙5-8wt.％，重晶石12-15wt.％，白蛭石粉3-5wt.％。
本发明提供一种上述曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料的制备方法，首先利用光固化成型技术制造曲线孔流道陶瓷基体，然将混匀的复合填料利用真空压力熔渗技术将复合填料填充到陶瓷基体的曲线孔流道中，再采用热压成型工艺制备得到曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料。
进一步地，上述曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料的制备方法，主要包括如下步骤：
1)按本发明所述比例配制陶瓷基体的原料，包括：亚麻油改性酚醛树脂、钛酸钾晶须、丁晴橡胶粉末、二硫化钼、氧化铝、氧化硅、硅酸钙、重晶石、白蛭石粉，球磨混合均匀，得到基体的混合原料；
2)将步骤1)所得混合原料，依据曲线孔流道的设计参数，利用光固化成型技术(sla)进行成型，得到曲线孔流道陶瓷基体；
3)按本发明所述比例配制复合填料的原料，包括石墨烯、sn-ag-cu合金、丁腈橡胶粉末和亚麻油改性酚醛树脂，振动、球磨混合均匀，得到复合填料的原料粉末；
4)将步骤3所得复合填料的原料粉末和步骤2)所得陶瓷基体放入真空压力熔渗炉内，采用真空压力熔渗工艺，将熔融的复合填料逐渐渗入陶瓷基体的曲线孔流道中。
5)将步骤4)所得材料放入模具中，采用热压成型工艺制备得到曲线孔陶瓷基刹车片材料。热压成型工艺后还可以包括步骤5)中所得刹车片材料经热处理工艺并打磨修形的步骤。
按上述方案，所述步骤2)中主要参数为：曝光时间为5-10s，成型层厚为30-35μm。
按上述方案，所述步骤4)中真空压力熔渗工艺：将步骤3所得复合填料的原料粉末和步骤2)所得陶瓷基体放入真空压力熔渗炉内，抽真空后，通电加热至200-230℃，经保温30-40min后；同时通入氩气，开始熔渗作业，在炉内气压的作用下，熔融的填料逐渐渗入陶瓷基曲线孔流道中。炉内氩气气压为0.5-0.6mpa，熔渗时间为60-70min；熔渗结束后，降温至100-120℃，保温20-30min后断电，随炉冷却至室温。
按上述方案，所述步骤5)中热压成型工艺：施加压制力为18-22mpa，压制温度为160-180℃，保温、保压时间120-150min，隔20-40放气4-6s，连续进行2-4次结束，随后冷却至室温。
按上述方案，所述热处理工艺：使用真空干燥箱快速升温至150±5℃保温3-5h；继续升温，在1小时内缓慢加热到170±5℃后保温3-5h，随后冷却至室温。
本发明所得曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料具有优异的摩擦热稳定性，在运行的过程中，平均摩擦系数大于0.402，摩擦系数变化稳定，材料磨损率低于1.15×10-7cm3·n-1·m-1，性能参数均优于国家标准和传统刹车片产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明所述曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料，采用曲形孔结构陶瓷基体可以促进孔隙中填料高效充分发挥其功效；同时，可以减弱孔隙结构对陶瓷基体强度的影响，增强刹车片的承载力。而且，曲线孔流道陶瓷基体的沟槽表面可以降低磨屑磨损和剥离的规律性，减弱材料发生摩擦自激振尖叫的倾向，有效控制摩擦噪声。
2.本发明所述种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料，使用含有石墨烯与sn-ag-cu的复合填料。在工作过程中，复合填料会在表面生成一层表面润滑膜，显著降低磨损率。而且，会生成可以强化润滑膜与承载层之间粘结性的金属间化合物，增强摩擦材料的热稳定性和耐磨性。同时，还会生成高强度的金属间化合物弥补复合材料由于孔隙结构导致陶瓷基体的强度削弱，从而增强刹车片的承载能力。与陶瓷基体产生摩擦协同作用，增强了刹车片的韧性，能更快速有效地实现刹车片制动性能。
3.本发明所述曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料，利用曲线孔流道陶瓷基体与石墨烯+sn-ag-cu复合填料的协同作用，可以显著提高摩擦材料的热稳定性；同时，可以增强基体与填料的结合度，降低产品工艺缺陷发生率，使材料复合效果达到预期设计要求。因此，本发明刹车片摩擦材料长时间在高温高压下工作时，摩擦系数波动小，磨损率低；具有制动稳定且降噪减振特性，可以显著提高刹车片的使用寿命。
相比传统刹车片材料，本发明独特的结构设计和优化的填料配方结合先进的制备工艺，使得本发明刹车材料具有突出的摩擦热稳定性、导热润滑性和基体亲和性，从而具备了高承载力、抗裂纹和降噪减振的特点，能够长效保证刹车片的摩擦性能，显著延长了刹车片的使用寿命。同时，制备过程中所有使用材料对环境无污染，且制备工艺绿色环保。
附图说明
图1是本发明实施例1所述曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料的制备工艺流程图。
图2是本发明所述曲线孔流道陶瓷基体的剖面结构示意图。
图3是本发明实施例1陶瓷基刹车片磨损测试后磨痕的电子探针显微镜照片。
图4是实施例1所得曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料在不同温度下的摩擦系数与磨损率图。
图5是实施例2所得曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料在不同温度下的摩擦系数与磨损率图。
图6是实施例3所得曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料在不同温度下的摩擦系数与磨损率图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明内容进行清楚、完整地描述，但所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
下述实施例中，所述sn-ag-cu合金中各组分的含量按质量百分比计为：sn55-60wt.％，ag30-40wt.％，cu5-10wt.％，且sn-ag-cu合金的粒径尺寸为25-45μm。
下述实施例中，石墨烯、丁腈橡胶粉末、亚麻油改性酚醛树脂、钛酸钾晶须、二硫化钼、氧化铝、氧化硅、硅酸钙、重晶石、白蛭石粉都是市售原料。
实施例1
一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料，其组成按质量百分比计如下：石墨烯(1wt.％)，sn-ag-cu合金(4wt.％)，丁腈橡胶粉末(4wt.％用于复合填料)，亚麻油改性酚醛树脂(5wt.％用于复合填料)，钛酸钾晶须(17wt.％)，亚麻油改性酚醛树脂(18wt.％用于基体)，丁晴橡胶粉末(7wt.％用于基体)，二硫化钼(5wt.％)，氧化铝(8wt.％)，氧化硅(3wt.％)，硅酸钙(8wt.％)，重晶石(15wt.％)，白蛭石粉(5wt.％)。其中，sn-ag-cu合金组分为：sn(55wt.％)，ag(40wt.％)，cu(5wt.％)，且其粒径尺寸为25-45μm。
如图1所示，上述曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
1)配制陶瓷原料，组分含量为：钛酸钾晶须(34g)，亚麻油改性酚醛树脂(36g)，丁晴橡胶粉末(14g)，二硫化钼(10g)，氧化铝(16g)，氧化硅(6g)，硅酸钙(16g)，重晶石(30g)，白蛭石粉(10g)；将原料放入真空球磨机中进行球磨，球料质量比为10:1，搅拌300min后，得到混合原料。
2)将步骤1)中混合原料，依据曲线孔的设计参数，曲线孔流道截面为类正弦曲形，流道孔直径为0.8mm，相邻流道行间距为5mm，曲线振幅为3mm。利用光固化成型技术(sla)进行成型，得到曲线孔流道陶瓷基体。主要参数为：曝光时间为5s，成型层厚为30μm。
3)将原始粉末石墨烯(2g)，sn-ag-cu合金(8g)，丁腈橡胶粉末(8g)，亚麻油改性酚醛树脂(10g)，配制填料；使用振动混料工艺将填料混合均匀后(振动频率为50hz，振动力为10000n，振荡时间为30min)；放入球磨机中进行球磨，球料质量比为10:1，球磨时间为60min；再使用去离子水和不锈钢筛子对混合浆料进行清洗过滤，利用真空干燥箱进行干燥处理，得到混合粉末。
4)将步骤3)中填料混合粉末和步骤2)中陶瓷基体放入真空压力熔渗炉内，开始抽真空至15pa。通电加热至200℃，经保温30min后，将装有熔融填料的坩埚上升直至浸没陶瓷基曲线孔；同时通入氩气，开始熔渗作业，在炉内气压的作用下，熔融的填料逐渐渗入陶瓷基曲线孔流道中。炉内氩气气压为0.5mpa，熔渗时间为60min；熔渗结束后，降温至100℃，保温20min后断电，随炉冷却至室温。
5)将步骤4)中刹车片材料放入模具中，采用热压成型工艺进行制备，施加压制力为18mpa，压制温度为160℃，保温、保压时间120min，隔30s放气5s，连续进行4次结束，随后冷却至室温，得到曲线孔陶瓷基刹车片材料。
6)将步骤5)中刹车片材料，利用热处理工艺，使用真空干燥箱快速升温至150±5℃保温4h；继续升温，在1小时内缓慢加热到170±5℃后保温4h，随后冷却至室温；经打磨修形后，制备得到曲线孔陶瓷基刹车片复合材料。
在高温摩擦实验机上进行摩擦磨损测试，采用盘-块接触形式，对偶件材质为灰铸铁，试样尺寸30mm×30mm×8mm，试验条件选取1mpa为测试载荷点，测试温度：100℃，150℃，200℃，250℃，300℃，350℃，圆盘转速选取300r/min，共6组实验(如图4所示)，每组实验重复测试3次，求平均摩擦系数及磨损率。根据上述性能测试，陶瓷基刹车片在高温下具有稳定的摩擦系数(平均值为0.409)与低磨损率(平均值为0.114×10-7cm3·n-1·m-1)，根据汽车用制动器衬片gb5763-，其刹车片摩擦性能完全符合国家标准。
实施例2
一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料，其组成按质量百分比计如下：石墨烯(1.5wt.％)，sn-ag-cu合金(3.5wt.％)，丁腈橡胶粉末(3wt.％用于复合填料)，亚麻油改性酚醛树脂(3wt.％用于复合填料)，钛酸钾晶须(17wt.％)，亚麻油改性酚醛树脂(25wt.％用于基体)，丁晴橡胶粉末(6wt.％用于基体)，二硫化钼(3wt.％)，氧化铝(8wt.％)，氧化硅(3wt.％)，硅酸钙(7wt.％)，重晶石(15wt.％)，白蛭石粉(5wt.％)。其中，sn-ag-cu合金组分为：sn(55wt.％)，ag(35wt.％)，cu(10wt.％)，且其粒径尺寸为25-45μm。
上述曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
1)配制陶瓷原料，组分含量为：钛酸钾晶须(34g)，亚麻油改性酚醛树脂(50g)，丁晴橡胶粉末(12g)，二硫化钼(6g)，氧化铝(16g)，氧化硅(6g)，硅酸钙(14g)，重晶石(30g)，白蛭石粉(10g)；将原料放入真空球磨机中进行球磨，球料质量比为10:1，搅拌300min后，得到混合原料。
2)将步骤1)中混合原料，依据曲线孔的设计参数，曲线孔流道截面为类正弦曲形，流道孔直径为1.0mm，相邻流道行距为7mm，曲线振幅为4mm。利用光固化成型技术(sla)进行成型，得到曲线孔流道陶瓷基体。主要参数为：曝光时间为7s，成型层厚为30μm。
3)将原始粉末石墨烯(3g)，sn-ag-cu合金(7g)，丁腈橡胶粉末(6g)，亚麻油改性酚醛树脂(6g)，配制填料；使用振动混料工艺将填料混合均匀后(振动频率为50hz，振动力为10000n，振荡时间为30min)；放入球磨机中进行球磨，球料质量比为10:1，球磨时间为60min；再使用去离子水和不锈钢筛子对混合浆料进行清洗过滤，利用真空干燥箱进行干燥处理，得到混合粉末。
4)将步骤3)中填料混合粉末和步骤2)中陶瓷基体放入真空压力熔渗炉内，开始抽真空至15pa。通电加热至220℃，经保温30min后，将装有熔融填料的坩埚上升直至浸没陶瓷基曲线孔；同时通入氩气，开始熔渗作业，在炉内气压的作用下，熔融的填料逐渐渗入陶瓷基曲线孔流道中。炉内氩气气压为0.5mpa，熔渗时间为70min；熔渗结束后，降温至120℃，保温25min后断电，随炉冷却至室温。
5)将步骤4)中刹车片材料放入模具中，采用热压成型工艺进行制备，施加压制力为20mpa，压制温度为160℃，保温、保压时间150min，隔30s放气5s，连续进行2次结束，随后冷却至室温，得到曲线孔陶瓷基刹车片材料。
在高温摩擦实验机上进行摩擦磨损测试，采用盘-块接触形式，对偶件材质为灰铸铁，试样尺寸30mm×30mm×8mm，试验条件选取1mpa为测试载荷点，测试温度：100℃，150℃，200℃，250℃，300℃，350℃，圆盘转速选取300r/min，共6组实验(如图5所示)，每组实验重复测试3次。根据上述性能测试，陶瓷基刹车片在高温下具有稳定的摩擦系数(平均值为0.402)与低磨损率(平均值为0.115×10-7cm3·n-1·m-1)，根据汽车用制动器衬片gb5763-，其刹车片摩擦性能完全符合国家标准。
实施例3
一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料，其组成按质量百分比计如下：石墨烯(1.5wt.％)，sn-ag-cu合金(3.5wt.％)，丁腈橡胶粉末(4wt.％用于复合填料)，亚麻油改性酚醛树脂(2wt.％用于复合填料)，钛酸钾晶须(13wt.％)，亚麻油改性酚醛树脂(25wt.％用于基体)，丁晴橡胶粉末(7wt.％用于基体)，二硫化钼(5wt.％)，氧化铝(8wt.％)，氧化硅(3wt.％)，硅酸钙(8wt.％)，重晶石(15wt.％)，白蛭石粉(5wt.％)。其中，sn-ag-cu合金组分为：sn(60wt.％)，ag(30wt.％)，cu(10wt.％)，且其粒径尺寸为25-45μm。
上述曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：
1)配制陶瓷原料，组分含量为：钛酸钾晶须(26g)，亚麻油改性酚醛树脂(50g)，丁晴橡胶粉末(14g)，二硫化钼(10g)，氧化铝(16g)，氧化硅(6g)，硅酸钙(16g)，重晶石(30g)，白蛭石粉(10g)；将原料放入真空球磨机中进行球磨，球料质量比为10:1，搅拌300min后，得到混合原料。
2)将步骤1)中混合原料，依据曲线孔的设计参数，曲线孔流道截面为正弦曲形，流道孔直径为1.2mm，相邻流道行距为10mm，曲线振幅为5mm。利用光固化成型技术(sla)进行成型，得到曲线孔流道陶瓷基体。主要参数为：曝光时间为10s，成型层厚为35μm。
3)将原始粉末石墨烯(3g)，sn-ag-cu合金(7g)，丁腈橡胶粉末(8g)，亚麻油改性酚醛树脂(4g)，配制填料；使用振动混料工艺将填料混合均匀后(振动频率为50hz，振动力为10000n，振荡时间为30min)；放入球磨机中进行球磨，球料质量比为10:1，球磨时间为60min；再使用去离子水和不锈钢筛子对混合浆料进行清洗过滤，利用真空干燥箱进行干燥处理，得到混合粉末。
4)将步骤3)中填料混合粉末和步骤2)中陶瓷基体放入真空压力熔渗炉内，开始抽真空至15pa。通电加热至230℃，经保温40min后，将装有熔融填料的坩埚上升直至浸没陶瓷基曲线孔；同时通入氩气，开始熔渗作业，在炉内气压的作用下，熔融的填料逐渐渗入陶瓷基曲线孔流道中。炉内氩气气压为0.6mpa，熔渗时间为60min；熔渗结束后，降温至100℃，保温20min后断电，随炉冷却至室温。
5)将步骤4)中刹车片材料放入模具中，采用热压成型工艺进行制备，施加压制力为22mpa，压制温度为180℃，保温、保压时间150min，隔30s放气5s，连续进行4次结束，随后冷却至室温，得到曲线孔陶瓷基刹车片材料。
在高温摩擦实验机上进行摩擦磨损测试，采用盘-块接触形式，对偶件材质为灰铸铁，试样尺寸30mm×30mm×8mm，试验条件选取1mpa为测试载荷点，测试温度：100℃，150℃，200℃，250℃，300℃，350℃；圆盘转速选取300r/min，共6组实验(如图6所示)，每组实验重复测试3次。根据上述性能测试，陶瓷基刹车片在高温下具有稳定的摩擦系数(平均值为0.406)与低磨损率(平均值为0.114×10-7cm3·n-1·m-1)，根据汽车用制动器衬片gb5763-，其刹车片摩擦性能完全符合国家标准。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料，其特征在于以曲线孔流道陶瓷作为陶瓷基体，以石墨烯和sn-ag-cu合金、丁腈橡胶粉、亚麻油改性酚醛树脂作为复合填料，复合填料中各原料占刹车片复合材料总质量的质量百分数如下：石墨烯1-1.5wt.%，sn-ag-cu合金2-4wt.%，丁腈橡胶粉末2-4wt.%，亚麻油改性酚醛树脂2-5wt.%。
2.根据权利要求1所述的一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料，其特征在于所述陶瓷基体的曲线孔流道的几何参数为：曲线振幅为3-5mm，流道孔直径为0.8-1.2mm，相邻流道的行间距为5-10mm。
3.根据权利要求1所述的一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料，其特征在于所述sn-ag-cu合金中各组分的含量按质量百分比计为：sn55-60wt.%，ag30-40wt.%，cu5-10wt.%，且sn-ag-cu合金的粒径尺寸为25-45μm。
4.根据权利要求1所述的一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料，其特征在于所述陶瓷基体的原料包括亚麻油改性酚醛树脂、钛酸钾晶须、丁晴橡胶粉末、二硫化钼、氧化铝、氧化硅、硅酸钙、重晶石和白蛭石粉，各基体原料占刹车片复合材料总质量的质量百分数如下：亚麻油改性酚醛树脂18-25wt.%，钛酸钾晶须12-17wt.%，丁晴橡胶粉末4-7wt.%，二硫化钼2-5wt.%，氧化铝5-8wt.%，氧化硅1-3wt.%，硅酸钙5-8wt.%，重晶石12-15wt.%，白蛭石粉3-5wt.%。
5.权利要求1所述的曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料的制备方法，其特征在于首先利用光固化成型技术制造曲线孔流道陶瓷基体，然后将混匀的复合填料利用真空压力熔渗技术将复合填料填充到陶瓷基体的曲线孔流道中，再采用热压成型工艺制备得到曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料。
6.根据权利要求5所述的一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料的制备方法，其特征在于主要包括如下步骤：
1）按如下重量百分数称取陶瓷基体和复合填料的原料，陶瓷基体中各原料占刹车片复合材料总质量的质量百分数如下：亚麻油改性酚醛树脂18-25wt.%，钛酸钾晶须12-17wt.%，丁晴橡胶粉末4-7wt.%，二硫化钼2-5wt.%，氧化铝5-8wt.%，氧化硅1-3wt.%，硅酸钙5-8wt.%，重晶石12-15wt.%，白蛭石粉3-5wt.%；复合填料中各原料占刹车片复合材料总质量的质量百分数如下：石墨烯1-1.5wt.%，sn-ag-cu合金2-4wt.%，丁腈橡胶粉末2-4wt.%，亚麻油改性酚醛树脂2-5wt.%；
2）将步骤1）中的基体原料混合均匀，然后依据曲线孔流道的设计参数，利用光固化成型技术进行成型，得到曲线孔流道陶瓷基体；主要参数为：曝光时间为5-10s，成型层厚为30-35μm；
3）按复合填料的原料振动、球磨混合均匀，得到复合填料的原料粉末；
4）将步骤3所得复合填料的原料粉末和步骤2）所得陶瓷基体放入真空压力熔渗炉内，抽真空后，通电加热至200-230℃，经保温30-40min后；同时通入氩气，开始熔渗作业，在炉内气压的作用下，熔融的填料逐渐渗入陶瓷基曲线孔流道中，炉内氩气气压为0.5-0.6mpa，熔渗时间为60-70min；熔渗结束后，降温至100-120℃，保温20-30min后断电，随炉冷却至室温；
5）将步骤4）所得材料放入模具中，采用热压成型工艺进行制备，施加压力为18-22mpa，压制温度为160-180℃，保温、保压时间120-150min，隔20-40s放气4-6s，连续进行2-4次；随后冷却至室温，得到曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料。
7.根据权利要求6所述的一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料的制备方法，其特征在于步骤5）后还包括热处理工艺，即：将步骤5）所得曲线孔陶瓷基刹车片材料升温至150±5℃保温3-5h；继续升温，在1小时内加热到170±5℃后保温3-5h，随炉冷却至室温。
技术总结
本发明公开了一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料及其制备方法，利用光固化成型技术（SLA）制造曲线孔流道陶瓷基体，并配制石墨烯与Sn‑Ag‑Cu的复合填料，利用真空压力熔渗技术将复合填料填充到曲线孔流道中，再采用热压成型工艺制备得到曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料。相比传统刹车片材料，本发明独特的结构设计和优化的填料配方结合先进的制备工艺，使得本发明刹车材料在运行过程中，平均摩擦系数大于0.402，且摩擦系数变化稳定，材料磨损率低于1.15×10‑7cm3•N‑1•m‑1，各项性能参数均优于国家标准和传统刹车片产品。
技术研发人员：史晓亮;薛亚文;卢冠辰;杨镇瑜;陈远;周宏胭;张锦
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：.10.15
技术公布日：.01.24
如果觉得《一种曲线孔流道陶瓷基刹车片复合材料及其制备方法与流程》对你有帮助，请点赞、收藏，并留下你的观点哦！
