技术领域 [0001]本发明涉及制动摩擦技术领域，具体涉及一种可快速修复对偶面的盘式摩擦片及其制备方法。 背景技术 [0002]摩擦片的耗损量较大、成本贵，而且由于摩擦片的面积小，相对摩擦的工作面也较小，需要的制动液压高。盘式制动器的不足之处在于摩擦片直接作用在圆盘上，无自动摩擦增力作用，制动效能较低，所以用于液压制动系统时若所需制动促动管路压力较高，须另行装设动力辅助装置，兼用于驻车制动时，加装的驻车制动传动装置比鼓式制动器要复杂。 [0003]自2018年1月1日起，国标GB7258正式实施，其标准要求：危险品运输半挂车自2019年1月1日起必须安装盘式制动器。气压盘式制动器实施装配后出现较为明显失效件为：制动盘表面出现沟壑、凹凸面，同时摩擦片快速磨损，最终导致摩擦片铁质背板与制动盘直接接触摩擦产生制动高温着火。 [0004]鉴于此，申请本专利。 发明内容 [0005]本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种可快速修复对偶面的盘式摩擦片及其制备方法，通过采用本发明提供摩擦片，摩擦片在多次、反复制动力作用下将粘附层涂覆、镶嵌于制动盘表面，实现对偶面的修复，减少了制动盘表面出现沟壑、凹凸的情况。 [0006]为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种可快速修复对偶面的盘式摩擦片，所述摩擦片由以下组分制备而成，以质量比计：酚醛树脂10％-13％、合成石墨5％-8％、石墨焦炭5％-8％、钢纤维15％-20％、硫酸钡15％-20％、菱沸石5％-8％、蛭石5％-8％、芳纶纤维2％-4％、氧化铁黑3％-5％、弹性粒子10％-15％。 [0007]酚醛树脂作为粘结剂，在高温状态下也能保持其结构的整体性和稳定性，合成石墨、石墨焦炭作为减磨剂和润滑剂可以降低制动过程中摩擦片及对偶的磨损程度，菱沸石有效吸附弹性粒子在制动高温中的溢出物质，蛭石可以增加摩擦材料基体的孔隙率，便于对偶面粘附层的产生，氧化铁黑保证制动高温时具有足够的摩擦系数，芳纶纤维、钢纤维构造摩擦材料的结构框架。 [0008]在实际应用过程中，摩擦片修复制动盘的过程及原理如下：在初始制动的高温情况下，摩擦片中弹性粒子中的200目增摩材料在初始制动时溢出，被摩擦片中的菱沸石吸附，继续在后续制动力作用下析出粘附在制动盘表面，实现对制动盘的表面沟壑的修复。制备弹性粒子优点在于先将橡胶硫化后提高了溢出材料的整体耐高温性，制动盘表面沟壑产生是在高温苛刻工况下，制备耐高温的弹性粒子将溢出材料包裹，实际工况涉及高温，将会破坏弹性基体溢出修复，不涉及高温它将始终保持“休眠”状态，这种方式该款摩擦片适应工况更强。 [0009]优选的，所述酚醛树脂、硫酸钡、氧化铁黑为200目；和/或所述合成石墨、石墨焦炭、蛭石为80目；和/或所述菱沸石为100目。蛭石和菱沸石，80目蛭石改变基体的孔隙率，影响后期溢出材料的溢出效率，100目菱沸石是为了吸附高温条件下弹性粒子中的有机成分(修复层的初始粘结剂)最优值，防止快速挥发。其它材料是生产加工所需，粒径大小影响材料分散，影响产品均匀性。 [0010]优选的，所述弹性粒子由以下组分制备而成，以质量比计：聚四氟乙烯5％-8％、丁腈橡胶10％-13％、合成石墨8％-10％、钛白粉5％-8％、鳞片石墨15％-18％、氧化铝5％-7％、氧化镁6％-8％、碳纤维5％-8％、硫酸钡15％-20％、硫磺0.5％-1.5％、防老剂0.3％-0.5％、氧化锌0.2％-0.5％。若是缺少或减少聚四氟乙烯的使用量将会影响制动盘粘结层的产生，减少或缺失硫化剂(硫磺、氧化锌、防老剂)用量会导致摩擦片使用寿命的降低及对偶制动盘磨损加剧，减少或缺失碳纤维的用量将会大大降低摩擦材料使用寿命，减少或缺失氧化铝的用量，将会导致制动盘粘结层产生后制动力矩大大降低，氧化镁是一种高温固化剂，硫酸钡是一种稳定基体填料，有稳定、降低成本的作用，合成石墨、鳞片石墨作为减磨剂和润滑剂可以降低制动过程中摩擦片及对偶的磨损程度，钛白粉在橡胶制品中主要起补强、防开裂作用。 [0011]优选的，所述钛白粉、鳞片石墨、氧化铝、氧化镁、硫酸钡和硫磺为200目；防老剂和氧化锌为100目；聚四氟乙烯为10目；合成石墨为80目。200目氧化铝影响后期修复层摩擦系数，保证后期制动效果，若粒径太大分散不均造成后期制动力不均，若粒径过细，效果改善不大单成本大大提高，其它为材料常规参数。 [0012]优选的，所述弹性粒子由包括以下步骤的方法制备而成： [0013]T1，密炼：将各原料按比例加入密炼机，密炼机上顶栓下行开始，料仓物料压力2.5-3.0Mpa，料仓全程通冷却水，料仓壁内有多条冷却水管，通过料仓壁降温防止物料硫化过程中产生烧焦现象，物料中严禁渗入冷却水，密炼机最高报警温度96-100℃，转子转速35-40rpm，密炼时长12-15min；若料仓压力过低，橡胶块不能在密炼机中与其它物料混合充分影响后续性能，压力过高则会降低橡胶聚四氟乙烯弹性，影响制动盘粘结层的产生；温度过低橡胶不能充分硫化，影响后续产品强度及使用寿命，温度过高则会造成橡胶过硫化产生焦烧，同样大大降低产品强度及使用寿命；转速过低不利于物料混合均匀，转速过高则会破坏硫化后橡胶结构，影响使用寿命。密炼时间是根据设定最高报警温度而定。 [0014]T2，辊炼：将密炼出锅料粉碎、冷却后开始辊炼，辊炼转速20-25rpm，双辊筒全程通冷却水，双辊间隙2.5-2.8mm，辊炼时长240-280s；辊炼是橡胶密炼过程的一种补充，是为了防止未硫化的胶料团流入下道工序，转速、间隙大小、时间为辊炼三要素，转速低于20rpm，时间低于240s，双辊间隙2.8mm均不能将胶料硫化充分，而转速过快、间隙过小、时间过长胶料则会发生过硫化、大大降低产品强度及使用寿命。 [0015]T3，粉碎：将辊炼后的弹性材料放置自然冷却状态，进行切片粉碎，粉碎后粒子通过4mm振荡筛，取筛下物即为弹性粒子备用。 [0016]一种可快速修复对偶面的盘式摩擦片的制备方法，包括以下步骤： [0017]S1，混料：先将纤维类材料混合均匀，再加入粉体材料混合均匀，纤维类材料包括芳纶纤维、钢纤维、弹性粒子，粉体材料包括：酚醛树脂、合成石墨、石墨焦炭、硫酸钡、菱沸石、蛭石、氧化铁黑；先加增强纤维、后加粉体料是防止极细粉体材料先加后在混料设备出现堆积造成混料不均。 [0018]S2，塑压：将S1中混好的塑压料加入到四腔模具中进行热压； [0019]优选的，热压温度为165℃-175℃；和/或热压时间为10-14min；和/或压力为180±10㎏f/cm²。热压温度设定值为酚醛树脂最佳固化温度，温度过低导致产品强度不够、耐磨性降低，温度过高产品将在模具中直接分层、报废；热压时间设定值为酚醛树脂最佳固化时长，时间过短导致产品强度不够、摩擦系数不达标，时间过长导致能源浪费，压力设定值参考各组分材料收缩特性而制定，压力过低产品会出现局部疏松，而压力过大则会导致粘结剂溢出模腔外。 [0020]S3，固化：将S2压制的热压半成品进行升温固化处理，完成后冷却，即得所述摩擦片。 [0021]优选的，以0-180℃进行阶梯式升温，和/或热处理时间为10-12h。 [0022]阶梯式升温：即逐个温度段缓慢升温，可以防止摩擦片因骤热骤冷造成摩擦片内部结构分层，从而导致摩擦片使用过程中碎裂。摩擦片是一个包含粘结剂、纤维、粉体填料、减摩、增摩材料的复合型材料，每种材料在受热过程中收缩膨胀率完全不同，若不采用阶梯式升温方式进行热处理，产品很大可能出现分层现象影响产品后期机加工及安装使用。若热处理温度过低或时间过短，则热处理不充分，导致产品后期使用过程中磨损加剧，使用寿命缩短；若热处理温度过高大于200℃，则会导致摩擦片直接分层、报废；若热处理时间过长又将增加电能损耗，对产品性能无增益。 [0023]与现有技术相比，本方案的有益效果： [0024]1、本方案先使用聚四氟乙烯、丁腈橡胶、合成石墨、钛白粉、鳞片石墨、氧化铝、氧化镁、碳纤维、硫酸钡、硫磺、防老剂、氧化锌制备弹性粒子，再将弹性粒子与其余组分混合制备摩擦片，弹性粒子可以在制动高温条件中，将液体物质析出：在多次、反复制动力作用下涂覆、镶嵌于制动盘表面，实现对偶面的修复，而如果不先制备弹性粒子，聚四氟乙烯无法析出，无法在制动过程中完成对偶面的修复。 [0025]2、本方案制备所得摩擦片修复制动盘时，制动盘表面粘附物质来源于摩擦磨损产生的磨屑和一部分酚醛树脂及聚四氟乙烯粘结剂，制动盘表面粘附层可以阻断金属基摩擦材料与制动盘直接摩擦，避免摩擦焊的产生。避免了犁耕磨损的产生，减少了制动盘表面出现沟壑、凹凸的情况。 具体实施方式 [0026]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明的技术方案进行进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。 [0027]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。 [0028]实施例1 [0029]一种可快速修复对偶面的盘式摩擦片，由以下方法制备而成： [0030]制备弹性粒子： [0031]弹性粒子包括以下组分：20目聚四氟乙烯7％、块状丁腈橡胶12％、80目合成石墨10％、200目钛白粉8％、200目鳞片石墨18％、200目煅烧氧化铝7％、200目轻质氧化镁8％、碳纤维细丝8％、200目沉淀硫酸钡20％、200目硫磺1％、100目防老剂0.5％、100目氧化锌0.5％。 [0032]T1，密炼:密炼机上顶栓下行开始，料仓物料压力2.5Mpa，料仓全程通冷却水，密炼机最高报警温度96-100℃，转子转速40rpm，密炼时长12-15min。 [0033]T2，辊炼：将密炼出锅料粉碎、冷却后开始辊炼，辊炼转速22rpm，双辊筒全程通冷却水，双辊间隙2.5-2.8mm，辊炼时长245s。 [0034]T3，粉碎：将辊炼后弹性料放置自然冷却后，进行切片粉碎，粉碎后粒子通过4mm振荡筛，取筛下物即为弹性粒子备用，筛上物料继续粉碎，直至达到工艺要求粒径大小。 [0035]制备摩擦片： [0036]摩擦片包括以下组分：200目酚醛树脂占比13％，80目合成石墨占比8％，80目石墨焦炭占比6％，00#钢纤维占比18％，200目沉淀硫酸钡占比20％，100目菱沸石占比6％，80目蛭石占比6％，芳纶纤维占比4％，200目氧化铁黑占比4％，弹性粒子占比15％。 [0037]S1，混料：按照先混纤维类材料(钢纤维、芳纶纤维、弹性粒子)后加入粉体材料(酚醛树脂、合成石墨、石墨焦炭、沉淀硫酸钡、菱沸石、蛭石、氧化铁黑)的原则依次加入上述各组分原材料在犁耙式混料机进行混拌均匀，设备转速200rpm，混料时间12min。 [0038]S2，塑压：将混好的塑压料进行分装后，在250T等比压机、29087四腔模具中进行压制，压制时间10-14min，热压温度165-175℃，压力180±10㎏f/cm²。 [0039]S3，固化：将S2压制所得的热压半成品在电加热烘箱中进行热处理固化，升温程序执行0-180℃阶梯式升，热处理时间10-12h，冷却出箱后进行机加工，尺寸满足装配需要，该试验片为1号样。 [0040]实施例2 [0041]一种可快速修复对偶面的盘式摩擦片，由以下方法制备而成： [0042]制备弹性粒子： [0043]弹性粒子包括以下组分：20目聚四氟乙烯5％、块状丁腈橡胶10％、80目合成石墨8％、200目钛白粉8％、200目鳞片石墨16％、200目煅烧氧化铝5％、200目轻质氧化镁7％、碳纤维细丝5％、200目沉淀硫酸钡16％、200目硫磺1.5％、100目防老剂0.3％、100目氧化锌0.3％。 [0044]T1，密炼:密炼机上顶栓下行开始，料仓物料压力3.0Mpa，料仓全程通冷却水，密炼机最高报警温度96-100℃，转子转速35rpm，密炼时长12-15min。 [0045]T2，辊炼：将密炼出锅料粉碎、冷却后开始辊炼，辊炼转速23rpm，双辊筒全程通冷却水，双辊间隙2.5-2.8mm，辊炼时长260s。 [0046]T3，粉碎：将辊炼后弹性料放置自然冷却后，进行切片粉碎，粉碎后粒子通过4mm振荡筛，取筛下物即为弹性粒子备用，筛上物料继续粉碎，直至达到工艺要求粒径大小。 [0047]制备摩擦片： [0048]摩擦片包括以下组分：200目酚醛树脂占比11％，80目合成石墨占比5％，80目石墨焦炭占比8％，钢纤维占比16％，200目沉淀硫酸钡占比15％，100目菱沸石占比8％，80目蛭石占比8％，芳纶纤维占比2％，200目氧化铁黑占比4％，弹性粒子占比11％。 [0049]S1，混料：按照先混纤维类材料(钢纤维、芳纶纤维、弹性粒子)后加入粉体材料(酚醛树脂、合成石墨、石墨焦炭、沉淀硫酸钡、菱沸石、蛭石、氧化铁黑)的原则依次加入上述各组分原材料在犁耙式混料机进行混拌均匀，设备转速200rpm，混料时间12min。 [0050]S2，塑压：将混好的塑压料进行分装后，在250T等比压机、29087四腔模具中进行压制，压制时间10-14min，热压温度165-175℃，压力180±10㎏f/cm2。 [0051]S3，固化：将S2压制所得的热压半成品在电加热烘箱中进行热处理固化，升温程序执行0-180℃阶梯式升，热处理时间10-12h，冷却出箱后进行机加工，尺寸满足装配需要。 [0052]实施例3 [0053]一种可快速修复对偶面的盘式摩擦片，由以下方法制备而成： [0054]制备弹性粒子： [0055]弹性粒子包括以下组分：20目聚四氟乙烯8％、块状丁腈橡胶13％、80目合成石墨9％、200目钛白粉7％、200目鳞片石墨15％、200目煅烧氧化铝6％、200目轻质氧化镁6％、碳纤维细丝7％、200目沉淀硫酸钡18％、200目硫磺0.5％、100目防老剂0.4％、100目氧化锌0.2％。 [0056]T1，密炼:密炼机上顶栓下行开始，料仓物料压力2.5Mpa，料仓全程通冷却水，密炼机最高报警温度96-100℃，转子转速30rpm，密炼时长12-15min。 [0057]T2，辊炼：将密炼出锅料粉碎、冷却后开始辊炼，辊炼转速20rpm，双辊筒全程通冷却水，双辊间隙2.5-2.8mm，辊炼时长275s。 [0058]T3，粉碎：将辊炼后弹性料放置自然冷却后，进行切片粉碎，粉碎后粒子通过4mm振荡筛，取筛下物即为弹性粒子备用，筛上物料继续粉碎，直至达到工艺要求粒径大小。 [0059]制备摩擦片： [0060]摩擦片包括以下组分：200目酚醛树脂占比10％，80目合成石墨占比7％，80目石墨焦炭占比6％，钢纤维占比15％，200目沉淀硫酸钡占比18％，100目菱沸石占比5％，80目蛭石占比6％，芳纶纤维占比4％，200目氧化铁黑占比5％，弹性粒子占比15％。 [0061]S1，混料：按照先混纤维类材料(钢纤维、芳纶纤维、弹性粒子)后加入粉体材料(酚醛树脂、合成石墨、石墨焦炭、沉淀硫酸钡、菱沸石、蛭石、氧化铁黑)的原则依次加入上述各组分原材料在犁耙式混料机进行混拌均匀，设备转速200rpm，混料时间12min。 [0062]S2，塑压：将混好的塑压料进行分装后，在250T等比压机、29087四腔模具中进行压制，压制时间10-14min，热压温度165-175℃，压力180±10㎏f/cm2。 [0063]S3，固化：将S2压制所得的热压半成品在电加热烘箱中进行热处理固化，升温程序执行0-180℃阶梯式升，热处理时间10-12h，冷却出箱后进行机加工，尺寸满足装配需要。 [0064]对比例1 [0065]对比例1与实施例1的区别在于：没有制备弹性粒子这一步骤，将弹性粒子的各组分原材料直接与摩擦片各组分原料在犁耙式混料机进行混拌均匀。具体为：设备转速200rpm，混料时间12min，按照先混纤维类材料后加入粉体材料的原则依次加入，将混好的塑压料进行分装后，在250T等比压机、29087四腔模具中进行压制，压制时间10-14min，热压温度165-175℃，压力180±10㎏f/cm²，热压半成品在电加热烘箱中进行热处理固化，升温程序执行0-180℃阶梯式升，热处理时间10-12h，冷却出箱后进行机加工，尺寸满足装配需要，该试验片为2号样。 [0066]性能试验 [0067]在1:1惯性实验台架，22.5寸气压盘式制动器分别换装1号样、2号样摩擦片，HT250制动盘，制动惯量1396kg m²，制动气压0.8Mpa，时速60km/h连续制动6次，制动时间5S，制动间隔15S，1号样制动温度最高312℃、2号样制动温度最高362℃。待盘冷却后，制动盘表面出现粘附层，采用漆膜画格实验验证其附着力并观察制动盘磨损及摩擦片磨损情况。后续以上述条件，时速60km/h,连续制动10次，循环50次，实验台记录1号样最高制动温度达到509℃、2号样最高制动温度达到553℃。采用漆膜画格实验验证其附着力并观察制动盘磨损及摩擦片磨损情况。结果如表1所示。 [0068]表1摩擦片耐高温、抗拉、耐磨相关性能测试结果 [0069] [0070]由表1可知，将弹性粒子各组分和摩擦片各组分直接混合，而不先制备弹性粒子时，对比例1所制得摩擦片得耐高温性能较差，并且制动片和摩擦片得磨损也更为严重；通过粘附层漆膜画格试验可知，对比例1所得摩擦片在制动时产生得黏附层得粘附能力明显弱于实施例1；通过粘附层拖曳试验可知，粘结了粘附层后uop2摩擦系数会增大，说明本方案制备所得摩擦片在修复对偶面后，能够提升对偶面的粗糙程度，提升对偶面使用寿命，完成修复。 [0071]以上具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。