孙喜梅

摘 要：汽车制动系统中的刹车片为重要的部件，所有制动效果都能够利用刹车片展现出来。刹车片主要包括摩擦层、粘接隔热层、钢板，隔热层包括热的不良传导材料和增强材料，摩擦层包括粘合剂、增强材料。对汽车刹车片粘接工艺进行分析，使用合理表面处理方法实现被粘接材料钢基板与摩擦衬板的表面处理，并且将酚醛-丁腈胶作为粘接的媒介，使用合适粘接工艺良好粘接刹车片。

关键词：汽车;刹车片;粘接工序;质量检测

中图分类号：U463 文献标识码：A     文章编号：1001-5922（2021）12-0151-04

Research on Adhesive Process and Quality Inspection of Automobile Brake Pad

Sun Ximei

（Zhengzhou Institute of Science and Technology， Zhengzhou 450000， China）

Abstract：The brake pad is an important part in the automobile brake system ， and all braking effects can be displayed by using it. Brake pad mainly includes friction layer， adhesive insulation layer and steel plate. The insulation layer includes thermal poor conduction material and reinforcing material， and the friction layer includes adhesive and reinforcing material. The adhesive process of automobile brake pad is analyzed， and the reasonable surface treatment method is used to process the adhesive materials， namely steel base plate and friction liner plate. In addition， bakelite-butyronitrile rubber is used as the adhesive medium. Thus brake pads can be well bonded using a suitable adhesive process.

Key words：automobile; brake pad; adhesive process; quality inspection

0 引言

隨着汽车行业的持续发展，提高了汽车刹车片的需求量。为了提高汽车在使用过程中的稳定性与可靠性，要重视汽车刹车片的质量与精度。汽车刹车片主要包括鼓式和盘式，二者生产工艺不同，性能也各不相同。盘式刹车片工艺比较简单，生产成本低、性能优越，备受重视。但是其对工艺具有严格的要求，要利用粘合剂在短时间内固化定位，然后处理固化。由于工艺特殊，鼓式刹车片粘接剂无法满足盘式刹车片的工艺需求。目前国外利用苯酚、甲醛等基于催化作用合成酚醛树脂应用到盘式刹车片中，其能够在温度160℃/4 min定位，通过温度200℃处理1 h破坏超过80%。我国因为多种原因，盘式刹车粘接剂主要使用BC-4、BC-3和204等粘接剂，但是此粘接剂固化温度比较高。为此，本文就全面分析汽车刹车片粘接工艺，利用合适粘结工艺良好粘接汽车刹车片。

1 汽车刹车片质量的影响因素和连接方式

1.1 胶厚度

正常胶的厚度一般为20～40 μm，假如增加胶的厚度为60～80 μm的时候，就会导致出现严重缺陷，即便是使用喷砂工艺也无法使其缺陷消除。

1.2 压制参数

在制造汽车刹车片的过程中，压力和温度的相互作用会影响到刹车片脱胶情况。因为压力和温度为非线性关系，以此为参数讨论改进汽车刹车片脱胶问题，为汽车刹车片的研制提供新的方向和思路。

1.3 粗糙度

在切面合格时，汽车刹车片在使用涂胶前不使用喷砂工序，这样能够对刹车片质量进行控制，降低汽车刹车片脱胶问题的出现几率。

1.4 底料

通过分析可以看出来，添加底料措施对汽车刹车片脱胶情况并没有改善[1]。

1.5 装配质量的控制

在制作汽车刹车片的过程中，要通过层次分析法分析汽车刹车片的装配线质量风险点，包括卡簧铆接工艺、传感器安装工序、消音片安装工序等，还要制定改善汽车刹车片装配线的措施，控制质量步骤：①降低产品放置的难易程度，从而减少精确放置;②降低不同工序产品的传递，避免人为失误;③对员工进行操作培训，构成以人操作为中心的制作工序与产品生产工序。另外，导致刹车片早期磨损主要原因包括：①劣质刹车盘或者鼓的材料和结构磨损刹车片;②因为长期使用制动系统制动钳，受损导致制动不回位，以此使片和盘长期拖磨，从而导致严重磨损;③原本制动片设计的面积比较小，如果长期超速行驶、高温使用和超载工作，就会导致刹车片磨损严重;④刹车片材料无法使需求得到满足，摩擦层设计密度不合理，从而导致刹车片严重磨损[2]。

1.6 汽车刹车片连接方式

（1）铆接。汽车刹车片传统方法就是铆接，通过铜质基板和铝质基板对摩擦衬片进行连接。在铆接后的钢基板与摩擦衬片存在活动量，导致摩擦后松动，刹车时噪声比较大，使用寿命短，所以更换频繁。

（2）粘接。粘接是指摩擦衬片与钢基板处理后，利用耐高温、高强度的粘合剂粘接在钢板中。铆接刹车片与粘接刹车片进行对比，粘接刹车片的安全性比较高。因为铆接并不会出现沉孔，所以粘结刹车片的强度高，并不会出现断裂问题。有相关研究表示，粘接刹车片剪切强度一般为48～68.6 MPa，高于铆接剪切强度。

2 汽车刹车片的粘结工艺

2.1 钢基板表面处理

通过表面脱脂除油、喷砂处理、清洗等脱脂能够对钢基板表面进行处理，去除钢基板表面油污和灰尘，充分湿润钢基板表面与粘合剂，提高粘接强度，喷砂能够去除钢基板表面的焊渣、锈蚀等污物。通过实际经验可看出，要在喷砂粗化前进行脱脂，从而有效清除油污，避免影响到粘接效果。

（1）脱脂除油。脱脂除油过程中要彻底去除钢板表面金属粉末、油脂、灰尘泥沙、油性脏污，胶接质量和粘合剂、钢基板表面是否良好接触密切相关，要求在胶接前将工件表面的油脂、锈、氧化皮等异物去除。假如没有彻底清除钢基板异物，异物就会导致胶接出现机械屏障作用，对胶接造成阻碍。另外，钢基板能够利用三氯乙烯蒸汽脱脂处理方法实现[3]。

（2）表面清洗。表面在喷砂处理后会出现沉积物，要使用乙酸乙酯溶剂进行清洗，清洗之后避免表面二次污染。

（3）喷砂处理。喷砂处理能够清除钢板表面的积碳、焊渣、旧漆层等污物，从而得到均匀粗糙度表面，包括湿法喷砂和干法喷砂等。本文使用干法喷砂，也就是通过金属丸根据一定压力压缩空气喷射。为了对喷砂效果进行保证，金属丸利用棱角状和圆柱状，保证喷砂用金属丸清洁、干燥，喷砂用压缩空气超过0.5 MPa。

（4）涂保护层。如果没有对粘接表面立刻处理，就会在短时间内氧化、变色，失去光泽。那么，在处理后就要涂层保护，在保护涂层干燥后与粘合剂同步固化，利用浸涂法工艺涂抹保护层。

2.2 摩擦衬片

摩擦衬片材料要具备高效、稳定的摩擦系数与耐磨性、高导热性，要求利用比热容与大密度使工作强度得到提高。基于高负荷作用，无论是冷态或者热态，抗粘着性良好，不会与配件出现粘接、涂抹的情况，阻尼性良好，避免在工作频率范围出现共振，使成本得到降低。石棉型、半金属、NAO（Non-Asbestos Organic）、碳纤维等都属于常用的摩擦材料。利用浸泡有机溶剂棉纱将表面的油污、印记等去除，还能够利用硬刷、溶剂等清洗表面[4]。

2.3 粘合剂选择

利用分析汽车刹车片使用环境与性能需求，使用粘合剂的满足条件要具备高强度、良好耐热性、韧性和耐磨性，对于钢基板与摩擦衬片的粘接性能良好。根据相关文献报道，酚醛-丁腈胶粘剂的强度比较高，并且具有较大的粘接强度，所以可以使用酚醛-丁腈胶粘剂。酚醛-丁腈胶粘剂的基本配方如表1所示。

2.3.1 原材料

乙酸乙酯、丁腈橡胶、酚醛树脂、乙醇、碳酸钙、六亚甲基四胺、氧化镁、二氧化硅等。

2.3.2 试验方法

调配胶料：在双辊混炼机中塑炼丁晴橡胶，之后添加氧化镁、二氧化硅等填料与助剂进行混炼，均匀之后出料。使丁腈橡胶混炼之后剪碎溶解在乙醇、乙酸乙酯的混合溶剂中，添加酚醛树脂和其他填料、助剂。利用高速分散剂混合胶料在橡胶和树脂溶解后，能够变成粘稠液态胶状物。

配制试片：使用45#碳钢片，表面利用砂纸擦洗和打磨，然后常温涂胶。然后凉置10 min之后再次涂胶，之后搭接钢片，施加压力为0.3 MPa左右，在温度80℃条件下预烘30 min，之后在温度180℃条件下固化150 min。

2.3.3 粘合剂性能测试

铝合金化和氧化之后根据GB 7124—86、GB 7122—86对剥离强度和剪切强度进行测试，根据一定温度初步定位后实现工艺试验处理。粘合剂红外谱图使用红外投射光谱采集KBr压片法，200、10 mg样品，8 cm-1分辨率，扫描64次，谱区范围设置为400～4 000 cm-1。

2.3.4 粘合剂分析

（1）固化工艺。本文刹车片粘合剂主要成分包括丁腈橡胶和酚醛树脂，热固性业态酚醛树脂具有反应活性端羟甲基，在加热、加压时会出现不可逆固化反应。在加热时，使用橡胶硫化机树脂，促进丁腈橡胶硫化的速度。所以，刹车片粘合剂要在压力下进行加热固化，固化时间、温度为粘合剂高强度、良好性能的重点。随着固化时间越来越长，树脂也会完善橡胶硫化程度，交联体系也越来越牢固，提高其粘接强度;使固化温度得到提高，能够使固化时间缩短，并且粘接强度也没有太大的变化，为粘合剂的使用固化提供选择。

本文粘接固化工艺条件：先擦干净被粘材料表面，在常温下涂胶凉10 min之后再次涂胶;之后搭接试片，使用夹具施加压力0.3 MPa，在温度180℃条件下固化150 min，自然冷却[5]。

（2）丁腈橡胶对粘接性能影响。丁腈橡胶的耐热性、耐油性、耐磨性、粘接力良好，添加在刹车片胶结剂中能够降低胶层脆性，使胶层内聚强度与柔韧性得到提高。以基础配方作为基础，添加热固型业态酚醛树脂共100份。不同丁腈橡胶的使用量对拉伸剪切强度影响如图1所示，以此表示刹车片胶在同个配方的23、100和200℃温度条件下剪切强度逐渐降低;添加40份丁腈橡胶的剪切强度比较小，逐渐地降低。在丁腈橡胶不断增加的过程中，剪切强度也在不断的增加，添加到100份的时候为最大值。使丁腈橡胶用量得到提高，降低刹车片剪切强度。另外，丁腈橡胶使酚醛树脂粘合剂韧性得到增加，还会参与到固化交联反应中，使粘合剂耐热性与强度得到提高。但是添加大量的丁腈橡胶无法完全硫化，降低交联密度，丁腈橡胶为非结晶性橡胶，自身的强度比较低，所以会降低强度。添加100份丁腈橡胶的时候，刹车片胶耐热性、粘接性良好[6]。

（3）填料和助剂对粘合剂性能影响。为了使汽车刹车片粘接工艺性能改变，使成本得到降低，将二氧化硅和碳酸钙等添加到胶液中。为了使酚醛树脂反应速度调节，添加乌洛托品与硫化促进剂，使刹车片粘合剂固化后构成耐热、牢固的胶层。通过多次试验得出最佳的配方[7];表2为刹车片粘合剂性能。

粘接性能对比。粘合剂粘接铝合金试片性能对比详见表3，由表3可知，粘合剂A粘接铝合金常温剪切强度与玻璃强度最低，具有较高的高温剪切强度，能够快速固化，其他粘合剂具有较高的固化温度。粘合剂A粘接铝合金具有较低的常温剪切与玻璃强度，但是对于刹车片使用非金属材料的粘接效果良好，常温在到400℃时破坏材料，破坏面积为98%，表3为粘合剂粘接盘式刹车片的性能。粘合剂A的固化速度比较快，在140℃/5 min定位，在180℃处理0.5 h完全固化。

通过上述分析，本文所研制粘合剂固化速度比较快，具有较高的高温剪切强度，尤其是对于非金属材料具备良好粘接性能，成本低[8]。

3 結语

使用适宜处理方法处理刹车片钢基板与摩擦衬板后，通过酚醛-丁腈胶粘接作为媒介，利用合适粘接工艺良好粘接汽车刹车片。刹车片粘接生产具有较强的技术性与综合性，在粘接工艺中严格把握好每个步骤，从而保证刹车片的粘接质量与使用过程中的安全性。

参考文献

[1]彭善飞，张春伟，康鹏桂. 胶粘剂在车窗粘接应用中的工艺要点及质量标准[J]. 商品与质量，2018（35）：263.

[2]孙祥超. 汽车的刹车片制造工艺与质量控制策略[J]. 中国科技投资，2018（18）：218.

[3]吴金木. 汽车零部件质量检验探究[J]. 山东工业技术，2019（19）：41+46.

[4]汤 晔，罗 祎，陈黎明. 两种粘接剂对全瓷与氟斑牙牙本质粘接剪切强度的研究[J]. 贵州医药，2020，44（9）：1 358-1 359+1 363.

[5]王彦文. 汽车车身焊接质量控制与检测研究[J].内燃机与配件，2019（18）：138-139.

[6]宋保财. 基于机器视觉的汽车刹车片定位组装技术研究[J]. 科学技术创新，2019（10）：181-182.

[7]乔传泉. 汽车整车制造厂产品质量追溯全过程控制探究[J]. 中国战略新兴产业（理论版），2019（16）：171.

[8]王焕俐，王焕勇. 探究汽车维修工施工及质量监督管理措施[J].商情，2019（10）：222.