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汽车刹车片材料的进呈现状和趋势在汽车工业快速进展的今日,车辆的安全、环保尤为紧要,对汽车刹车片的新要求不断提高汽车刹车片在工作时通过承受外来压力,产生摩擦,使车辆达到减速的目的因此,刹车片的材料的耐磨和耐热性能非常紧要我国刹车片的讨论比国外起步晚,与世界发达国家还有较大差距一些刹车片生产厂家,仍处于传统的石棉刹车片时代,已经不符合现代汽车工业的要求为此,我们综合了国外的讨论方向,探讨刹车片材料的进展方向
一、高性能刹车片材料的基本性能要求、合适的摩擦系数刹车片摩擦系数必需适中,假如摩擦系数低于1刹车时就会超过安全制动距离甚至刹车失灵,假如摩擦系数高于
0.35,
0.40,刹车简单蓦地抱死,显现翻车事故博世安全型刹车片的摩擦系数是
0.39,很好地充足了系数适中的要求、牢靠的稳定性汽车高速行驶或紧急制动时会产生瞬时的高温,在2高温状态下,刹车片的摩擦系数会下降,称为热衰退刹车片抗热衰退性能的好坏决议了汽车制动的安全性,所以刹车片必需有适中且稳定的摩擦系数、充足的舒适性舒适性是摩擦性能的直接体现,包括制动感觉、噪3音、粉尘、异味等在舒适性指标中,车主往往最挂念的是刹车片的噪音情况、合理的寿命使用寿命是大家普遍关注的产品指标正常行驶的4车辆,前制动器刹车片寿命为万后制动器刹车片的使用寿命为万3km,8km
二、刹车片材料进展方向、黏结剂材料的讨论1黏结剂的重要作用是将刹车片的各组分紧密黏结在一起,保持刹车片在高温机械作用下的结构完整性刹车片中最常使用的黏结剂是酚醛树脂,它具有优异的耐热性能和机械性能,电绝缘性和成型加工性能良好,且原材料易得,价格便宜,工艺及生产设备简单但纯酚醛树脂的使用会造成刹车片硬度过高、脆性大,耐热极限温度仅约为当超过时,25CTC30CTC热分解现象相当严重,会导致刹车片的性能显著下降因此必需对酚醛树脂进行增韧和耐热改性国外用到的改性树脂重要有树脂(分解温度大约COPNA400〜500℃).有机硅改性酚醛树脂、硼酸改性酚醛树脂、氟酯改性酚醛树脂(能耐(35rc以上高温)、环氧改性酚醛树脂(在下正常使用)、热塑性聚酰亚(40rc胺树脂(耐热和耐磨性能都很好)、悬浮法树脂悬浮法树脂是因酚醛树脂悬浮聚合工艺而得名,它是国外世纪时代研制开发的一种新型酚醛2070树脂,又被称为(简称分解温度达到以)PhenolicThermosphere PTS,49CTC,该树脂为黏结剂制成的刹车片具有摩擦系数稳定、高温摩擦性能好、噪音低、热衰退小等优点讨论发觉,使用改性酚醛树脂的刹车片的各项摩擦性能(包括衰退前的摩擦系数,衰退后的摩擦系数,磨损率,损伤对偶件等方面)都要比使用传统酚醛树脂的刹车片好;树脂、刹车片的强度与磨损性能之间没有必定的联系其中利用硼酸改性酚醛树脂制备出的刹车片,的时候,依旧保持较高的摩擦系数(在以上)(40rc
0.
4、摩擦性能调整剂2摩擦性能调整剂是一类添加到摩擦材料中能改进摩擦系数和磨损率的物质,重要分为润滑剂和研磨剂两大类润滑剂的重要目的是减小制动时摩擦系数的变化常用的润滑剂包括石墨和各种类型的金属硫化物金属硫化物被认为是比石墨更好的润滑剂,由于酚醛树脂黏结剂与石墨的低黏结强度不能充足现代汽车工业高效制动的要求,会加速摩擦材料的磨损,而金属硫化物不存在这个问题但是一些化合物如铅和锚的硫化物是有毒的,所以更加安全的金属硫化物如锡、铜、铝的硫化物有可能成为理想的润滑剂研磨剂能加添摩擦材料的摩擦系数,但同时也会加添对偶件的磨损它们可移除对偶材料上的铁氧化物以及制动时产生的有不利影响的表面膜,但高含量的研磨剂会加添摩擦系数的波动性研磨剂重要是金属氧化物、石英粉和硅酸盐化合物的坚硬颗粒其莫氏硬度值一般为常用研磨剂有错氧化物、硅酸错、氧化铝、碳化硅、7〜8;二氧化硅和辂氧化物等加入氧化铝可提高摩擦系数,减小磨损率;加入碳化硅,能够大幅度提高摩擦系数,而磨损率只有少量加添;肯定量的三硫化二睇和硅酸错对汽车刹车片摩擦系数的大小、稳定性有很Sb2S3ZrSiO4大的影响摩擦性能调整剂对摩擦材料的摩擦特性影响很大,加添润滑剂的含量可提高摩擦系数的稳定性,而加添研磨剂含量会加添摩擦系数的波动性,所以协调好制动摩擦材料中润滑剂与研磨剂的用量特别紧要、加强纤维在刹车片材料中的应用3世纪时代摩擦材料开始向无石棉化进展,显现了各种石棉纤维2070的替代品,重要有陶瓷纤维、芳纶纤维、碳纤维、钢纤维、铜纤维、铝纤维、玻璃纤维、矿物纤维、纤维素纤维、钛酸钾晶须和海泡石纤维等随着讨论的深入,单一纤维加强的摩擦材料性能不全面,存在着各种缺陷,而几种纤维混合在一起,性能可互补,发挥混杂效应,制备的摩擦材料性能优异,于是混杂纤维加强摩擦材料成为近年来讨论的热点有讨论表明,钛酸钾晶须与芳纶纤维黏附在一起,可提高摩擦表面薄膜的耐热性和强度,但是当摩擦材料仅含有两种纤维中的某一种成分时,这种有利的协同效应大大减小含有玻璃纤维、铝纤维的刹车片不能供给理想的摩擦系数和磨损率,而利用芳纶纤维代替玻璃纤维,用钛酸钾作为摩擦性能调整剂,可全面提高刹车片性能;与不含钛酸钾的刹车片相比,含有酰酸钾的刹车片材料的摩擦系数稳定性、抗热衰退性能和耐磨损性都提高了据报道,铜纤维和钢纤维刹车片的摩擦系数都随着滑动速度的加添而减小,铝纤维刹车片的摩擦系数变化不大;加入铜纤维可使摩擦材料拥有高而稳定的摩擦系数和很低的磨损率一些讨论对比了芳纶纤维、塞珞珞纤维、PAN纤维聚丙烯庸纤维、碳纤维对摩擦材料摩擦系数和耐磨性能的影响结果表明,芳纶纤维能够克服树脂的热敏感性,增长摩擦系数稳定性,减小磨损率;塞珞珞纤维能够显著的提高摩擦系数,但是磨损最大;碳纤维加强摩擦材料拥有最好的抗热衰退性能;聚丙烯月青纤维对制动载荷和滑动速度的敏感性最小,对摩擦系数和磨损率的影响也不大与树脂、填料、摩擦性能调整剂相比,加强纤维更受刹车片讨论人员的关注各种加强纤维对汽车刹车片摩擦性能的影响,国内外进行了大量的讨论,但是在陶瓷纤维加强刹车片领域的讨论却不多,仅局限于钛酸钾晶须、硅氧铝纤维方面,今后有必要开拓其它种类的陶瓷纤维在刹车片上的应用、填料类型对刹车片材料性能的影响4填料分有机填料和无机填料两大类无机填料包括硫酸冷贝、碳酸钙、长石粉、云母、滑石、蛭石、高岭土和硅藻土等硫酸钢和碳酸钙都是很常用的填料,能够提高摩擦材料的热稳定性,同时也能改善材料的热衰退性能,但在更高温度下,前者不如后者稳定云母和蛭石是另外两种常用填料,具有平面网状结构,都能够抑制低频制动噪声,但蛭石在大约80rc时呈片状快速剥落,云母在高温下耐磨性能很差腰果壳油摩擦粉和橡胶粉都是常用的有机填料,有相像的性能,都有优异的黏弹性,因此常被添加到刹车片中以达到降低噪声的目的三氧化铝是填料家族的一个新品种,熔点较高,大约为据报80rc道,三氧化铝可防止摩擦材料在高温下发生热衰退和开裂讨论发觉,硫酸钢对刹车片的摩擦性能影响很大通过对蛭石、重晶石、蓝晶石、钾长石和泡沫铁粉五种常用填料对制动摩擦材料性能的影响讨论,发觉填料含量对材料摩擦系数的影响并不明显,对磨损率的影响同样很小,只有钾长石除外随钾长石含量的加添,摩擦材料的磨损率也加添另外,还有报道利用一种新的组合方法讨论各种填料对刹车片磨损性能的影响,提出了减小磨损率的三种机理填料对摩擦材料的机械性能、物理性能和摩擦性能都有紧要影响,能调整摩擦材料的硬度,改善制动噪音和制品外观,降低成本但是在刹车片的开发和应用中,讨论人员大都集中在加强纤维的讨论上,而对填料的讨论很少,在实际生产中也往往只凭阅历和习惯选择填料,没有一套系统科学的理论作引导。