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簡(jiǎn)單談?wù)剟x車(chē)片配方,也就是摩擦材料

    九和 2022-09-21

今天簡(jiǎn)單聊一聊剎車(chē)片的摩擦材料,希望對(duì)大家有所幫助。


市場(chǎng)上的配方體系種類(lèi)繁多,但萬(wàn)變不離其宗,就像武俠小說(shuō)說(shuō)的一樣,拳出少林,劍歸華山,功夫無(wú)非是“快準(zhǔn)直狠”,李小龍先生在這四個(gè)方面發(fā)揮到極致。跑題了,書(shū)歸正傳。(下面純屬專(zhuān)業(yè)知識(shí),可能帶來(lái)觀感不適,請(qǐng)大家謹(jǐn)慎閱讀)。


概括的說(shuō)摩擦材料是一種高分子三元復(fù)合材料,是物理與化學(xué)復(fù)合體。它是由高分子粘結(jié)劑(樹(shù)脂與橡膠)、增強(qiáng)纖維(市場(chǎng)上說(shuō)的什么配方的就是指這個(gè))和摩擦性能調(diào)節(jié)劑三大類(lèi)組成及其它配合劑構(gòu)成,經(jīng)一系列生產(chǎn)加工而制成的制品。摩擦材料的特點(diǎn)是具有良好的摩擦系數(shù)和耐磨損性能,同時(shí)具有一定的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度,能滿(mǎn)足車(chē)輛或機(jī)械的傳動(dòng)與制動(dòng)的性能要求。


一、摩擦材料分類(lèi)


1.按工作功能分 可分為傳動(dòng)與制動(dòng)兩大類(lèi)摩擦材料。如傳動(dòng)作用的離合器片,系通過(guò)離合器總成中離合器摩擦面片的貼合與分離將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上,使車(chē)輛開(kāi)始行走。制動(dòng)作用的剎車(chē)片(分為盤(pán)式與鼓式剎車(chē)片),系通過(guò)車(chē)輛制動(dòng)機(jī)構(gòu)將剎車(chē)片緊貼在制動(dòng)盤(pán)(鼓)上,使行走中的車(chē)輛減速或停下來(lái)。


2.按產(chǎn)品形狀分 可分為剎車(chē)片(盤(pán)式片、鼓式片)、剎車(chē)帶、閘瓦、離合器片、異性摩擦片。盤(pán)式片呈平面狀,鼓式片呈弧形。閘瓦(火車(chē)閘瓦、石油鉆機(jī))為弧形產(chǎn)品,但比普通弧形剎車(chē)片要厚的多,25~30mm范圍。剎車(chē)帶常用于農(nóng)機(jī)和工程機(jī)械上,屬軟質(zhì)摩擦材料。離合器片一般為圓環(huán)形狀制品。異性摩擦片多用于各種工程機(jī)械方面,如摩擦壓力機(jī),電葫蘆等。


3.按產(chǎn)品材質(zhì)分:主要根據(jù)增強(qiáng)纖維分類(lèi), 可分為石棉摩擦材料、金屬摩擦材料、碳陶摩擦材料。


二、摩擦材料的組成


摩擦材料屬于高分子三元復(fù)合材料,它包括三部分:以高分子化合物為粘結(jié)劑; 以無(wú)機(jī)或有機(jī)纖維為增強(qiáng)組分; 以填料為摩擦性能調(diào)節(jié)劑或配合劑。


1. 有機(jī)粘結(jié)劑


摩擦材料所用的有機(jī)粘結(jié)劑為酚醛類(lèi)樹(shù)脂和合成橡膠,而以酚醛類(lèi)樹(shù)脂為主。它們的特點(diǎn)和作用是當(dāng)處于一定加熱溫度下時(shí)先呈軟化而后進(jìn)入粘流態(tài),產(chǎn)生流動(dòng)并均勻分布在材料中形成材料的基體,最后通過(guò)樹(shù)脂固化作用的橡膠硫化作用,把纖維和填料粘結(jié)在一起,形成質(zhì)地致密的有相當(dāng)強(qiáng)度及能滿(mǎn)足摩擦材料使用性能要求的摩擦片制品。


對(duì)樹(shù)脂的質(zhì)量要求是:


(1) 耐熱性好,有較好的熱分解溫度和較低的熱失重。


(2) 粉狀樹(shù)脂細(xì)度要高,有利于混料分散的均勻性,可降低樹(shù)脂在配方中的用量。


(3) 游離粉含量低。


(4) 適宜的固化速度 和流動(dòng)距離


2. 纖維增強(qiáng)材料


纖維增強(qiáng)材料構(gòu)成摩擦材料的基材,它賦予摩擦制品足夠的機(jī)械強(qiáng)度,使其能承受摩擦片在生產(chǎn)過(guò)程中的磨削和鉚接加工的負(fù)荷力以及使用過(guò)程中由于制動(dòng)和傳動(dòng)而產(chǎn)生的沖擊力、剪切力、壓力。我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及汽車(chē)制造廠(chǎng)根據(jù)摩擦片的實(shí)際使用工況條件,對(duì)摩擦片提出了相應(yīng)的機(jī)械強(qiáng)度要求。如:沖擊強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度等。為了滿(mǎn)足這些強(qiáng)的性能要求,需要選用合適的纖維品種增加、滿(mǎn)足強(qiáng)度性能。


摩擦材料對(duì)其使用的纖維組分要求:


(1) 增強(qiáng)效果好。


(2) 耐熱性好。在摩擦工作溫度下不會(huì)發(fā)生熔斷、碳化與熱分解現(xiàn)象。


(3) 具有基本的摩擦系數(shù)。


(4) 硬度不宜過(guò)高,以免產(chǎn)生制動(dòng)噪音和損傷制動(dòng)盤(pán)或鼓。


(5) 工藝可操作性好。


3. 填料


摩擦材料組分中的填料,主要是由摩擦性能調(diào)節(jié)劑和配合劑組成。使用填料的目的,主要有以下幾個(gè)方面:


(1) 調(diào)節(jié)和改善制品的摩擦性能、物理性能與機(jī)械強(qiáng)度。


(2) 控制制品熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱性、收縮率,增加產(chǎn)品尺寸的穩(wěn)定性。


(3) 改善制品的制動(dòng)噪音。


(4) 提高制品的制造工藝性能與加工性能。


(5) 改善制品外觀質(zhì)量及密度。


(6) 降低生產(chǎn)成本。


三、摩擦材料的技術(shù)要求


1.適宜而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)。


摩擦系數(shù)是評(píng)價(jià)任何一種摩擦材料的一個(gè)最重要的性能指標(biāo),關(guān)系著摩擦片執(zhí)行傳動(dòng)和制動(dòng)功能的好壞。它不是一個(gè)常數(shù),而是受溫度、壓力、摩擦速度或表面狀態(tài)及周?chē)橘|(zhì)因素等影響而發(fā)生變化的一個(gè)數(shù)。理想的摩擦系數(shù)應(yīng)具有理想的冷摩擦系數(shù)和可以控制的溫度衰退。由于摩擦產(chǎn)生熱量,增高了工作溫度,導(dǎo)致了摩擦材料的摩擦系數(shù)發(fā)生變化。


2.良好的耐磨性。


摩擦材料的耐磨性是其使用壽命的反映,也是衡量摩擦材料耐用程度的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。耐磨性越好,表示它的使用壽命越長(zhǎng)。但是摩擦材料在工作過(guò)程中的磨損,主要是由摩擦接觸表面產(chǎn)生的剪切力造成的。工作溫度是影響磨損量的重要因素。當(dāng)材料表面溫度達(dá)到有機(jī)粘結(jié)劑的熱分解溫度范圍時(shí),有機(jī)粘結(jié)劑如橡膠、樹(shù)脂產(chǎn)生分解、碳化和失重現(xiàn)象。隨溫度升高,這種現(xiàn)象加劇,粘結(jié)作用下降,磨損量急劇增大,稱(chēng)之為“熱磨損”。


3.具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和物理性能。


摩擦材料制品在裝配使用之前,有需進(jìn)行鉆孔、鉚裝裝配等機(jī)械加工,才能制成剎車(chē)片總成或離合器總成。在摩擦工作過(guò)程中,摩擦材料除了要承受很高溫度的同時(shí),還要承受較大的壓力與剪切力。因此要求摩擦材料必須具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,以保證在加工或使用過(guò)程中不出現(xiàn)破損與碎裂。


4.制動(dòng)噪音低。


制動(dòng)噪音關(guān)系到車(chē)輛行駛的舒適性,而且對(duì)周?chē)h(huán)境特別是對(duì)城市環(huán)境造成噪音污染。對(duì)于轎車(chē)和城市公交車(chē)來(lái)說(shuō),制動(dòng)噪音是一項(xiàng)重要的性能要求。就轎車(chē)盤(pán)式片而言,摩擦性能良好的無(wú)噪音或低噪音剎車(chē)片成為首先產(chǎn)品。隨汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)對(duì)制動(dòng)噪音人們?cè)絹?lái)越重視,有關(guān)部門(mén)已經(jīng)提出了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。一般汽車(chē)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪音不應(yīng)超過(guò)85dB。


5.對(duì)偶面磨損較小。


摩擦材料制品的傳動(dòng)或制動(dòng)功能,都要通過(guò)與對(duì)偶件即摩擦盤(pán)(鼓)在摩擦中實(shí)現(xiàn)。在此摩擦過(guò)程中,這一對(duì)摩擦偶件相互都會(huì)產(chǎn)生磨損,這是正?,F(xiàn)象。但是作為消耗性材料的摩擦材料制品,除自身應(yīng)該盡量小的磨損外,對(duì)偶件的磨損也要小,也就是應(yīng)該使對(duì)偶件的使用壽命相對(duì)的較長(zhǎng)。這才充分顯示出具有良好的摩擦性能的特性。同時(shí)在摩擦過(guò)程中不應(yīng)將對(duì)偶件即摩擦盤(pán)或制動(dòng)鼓的表面磨成較重的擦傷、劃痕、溝槽等過(guò)渡磨損情況。


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