优良的制动盘材质及其获得方法的探讨
第16卷 第2期重庆工学院学报2002年4月V ol.16 N o.2Journal of Chongqing Institute of T echnology Apr.2002
文章编号:1671—0924(2002)02—0046—03
优良的制动盘材质及其获得方法的探讨Ξ
高 慧
(山西临汾汽车制造厂技术科,山西临汾 041000)
摘要:在全面分析汽车制动盘的服役条件的基础上提出了制动盘应当具备的机械性能:较高的强
度和耐磨损能力;高的蓄热性、良好的导热性与抗热裂性;抗振动衰减和抑制振鸣效果好。从技术
经济的角度提出了采用灰铸铁作为制动器的材料,并运用金属学理论研究讨论了改善灰铸铁机械
性能的技术措施,进而提出了制动盘材料的成分设计,解决了有关铸造生产的工艺技术问题。
关键词:制动盘;灰铸铁;浇注温度;孕育方法
中图分类号:U270.4 文献标识码:A
制动盘首先见于国外汽车上,就其使用的方法看,属于磨擦式制动器的范畴,即是通过摩擦使车辆的动能转换成热,再散发到大气中去的一种装置。与传统的鼓式散热器相比较,其散热性能好,适于高速行驶,对脚踏力有线性效果。因此,近年来在我国已得到部分采用,代表一种趋势,今后包括载重货车在内,将有一半以上的车辆使用盘式制动器即制动盘。
制动盘作为一种易损件、保安件,其结构及材质对汽车的使用性能、安全性能是至关重要的。结构的设计是汽车设计师的任务,在本文中不予谈及。材质的问题,是笔者探讨的内容,那么问题1:应该选用哪种材质?问题2:生产中如何获得呢?这里从其使用要求,罗列出其该有的品质,归纳出其应有的性能,然后,以此为目标,对照一般材料的性能,先做出初选,再应用冶金学的原理,通过成熟的理论分析,结合有关的实践经验,得出材料的成分组成,并进一步给出实际生产中如何很好获得的办法。
1 材质的选用
1.1 制动盘满足使用要求应具有的品质
从制动盘的使用上看,它同轮毂装配在一起,其功能就是通过与制动衬片进行干摩擦,将高速行驶的车辆的动能,转换成热能。这部分热能全部蓄积在制动盘上,并同时很快由其散发到大气中去。热能的蓄积使得制动盘的温度升高,车辆的载重量越大,行驶的速度越快,刹车越急,则动能的变化就越大,制动盘上转移成的热量就越多,使其骤然的升温也就越高。高温对零件本身以及相邻零件的寿命、尺寸稳定、行车安全都是极为不利的因素,因此希望升温尽可能低,这就需要提高制动盘的热容性以及散热性。其途径无外乎有两方面,一是加大制动盘的尺寸;二是开发蓄热性大、导热性好的材料。前者会导致零件重量增加,安装尺寸加大,车轮本身也变大,这无疑对车辆的运动性能大为不利,燃油消耗加大,是不可取的。而后者正是要求材料所具有的品质之一:高的蓄热性、好的导热性。
另外,制动盘在使用时,一般由液压驱动的卡钳将衬片从两面夹紧制动盘的制动面,实现干摩擦而制动,使用中会磨消掉一些材料,使得制动处尺寸变薄,从安全的角度出发,一般规定其报废的最大磨损量单面不大于1毫米,从这一点不难看出,制动盘的材料应具有耐磨损的性能。
其次,有时我们会听说刹车失灵的情况,除机械故障原因之外,往往是出现了制动盘破裂所至。这可能是由于制动盘材料的强度不高,在骤然的制动摩擦力的作用下,发生了破坏。还有一种可能是由于急剧的制动升温,使得制动盘出现了高温热裂纹,这使得其基体组织受到割裂,还会在此处形成应力集中区,使小的裂纹逐渐变大,从而出现断裂损坏。这说明在制动盘的品质方面还应要求:高的强度、好的抗热裂性。
再就是,目前人们经常提到以人为本,满足乘座舒适
Ξ收稿日期:2002-01-09
作者简介:高慧(1963-),女(汉族),山西省临汾人,工程师,主要从事铸造工艺及新产品开发工作.
性。作为与人的生活息息相关的汽车,人们在感受它的方便之时,也重在享受它的舒适,特别对于客车而言更是如此。由于汽车在制动时,强烈的干摩擦会产生振动,并伴随着强烈的振鸣声,长期以来,会使人极为不适,也加速了汽车的损坏,因此,自然要求制动构件的振动衰减能力大,有抑制产生振鸣的效果。
综上所述,从使用的要求出发,需要制动盘具有的品质是:高的蓄热性、好的导热性、耐磨损能力强、高的强度、好的抗热裂性、抗振动衰减和抑制振鸣效果好等。其材质应是以上几种品质的综合、平衡,只考虑一项或几项,而对其余有所忽视,都不是好的选择,也就是说那不会是好的制动盘材质。
1.2 材料的初选
以上的分析已经明确了制动盘材料应具有的品质,那么具体地说应选用哪种材料呢?笔者从对材料性能的比较中认为应选灰铸铁。这主要是因为:一是灰铸铁是最经济的材料之一,无论从原材料的冶炼,还是从产品的生产,都体现出价格低廉的经济性。二是制作较容易,生产环节少,质量便于控制,成品率高,易于实现机械化。三是本身的性能特征,接近于制动盘的使用要求,通过合金化、热处理等较易操作的方法,可实现对性能较大的改善,从而满足一些特殊的性能要求,达到理想的制动盘材质。具体地说,可以充分利用铸铁中高碳元素的有利作用:1)碳在结晶时,大部分以自由状态(石墨)存在,它的比热容高,几乎是铁的两倍,因此,可较大地提高材料的蓄热性。2)石墨的基体很软,本身能吸收震动能,特别是灰铸铁中的细长片状石墨,分割了基体而不利于能量的传递,更使得机件具有了良好的振动衰减能力。3)石墨的存在,本身就相当于很多裂纹和缺陷,故铸铁的缺口敏感性比钢大为降低,特别是片状石墨的灰铁,尤为如此。这就是说,灰铁具有较符合制动盘所要求的品质,特别是其中的碳元素是有利因素之一。基于上述分析,结合生产经验,可初选灰铁成分的五大元素组成为:C:3.4%～3.7%S i:1.8%～2.1%Mn:0.5%～0.7%S:<0.1%P:<0.1%这一选择中,突出了材料结晶时有利于石墨析出的元素。
1.3 用有关的成熟理论,完善材质的性能
按照以上的比例,在普通砂型潮模铸造的条件下,所获得的材料机械性能介于HT150及HT200之间,其抗拉强度在190M pa、硬度在H B180左右,这样的强度和硬度有些偏低,可考虑通过合金化来实现强度和硬度的提高。在美国,制动盘的材质标准是按照ANSI/AST M、A159-77中的G3000,重要的执行G3000b,其抗拉强度为205.8MPa,硬度为H B200,其中也强调含碳量不低于3.4%。参照这一标准,以上的材料强度及硬度应扩大1.15倍,这应从添加能促进珠光体生成,同时得保证其塑性、热稳定性的元素考虑,这些元素一般是:
Cr,Ni,M o,Cu,V,S i,T i,B,
选用的原则是:来源方便,价格便宜,使用简单。
首先,选用Cr,它可以强烈地提高强度,每加入1%,可以提高20%的强度,且提高抗热性最有效,加入量定为0.4%,可提高强度8%,即扩大1.08倍。[1]
其次选用Cu,因为加入Cr后,铸铁形成碳化物的倾向增大,加入铜可抵消其倾向,且同时可提高强度,每加入1%的铜提高强度为10%。[2]加入量定为0.6%,可提高强度4.8%即扩大1.048倍。
按以上比例加入铬和铜后,其对强度和硬度的提高倍数为1.08×1.048≈1.15,基本上满足了要求。它们的加入,稳定细化珠光体,改善石墨形状,阻止铁素体及碳化物的生成,从而也改善了材料的综合性能。
综合以上的结果,选取的材料成分定为:C:3.4%～3.7% S i:1.8%～2.1% Mn:0.5%～0.7% S:<0.1% P:<0.1%。同时采用合金化,加入铬0.4%,加入铜0.5%。
2 制动盘生产的获得方法
材料的成分已经确定,那么有关熔炉操作的配料就不成问题,本文不作论述,这里所说的获得方法是指确定熔化温度、孕育方法、浇注温度等生产工艺参数,使它们向更有利于实现制动盘产品品质的方向发展。
2.1 熔化温度的选择
现代研究认为,过热度是铁水质量的重要标志,高质量的铁水要有高的过热度(过热度是指炉内铁水的温度减去铁水的熔化温度),也就是说,熔化时要尽量提高铁水的温度。据日本《铸物便览》介绍,铸件的抗拉强度与铁水过热度的平方和铁水静放时间的乘积成正比,这里详细的推论不再叙及,仅从原理上来分析。铁水在熔化中所进行的主要反应有:
S i+O2=S iO2 2Mn+O2=2MnO 2Fe+O2=2FeO
且S i、Mn与O2的亲合力大于Fe,因此还存在着:
S i+2FeO=S iO+2Fe Mn+FeO=MnO+Fe
这就是说在铸铁的熔炼中,S i、Mn及Fe的烧损是不可避免的。但是随着温度的升高,S iO2、MnO2的稳定性下降而C燃烧生成C O的稳定性提高。当铁水处在1400～1 500℃以上时,金属氧化物会出现以下还原反应:
S iO2+2[C]=S i+2C O↑ MnO+[C]=Mn+C0↑
这样,先被氧化掉的S i、Mn还可在高温铁水保温状态下重新得到还原,而且生成的稳定气相C O的逸出,不仅可以减少铁水的氧化,还有利于杂质及其他气体随之上浮,使铁水得到净化,从这里我们可以理解,过热度及保温时间,使铸铁机械性能增加的道理。这就是说制动盘生产时,要求熔化温度尽量高,最好在1500℃以上,最低不低
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高 慧:优良的制动盘材质及其获得方法的探讨
于1460℃。
2.2 浇注温度的选择
从上面的论述中,我们知道,高强度的铸铁要求铁水有长的静放时间,也就是说从出铁水到开始浇铸的时间应尽量长,这也就意味着浇注温度尽量低。从金属学有关铸铁凝固结晶方面看,低温浇注时,铁水充型后温度的下降速度快,这就增加了铁水结晶的过冷度,加大了成核的内动力,使得晶粒细化,从而提高铸件的机械强度。当然采用低温浇注,应注意与充型相平衡,应考虑低温浇注易产生浇注不足、卷入气孔等缺陷,确定一合理的平衡点,这与制动盘的大小、铸型的复杂程度、环境的温度、排气道是否通畅、产品的壁厚等因素有关。一般对于制动盘来说,选取的适宜浇注温度为1330℃～1360℃。
2.3 孕育方法
孕育处理是灰铸铁中经常采用的方法,目的是人为增加晶核数量,改变铁水的结晶条件,使获得细晶粒的珠光体和细片状石墨的组织,这也是制动盘材质所需要的。为了使孕育效果明显,应采用复合孕育处理,即在出铁槽、铁水包两次孕育,浇注时再瞬时孕育,孕育量分别为0.3%、0.2%、0.1%。
以上是从制动盘的使用要求出发,归纳了其品质要求,对比材料的性能特点、价格高低、制造难易程度、性能可塑性等做出初选,再运用金属学的理论作指导,合理采用改善性能的方法,对材料进行合金化,生产中进一步应用有利措施,增强材料性能的符合度,可以产出优良的制动盘产品。事实上,我们通过几年的生产实践,也证明这一选择是合理的,措施是得当的,比一开始一味从提高强度出发,而不顾及其它性能的好坏已有了质的区别。
参考文献:
[1] 陆文华.铸铁及其熔炼[M].北京:机械工业出版社,1981:81
Discussion on Excellent Material for Brake Disk and H ow to Obtain It
G AO Hui
(T echnology O ffice,Shanxi Lin fen Autom obile M aking Factory,Shanxi041000,China)
Abstract:On the basis of thorough analysis on the service condition of brake disk of autom obile,this paper puts forward the mechanic properties that brake disk should have:higher intensity and abrasion resistant ability,high heat retaining perfor2 mance,g ood heat durability,and g ood vibration damping resistance.Furtherm ore,this paper proposes gray cast iron as the material for brake disk from technical and economic perspective,and discusses the technical measures to improve the perfor2 mance of gray cast iron using metallographical theory.Thereafter,this paper puts forward the component design of the material for brake disk,which s olves technological problems in the production of foundry practice.
K ey w ords:brake disk;gray cast iron;casting temperature;inoculation method
(责任编辑 黄忠国) 84重庆工学院学报
《汽车制动盘》编制说明
《汽车用制动盘》(征求意见稿) 编制说明 1 工作简况(包括任务来源、主要工作过程、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作等) 1.1 任务来源 国家标准化管理委员会下达的2012年第2批国家标准制修订计划，项目编号为20121243-T-339。 1.2 主要工作过程 2012年10月，接到国家标准化管理委员会任务后，立即成立了以国家机动车配件产品质量监督检验中心(烟台)为牵头的标准起草小组，并编制了标准制定计划。在收集了相关的国际、国内标准以及与本标准相关的国内外的法规、大型企业的技术材料等相关资料后，于2013年3月在烟台召开了首次讨论会议，并初步形成了本标准制定的统一意见，即：本标准以ECE法规、国外先进国家的标准为基础，结合我国的实际情况，且适应国内相关标准进行编制。 在反复研究和初步调查的基础上，于2013年6月第二次召开标准讨论会，完成初稿的编写工作。2013年11月，工作组在行业内召开意见听取会议，邀请中国铸协、一汽集团等国内相关技术专家对《汽车用制动盘》的标准初稿提出意见及建议，通过工作组全体成员和相关专家对标准初稿的认真讨论，并结合国内具有一定规模的生产厂家的生产、控制经验，对部分技术参数指标进行相应的改动，完成对初稿的第二次修改。会后由国家机动车配件产品质量监督检验中心对标准初稿第二次修改版中所涉及的全部项目参数进行检验验证。 2014年6月，工作组组织进行了第三次标准讨论会议，由国家机动车配件产品质量监督检验中心完成了产品台架试验的验证，通报全体工作组成员后，确定了更合理的技术指标。 根据项目计划，起草小组于2014年9月完成标准征求意见稿报全国汽车标准化技术委员会制动分技术委员会秘书处，根据汽标委制动分委会秘书处审查意见，对标准征求意见稿又进行了修改完善，于2014年10月15日再次上报汽标委制动分委会秘书处。 1.3 主要起草单位和工作组成员 主要起草单位：国家机动车配件产品质量监督检验中心、胜地汽车零部件有限公司、莱州三力机械制造公司、烟台美丰机械有限公司、龙口裕东机械制造厂、山东隆基机械股份有限公司。 工作组成员：李洪、周洪涛、崔兰芳、郑云霞、张宝芝、王平、杨伟尧、王松、孙振林。 2 标准编制原则 制动盘机械性能和材料要求以我国相关的材料国家标准为基础，并通过理论验证、结合国内主要制动盘生产厂的实际经验进行确定。几何尺寸及几何特征参数要求主要参照GB/T 7216和国外的相关标准，如SAE J431、DIN 1561等。台架性能试验方法和要求主要参照ECE R90相关内容。 标准的编排格式按照 GB/T 1.1-2009的规定进行编制。 3 标准主要内容（包括技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等论据，解决的主要问题等。） 本标准主要由范围、术语和定义、分类、技术要求和检验方法等组成。 3.1 范围
摩擦材料
摩擦材料（盘式片、鼓式片、制动蹄） ——指点行业运作迷津 （一）摩擦材料的应用领域及重要性 摩擦材料是用于运动中起传动、制动、减速、驻车等作用的功能配件，主要用于汽车、火车、飞机、摩托车、工程机械、船舶机械等的制动器、离合器中的刹车片、离合器面片、闸瓦（片）等，其中60%以上用于汽车工业。 汽车用制动器衬片俗称“刹车片”，按用途可分为两类：行车制动和驻车制动刹车片。行车制动又分为盘式制动和鼓式制动刹车片。 汽车用制动刹车片在汽车工业中属于关键的安全件，汽车的制动和驻车都离不开它，刹车片质量的优劣直接关系到使用者的生命财产安全，摩擦材料质量性能的好坏，直接影响这整车、整机的使用效果，虽然在主机中所占成本较小，但功能和地位十分显赫。 （二）摩擦材料行业现状 A—国外摩擦材料行业现状 1897年，在英国，一个名叫Aerber Frood的人创造行的发明了摩擦材料，并成立了FERODO公司，从此奠定了摩擦材料的发展基石。 100多年的发展，现状国外发达国家的刹车片行业已经发展到了一个全新的高度，无论是在制动刹车片的生产设备、技术及工艺上，还是在产品的质量个管理等方面均处于世界绝对领先地位，刹车片的生产已经精细化、完美化，甚至于艺术品化。 最重要的，同时也是中国摩擦材料行业基本上很难做到的一点：发达国家的刹车片生产企业和整车汽车生产商对刹车片的开发是同步的，从刹车片的选定到出样品，要经过噪声检测、台架试验、匹配试验以及冬、夏季路试等反复测试，直到其性能均达到要求并稳定后，才批量生产。 目前，从世界范围来看，摩擦材料行业早已经品牌化、规模化、标准化。对于先进的生产刹车片的技术工艺而言，国外大致分为三块：北美（半金属配方）；欧洲（少金属配方）日本（NA——无石棉有机物配方）。国外行业规范，想进入其市场，刹车片生产企业的设备、技术、工艺、产品的质量都应匹配，同时通过其市场的质量认证标准。 B—中国摩擦材料行业现状 据不完全统计，我国国内现有摩擦材料生产企业超过600多家（若包括无生产许可证或小作坊式的，估计有800多家以上），销售产值约180亿人民币，其中70%产品为汽车用摩擦材料占30%，国外需求的摩擦材料占70%，产值前50各生产企业中，国外、合资、独资占30家。
制动盘技术条件
浙江吉利控股集团有限公司企业标准Q/JL J164003-20142014-06-20发布 代替Q/JL J164003—2012 制动盘技术条件 2014-06-20 发布
2014-07-20 实施
浙江吉利控股集团有限公司发布 本标准替代Q/JL J164003—2012《制动盘技术条件》，本标准与Q/JL J164003—2012 的主要差异为： ——修改了技术要求4．1 技术要求； ——修改技术要求4．3．1，制动盘硬度范围要求，同时增加单个制动盘硬度检测波动范围要求； ——修改技术要求4．4．1，新增实心制动盘静不平衡量要求；——修改技术要求4．4．3，修改制动盘端面跳动要求； ——增加了试验方法4．4．7～4．4．8； ——修改了试验方法5．8 盐雾试验内容；“转向节”修改为“制动盘”； ——新增试验内容5．9～5．i0；本标准由浙江吉利控股集团有限公司提出。本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司底盘开发部负责起草。本标准起草人：石彬、庞士伟。 本标准于2014年6月发布。 本标准所替代的标准更替情况为： ——Q/JL J164003—2012（2012年12月第一次修订） ——Q/JL J164003—2012（2009 年1 月10 日首次发布）；Q/JLY
J7110681A-2012（2012年9 月14 日第一次修订） JLYY—JT152—08（2008年6月20日首次发布） 1范围制动盘技术条件 本标准规定了盘式制动器用制动盘的结构型式、技术要求、试验方法、检验规则、包装、运输和贮存。 本标准适用于盘式制动器用制动盘（以下简称为制动盘）。 2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB／T 19卜2008包装储运图示标志 GB／T 7216—2009灰铸铁金相检验 GB／T 9439—2010灰铸铁件 GB／T 13384—2008机电产品包装通用技术条件 QC／T 484—1999 汽车油漆涂层 QC／T 564 2008乘用车制动器性能要求及台架试验方法 Q／JL J100003-2009汽车零部件永久性标识规定 Q／JLY J7110507B-2012乘用车零部件防腐技术要求 Q／JLY J7110606A-2012汽车零部件覆盖层盐雾试验规范 3结构型式
SiC颗粒增强铝基复合材料制动盘的研究
文章编号:1000-3851(2001)01-0062-05 收稿日期:1999-05-30;收修改稿日期:1999-10-30基金项目:河北省博士基金资助项目(96Z1107) 作者介绍:齐海波(1972),男,硕士,讲师,研究方向:金属基复合材料及纤维增强混凝土复合材料。 SiC 颗粒增强铝基复合材料制动盘的研究 齐海波,丁占来,樊云昌,姜稚清 (石家庄铁道学院材料科学与工程研究所,石家庄050043) 摘 要: 采用半固态搅拌熔炼-液态模锻工艺制备了与Santana 轿车前制动器相匹配的SiC 颗粒增强铝基复合材料制动盘,对该制动盘进行了材料拉伸性能和微观结构分析,并在SCHENCK 制动试验台上进行了制动性能和制动磨损试验。结果表明,复合材料的拉伸性能优于传统制动盘材料HT 250铸铁;在各种制动工况条件下,复合材料制动盘对制动衬片的摩擦系数均在大众公司企业标准规定的范围之内,且较稳定;此外,复合材料制动盘质轻、耐磨,制动噪音小、温升低,运转平稳;因此,可望以其替代传统的铸铁制动盘,提高制动器的安全可靠性和服役寿命,减轻轿车悬挂系统的重量,降低油耗。 关键词: SiC P /Al 复合材料;制动盘;台架试验;摩擦系数中图分类号: TB 331;U 467 文献标识码:A RES EARCH ON AUTOMOTIVE BRAKE DIS CS OF S iC P /Al COMPOSITE QI Ha i -bo ,DING Zhan -la i ,FAN Y un -chang ,JIANG Zhi -qing (Institute of Materia ls Science and Engineering,Shijia zhuang Railway Institute,Shijia zhuang 050043,China) Abstract : The SiC P /A l composite bra ke disc designed for the front bra ke of SANTANA ca rs was prepa red by semi-solid stirring melting and liquid forging.The tensile properties and microstructures of the disc ma terials were examined ,a nd the tribologica l -wear performa nces of the disc were tested on the SCHENCK brake testing system ma de in Germany.The results show that the tensile properties of the composites a re superior to those of the conventional disc ma teria l ,grey cast iron ;and tha t under different bra king conditions,the friction coefficients of the composite disc against the conventional brake pad a re within the ra nge specified by the sta ndard of VOLKSWAGEN compa ny and with sma ll fluctua tions.It is also found that the bra ke disc made of the composite ha s such adva ntages a s light weight ,high wear resistance ,low braking noise and low braking temperature rises ,smooth operat-ing,etc.Hence,it is hopeful to substitute the composite disc for the traditional cast iron disc to in-crease reliability and to prolong the survice life of the car brake ,to lighten the weight of the ha nging system,and thus,to decrease gas expenditure of cars. Key words : SiC P /Al composite ;brake discs ;dynamometer tests ;friction coefficients 目前,随着能源的日益紧缺和车辆速度的不断提高,车辆的减重已成为必然的趋势。与传统钢铁材料相比,SiC 颗粒增强铝基复合材料具有高的比强度、比刚度,良好的耐磨性和热稳定性等特点,较适合于制作汽车和火车盘形制动器的制动盘,从而使悬挂系统的重量减轻50%以上。国外,日、德等国相继开发出了适于高速列车的SiC 颗粒增强铝基复合材料制动盘[1],美国Ford 公司进行了轿车制动盘的 研制和开发[2];国内,虽有上海交通大学王文龙等人研制铝基复合材料摩托车制动轮毂的报道 [3] ,但在 轿车和火车复合材料制动盘的研究方面,尚未见诸报道。本研究中采用非真空条件下的搅拌熔炼-液态模锻工艺,制备了SiC 颗粒增强铝基复合材料,将制备的材料用于Santa na 轿车前制动盘的研制,并对复合材料制动盘进行了一系列的性能测试和台架试验,以期开发出高性能的新型轿车制动盘,达到减轻 复合材料学报 ACT A MATERIAE COMPOSIT AE SINICA 第18卷 第1期 2月 2001年Vol.18 No.1 February 2001
汽车制动系统摩擦片材料基本知识
汽车制动系统摩擦片材料基本知识 摩擦材料 一、概论 摩擦材料就是一种应用在动力机械上,依靠摩擦作用来执行制动与传动功能的部件材料。它主要包括制动器衬片(刹车片)与离合器面片(离合器片)。刹车片用于制动,离合器片用于传动。 任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料就是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能就是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力,制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。所以说摩擦材料就是一种应用广泛又甚关键地材料。 摩擦材料就是一种高分子三元复合材料,就是物理与化学复合体。它就是由高分子粘结剂(树脂与橡胶)、增强纤维与摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成,经一系列生产加工而制成的制品。摩擦材料的特点就是具有良好的摩擦系数与耐磨损性能,同时具有一定的耐热性与机械强度,能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上。民用品如自行车、洗衣机等作为动力的传递或制动减速用不可缺少的材料。 二、摩擦材料发展简史 自世界上出现动力机械与机动车辆后,在其传动与制动机构中就使用摩擦片。初期的摩擦片系用棉花、棉布、皮革等作为基材,如:将棉花纤维或其织品浸渍橡胶浆液后,进行加工成型制成刹车片或刹车带。其缺点:耐热性较差,当摩擦面温度超过120℃后,棉花与棉布会逐渐焦化甚至燃烧。随着车辆速度与载重的增加,其制动温度也相应提高,这类摩擦材料已经不能满足使用要求。人们开始寻求耐热性好的、新的摩擦材料类型,石棉摩擦材料由此诞生。石棉就是一种天然的矿物纤维,它具有较高的耐热性与机械强度,还具有较长的纤维长度、很好的散热性,柔软性与浸渍性也很好,可以进行纺织加工制成石棉布或石棉带并浸渍粘结剂。石棉短纤维与其布、带织品都可以作为摩擦材料的基材。更由于其具有较低的价格(性价比),所以很快就取代了棉花与棉布而成为摩擦材料中的主要基材料。1905年石棉刹车带开始被应用,其制品的摩擦性能与使用寿命、耐热性与机械强度均有较大的提高。1918年开始,人们用石棉短纤维与沥青混合制成模压刹车片。20世纪20年代初酚醛树脂开始工业化应用,由于其耐热性明显高于橡胶,所以很快就取代了橡胶,而成为摩擦材料中主要的粘结剂材料。由于酚醛树脂与其她的各种耐热型的合成树脂相比价格较低,故从那时起,石棉－酚醛型摩擦材料被世界各国广泛使用至今。 20世纪60年代,人们逐渐认识到石棉对人体健康有一定的危险性。在开采或生产过程中,微细的石棉纤维易飞扬在空气中被人吸入肺部,长期间处于这种环境下的人们比较容易患上石棉肺一类的疾病。因此人们开始寻求能取代石棉的其它纤维材料来制造摩擦材料,即无石棉摩擦材料或非石棉摩擦材料。20世纪70年代,以钢纤维为主要代替材料的半金属材料在国外被首先采用。80年代－90年代初,半金属摩擦材料已占据了整个汽车用盘式片领域。20世纪90年代后期以来,NAO(少金属)摩擦材料在欧洲的出现就是一个发展的趋势。无石棉,
摩擦材料
摩擦材料 一、概论 摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料。它主要包括制动器衬片（刹车片）和离合器面片（离合器片）。刹车片用于制动，离合器片用于传动。 任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力，制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。所以说摩擦材料是一种应用广泛又甚关键地材料。 摩擦材料是一种高分子三元复合材料，是物理与化学复合体。它是由高分子粘结剂（树脂与橡胶）、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成，经一系列生产加工而制成的制品。摩擦材料的特点是具有良好的摩擦系数和耐磨损性能，同时具有一定的耐热性和机械强度，能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上。民用品如自行车、洗衣机等作为动力的传递或制动减速用不可缺少的材料。 二、摩擦材料发展简史 自世界上出现动力机械和机动车辆后，在其传动和制动机构中就使用摩擦片。初期的摩擦片系用棉花、棉布、皮革等作为基材，如：将棉花纤维或其织品浸渍橡胶浆液后，进行加工成型制成刹车片或刹车带。其缺点：耐热性较差，当摩擦面温度超过120℃后，棉花和棉布会逐渐焦化甚至燃烧。随着车辆速度和载重的增加，其制动温度也相应提高，这类摩擦材料已经不能满足使用要求。人们开始寻求耐热性好的、新的摩擦材料类型，石棉摩擦材料由此诞生。 石棉是一种天然的矿物纤维，它具有较高的耐热性和机械强度，还具有较长的纤维长度、很好的散热性，柔软性和浸渍性也很好，可以进行纺织加工制成石棉布或石棉带并浸渍粘结剂。石棉短纤维和其布、带织品都可以作为摩擦材料的基材。更由于其具有较低的价格（性价比），所以很快就取代了棉花与棉布而成为摩擦材料中的主要基材料。1905年石棉刹车带开始被应用，其制品的摩擦性能和使用寿命、耐热性和机械强度均有较大的提高。1918年开始，人们用石棉短纤维与沥青混合制成模压刹车片。20世纪20年代初酚醛树脂开始工业化应用，由于其耐热性明显高于橡胶，所以很快就取代了橡胶，而成为摩擦材料中主要的粘结剂材料。由于酚醛树脂与其他的各种耐热型的合成树脂相比价格较低，故从那时起，石棉－酚醛型摩擦材料被世界各国广泛使用至今。 20世纪60年代，人们逐渐认识到石棉对人体健康有一定的危险性。在开采或生产过程中，微细的石棉纤维易飞扬在空气中被人吸入肺部，长期间处于这种环境下的人们比较容易患上石棉肺一类的疾病。因此人们开始寻求能取代石棉的其它纤维材料来制造摩擦材料，即无石棉摩擦材料或非石棉摩擦材料。20世纪70年代，以钢纤维为主要代替材料的半金属材料在国外被首先采用。80年代－90年代初，半金属摩擦材料已占据了整个汽车用盘式片领域。20世纪90年代后期以来，NAO（少金属）摩擦材料在欧洲的出现是一个发展的趋势。无石棉，采用两种或两种以上纤维（以无机纤维为主，并有少量有机纤维）只含少量钢纤维、铁粉。NAO（少金属）型摩擦材料有助于克服半金属型摩擦材料固有的高比重、易生锈、易产生制动噪音、伤对偶（盘、鼓）及导热系数过大等缺陷。目前，NAO （少金属）型摩擦材料已得到广泛应用，取代半金属型摩擦材料。2004年开始，随汽车工业飞速发展，人们对制动性能要求越来越高，开始研发陶瓷型摩擦材料。陶瓷型摩擦材料主要以无机纤维和几种有机纤维混杂组成，无石棉，无金属。其特点为： 1. 无石棉符合环保要求； 2. 无金属和多孔性材料的使用可降低制品密度，有利于减少损伤制动盘（鼓）和产生制动噪音的粘度。 3. 摩擦材料不生锈，不腐蚀； 4. 磨耗低，粉尘少（轮毂）。 三、摩擦材料分类 在大多数情况下，摩擦材料都是同各种金属对偶起摩擦的。一般公认，在干摩擦条件下，同对偶摩擦系数大于0.2的材料，称为摩擦材料。 材料按其摩擦特性分为低摩擦系数材料和高摩擦系数材料。低摩擦系数材料又称减摩材料或润滑材料，其作用是减少机械运动中的动力损耗，降低机械部件磨损，延长使用寿命。高摩擦系数材料又称摩阻材料（称为摩擦材料）。
中国摩擦材料发展方向
中国摩擦材料发展方向 我国摩擦材料的未来发展方向,主要体现在三个大的领域方面，随着我国汽车产业的不断发展,做为汽车制动系统关键零部件之一的刹车片也得到了突飞猛进的发展。而今新能源时代到来之际,我国企业须认清国际摩擦材料行业的发展形势。以下是刹车片的三种重要材料：首先是纤维增强材料,纤维做为摩擦材料的骨架材料，不但对摩擦片的强度起着至关重要的作用，同时也对摩擦片的性能有着重要的影响。目前在欧美等发达国家和地区又开始对纤维的结构和理化性能提出了更为严格的要求,而木质纤维、无机晶须(硫酸钡晶须;碳酸钙晶须;钛酸钾晶须等)、矿物纤维、陶瓷纤维、碳纤维、各种有机合成纤维等给我们提供了大量的选择余地,但从成本等综合因素上来看晶体结构和水溶性纤维材料等将是我们未来摩擦材料中 的首选纤维。?刹车片的另一个重要材料是粘合剂。粘合剂是我们生产摩擦材料必不可少的材料，人们从最早利用纯酚醛树脂(固态和液态），到后来采用各种橡胶通过多种工艺对酚醛树脂进行改性,发展到今天使用多种无机物或有机物对树脂进行改性。目前已经不再是单纯的追求摩擦系数和磨损性能的稳定和提高,而是从摩擦片与刹车盘表面的相互作用去分析摩擦材料的工作原理。所以做为摩擦材料的粘合剂材料,不再仅限于树脂与橡胶,而是已经拓展到了利用金属粉末或金属硫化物在高温下所具有的特殊性能,来 减少树脂在摩擦材料中的使用比例,弥补树脂及橡胶在高温条件下的不足，改善高温时在刹车片与刹车盘之间形成的转移膜的结构与性能,进而提高摩擦片的摩擦性能以及其与刹车盘的磨损性能，从而达到提高制动的安全性能、舒适性能和环保性能。?因此,我们在采用高性能的树脂来提高摩擦材料性能的同时，应更多地关注和利用一些金属粉末或金属硫化物以改善摩擦过程中形成的转移膜的形状与结构，使静态摩擦系数与动态摩擦系数达到相对的平衡,确保刹车片与刹车盘具有良好的磨损性能的同时，达到提高摩擦材料的速度与压力敏感性、消除高温衰退、减少噪音、减少落灰的目的。最后就是摩擦性能调节剂:摩擦性能调节剂在改善摩擦材料综合性能过程中起着非常关键的作用,过去我们的摩擦材料技术工作者在材料品种 的选择上做了大量的研究，并且对其形状和结构也做了相应的探讨,但与世界先进的水平相比还有很大的差距，今后的研究工作不但要在选材上不断扩大应用范围，而且要对每种材料的粒度分布做出明确的规定, 并且对其理化性能提出详细的技术参数，同时在配方的研究过程中,对于同一种材料的应用，要根据其形状与粒度的进行多种型号的搭配使用，以确保其优点在摩擦材料中得到充分的发挥。 汽车刹车材料的发展趋势
制动盘铸造工艺设计..
1．结合所学知识，查找相应资料，对所给零件或铸件原铸造工艺进行分析（工艺图设计，参数选取，砂芯设计，冒口设计，模板设计等）谈谈你的体会，及对教材、课堂教学的建议。 2．查资料，完成所指定锻件的生产过程，锻件图设计、相应的计算过程、下料、加热、锻造及热处理工艺进行分析。 3．结合汽车零件生产。阐述埋弧焊原理、工艺特点、质量保证措施。 1.结合所学知识，查找相应资料，对所给零件或铸件原铸造工艺进行分析（工艺图设计，参数选取，砂芯设计，冒口设计，模板设计等）。
1.1 制动盘铸造要求及现状 一、生产技术状况：制动盘种类繁多，特点是壁薄，盘片及中心处由砂芯形成。不同种类制动盘，在盘径、盘片厚度及两片间隙尺寸上存在差异，盘毂的厚度和高度也各不相同。单层盘片的制动盘结构比较简单。铸件重量多为6-18kg。 二、技术要求：铸件外轮廓全部加工，精加工后不得有任何缩松、气孔、砂眼等铸造缺陷。金相组织为中等片状型，石墨型，组织均匀，断面敏感性小（特别是硬度差小）。 三、力学性能: σb ≥250MPa , HB180～240 , 相当于国际 HT250 牌号。 四、有些外商对铸件的化学成分也作要求，本设计不作详细介绍。 1.2 设计内容 用金属型覆砂技术克服上述局限性，解决当前所遇到的铸造问题，保证工艺出品率。即在金属型与铸件外形间覆薄砂层，形成砂型胶。优点是同时具备金属型和砂型铸造的特点，金属型与熔体不直接接触，冷却速度和金相组织易于控制，同时提高金属型寿命，铸件形状可较复杂。铸件可保证致密无气孔、缩孔、缩松等缺陷，工艺出口率高。 2.1 设计任务要求 名称:制动盘 材料：HT220 类型：成批生产 本铸件属于盘状薄壁件，盘面上的风道利于空气对流，达到散热的目的。如下图所示。采用金属型覆砂工艺，需考虑金属型材料及芯砂材料。 2.2金属型材料选择 根据以往金属型设计经验，选择常用的HT200作为金属型材料，参数如下：牌号：HT200 标准：GB 9439-88
铝基复合材料综述
铝基复合材料综述 XXXXXXXXXXX 摘要铝基复合材料凭借密度小、耐磨、热性能好等优点在航天航空等领域占有优势地位。文中综述了铝基复合材料的种类、铝基复合材料性能、各种铝基复合材料的制备和应用以及发展前景。 关键词铝基复合材料种类性能制备应用 Abstract Al-based alloys have advantages in the field of the aerospace by the advantages of small density , anti-function ,good thermal performance and so on. This article discussed the kinds ,performance ,approach , use and development prospect of Al-based alloys. Key words Al-based alloys kind performance approach use
1.引言 自20世纪80年代金属基复合材料大规模研究与开发以来，铝基复合材料在航空，航天，电子，汽车以及先进武器系统等领域得到迅速发展。铝基复合材料的制备工艺设计高温、增强材料的表面处理、复合成型等复杂工艺，而复合材料的性能、应用、成本等在很大程度上取决于其制造技术。因此，研究和开发心的制造技术，在提高铝基复合材料性能的同时降低成本，使其得到更广泛的应用，是铝基复合材料能否得到长远发展的关键所在。铝在制作复合材料上有许多特点,如质量轻、密度小、可塑性好,铝基复合技术容易掌握,易于加工等。此外,铝基复合材料比强度和比刚度高,高温性能好,更耐疲劳和更耐磨,阻尼性能好,热膨胀系数低。同其他复合材料一样,它能组合特定的力学和物理性能,以满足产品的需要。因此,铝基复合材料已成为金属基复合材料中最常用的、最重要的材料之一。2.铝基复合材料分类 按照增强体的不同,铝基复合材料可分为纤维增强铝基复合材料和颗粒增强铝基复合材料。纤维增强铝基复合材料具有比强度、比模量高,尺寸稳定性好等一系列优异性能,但价格昂贵,目前主要用于航天领域,作为航天飞机、人造卫星、空间站等的结构材料。颗粒增强铝基复合材料可用来制造卫星及航天用结构材料、飞机零部件、金属镜光学系统、汽车零部件;此外还可以用来制造微波电路插件、惯性导航系统的精密零件、涡轮增压推进器、电子封装器件等。 3.铝基复合材料的基本成分 铝及其合金都适于作金属基复合材料的基体，铝基复合材料的增强物可以是连续的纤维，也可以是短纤维，也可以是从球形到不规则形状的颗粒。目前铝基复合材料增强颗粒材料有SiC、AL2O3、BN等，金属间化合物如Ni-Al，Fe-Al和Ti-Al也被用工作增强颗粒。 4.铝基复合材料特点 在众多金属基复合材料中，铝基复合材料发展最快且成为当前该类材料发展和研究的主流，这是因为铝基复合材料具有密度低、基体合金选择范围广、热处理性好、制备工艺灵活等许多优点。另外，铝和铝合金与许多增强相都有良好的接触性能，如连续状硼、AL2O3\ 、
摩擦材料几大巨头的介绍及产品编码规律以及刹车片的组成部分
世界刹车片的知名公司介绍及号码规律。 菲罗多公司于1897年在英格兰成立，1897年，制造出世界第一个刹车片。1995年，世界原厂装车市场占有率近50%，产量世界第一。FERODO-菲罗多是世界摩擦材料标准协会FMSI的发起人和主席。菲罗多-FERODO现为美国辉门公司（FEDERAL-MOGUL）旗下品牌。菲罗多在全世界20多个国家设为20多间独立或或合资或以发放专利许可证方式合作生产的工厂。生产和销售的主要品牌有：FEROD… 天合汽车集团(TRW Automotive) 是全球领先的汽车安全系统供应商，集团总部设在美国密歇根州利沃尼亚市，在全球25多个国家和地区拥有63,000多名员工，2005年销售额达126亿美元。天合生产制动、转向、悬挂、乘员安全方面的高科技主、被动安全产品及系统并提供售后市场作业。… 做为日本顶级的刹车片制造厂家，阿基波罗的OEM客户包括：通用（General Motors），福特（Ford Motor Company），戴姆勒·克莱斯勒（DaimlerChrysler），本田H（Honda），丰田（Toyota），三菱（Mitsubishi），马自达（Mazda），日产（Nissan），斯巴鲁（Subaru），五十铃（Isuzu）。实力自然无需多言。号码规律… MK Kashiyama Corp.公司是日本著名的汽车制动系统配件生产厂商。MK品牌在日本国内维修市场上享有最高的市场占有率，其高度可靠的制动零件在日本及全球市场上供应并受到好评。产品编码规律：刹车片：D9024，D9051M，编码解读：第一位“Ｄ”表示DISC BRAKE，指盘式刹车片。第二位数字表示车型，例如第二位是数字“１”，表示… 1948年，汽车售后市场摩擦材料制造商成立了一个行业协会叫“世界摩擦材料标准协会”。为汽车售后市场建立一个标准化的编码系统。该系统涉及的产品包括汽车制动系统配件和离合器面片。在北美，所有在公路上使用的车辆，均使用FMSI编码标准。… WVA编号是一个适用于道路车辆以及工程机械的刹车片-离合器片-其他摩擦材料的一种编码标准。WVA编码系统由德国摩擦材料产业协会（VRI-Verband der Reibbelagindustrie）建立。该协会位于德国科隆，是欧洲摩擦材料制造商协会（FEMFM - Federation of European Manufacturers of Friction Materials）成员之一。… ATE公司创建于1906年，后合并于德国大陆集团。在其创建后近一个世纪的时间里，一直是汽车制动系统的领导者。ATE产品覆盖整个制动系统，包括：刹车总泵、刹车分泵、刹车盘、刹车片、刹车软管、增压器、制动钳、刹车油、轮速传感器、ABS和ESP系统等。… 西班牙耐磨士公司成立超过三十年，是当今汽车刹车零件的领先生产商。公司在欧美地区拥有超过10间工厂，并不断扩展着。1997年，该公司被LUCAS收购。1999年，因LUCAS公司被TRW集团整体收购，随后成为TRW集团底盘体系的一部分。在中国，2008年，耐磨士成为中国重汽盘式制动刹车片的独家供应商。… TEXTAR（泰克斯塔）为泰明顿旗下品牌之一。德国泰明顿(TMD)摩擦村料集团成立于1913年，是欧洲最大的OE供应商之一。生产的TEXTAR（泰克斯塔）制动片，完全按照汽车和制动片行业的规范和标准进行检测，与驾驶有关的20多种制动性能都在检测之列，仅测试项目超过50种。… PAGID公司于1948年建立于德国埃森市，它是欧洲最优秀最古老的摩擦材料制造商之一。1981年，PAGID 和Cosid, Frendo and Cobreq一起成为Rütgers Automotive团体的成员。如今，这个团体已经成为TMD （Textar, Mintex, Don）的一部分。… 优力（JURID）与奔德士（Bendix）一样，同属霍尼韦尔摩擦材料有限公司旗下品牌。优力刹车片在德国生产，主要配套奔驰，宝马，大众，奥迪。优力（JURID）刹车片号码规律：Ａ，乘用车：571488 J，
探究刹车片摩擦材料的研究现状与发展趋势
探究刹车片摩擦材料的研究现状与发展趋势 发表时间：2019-09-18T10:02:32.580Z 来源：《防护工程》2019年11期作者：赵盟盟 [导读] 新型陶瓷基摩擦材料是当前全新的一种材料，其材料的引用可以提升安全性与稳定性，满足当前的需求。 山东金麒麟股份有限公司山东乐陵 253600 摘要：现阶段的工业制造逐渐向轻量化、高质量、高安全以及高寿命方向发展，进而对当前的制动系统提出更高的要求，以保证其整体性能。新型陶瓷基摩擦材料是当前全新的一种材料，其材料的引用可以提升安全性与稳定性，满足当前的需求。 关键词：刹车片摩擦材料；现状；发展 1 引言 作为车辆和机械离合器总成及制动器中的关键性安全部件，高性能刹车片摩擦材料的研究广泛受到各科研机构和主机厂的关注。刹车片摩擦材料作为制动装置中的核心要素，利用摩擦材料的摩擦性能将转动的动能转化为热能及其他形式的能量，从而实现运动装置制动，其性能的优良直接影响着整机装备运行的安全性、可靠性、舒适性等. 2 刹车片摩擦材料的主要性能 一般对刹车片的基本要求主要有耐磨损、摩擦系数大、优良的隔热性能。按无石棉有机物刹车材料主要是作为石棉的替代晶而研制的，用于制动鼓或制动蹄。摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料。它主要包括制动器衬片（刹车片）和离合器面片（离合器片）。刹车片用于制动，离合器片用于传动。任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力，制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。 所以说摩擦材料是一种应用广泛又甚关键地材料。摩擦材料是一种高分子三元复合材料，是物理与化学复合体。它是由高分子粘结剂（树脂与橡胶）、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成，经一系列生产加工而制成的制品。摩擦材料的特点是具有良好的摩擦系数和耐磨损性能，同时具有一定的耐热性和机械强度，能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上。民用品如自行车、洗衣机等作为动力的传递或制动减速用不可缺少的材料。 3 刹车片摩擦材料发展过程 通过上文的分析发现，阿基波罗工业株式会社和美国辉门公司在专利数量和时期上具有代表性，对其各个时期的代表性专利进行分析，发现刹车片摩擦材料的发展可分为去石棉时期、无石棉发展时期和新材料时期。 3.1 去石棉时期 早在19世纪30年代，菲罗多就有专利提到了含铅或铅合金的摩擦片，还有一篇专利提到了含石棉的刹车片，这就是早期的石棉刹车片。早期的刹车片往往含有石棉，因为石棉能为摩擦材料提供较高机械强度及良好的耐热性、耐磨性等关键性能，甚至至今石棉在摩擦材料中的影响还没有被单一增强纤维所取代。自19世纪50年代，石棉被发现可能具有致癌性。之后19世纪70年代，石棉的致癌形成了一种共识，1989年，美国出台了法案规定禁止石棉材料的使用。 随后，各公司开始寻求对石棉的替代，大体分为两个发展方向，一种为用金属纤维等进行替代，后来演变为用途十分广泛的半金属刹车片，如菲罗多专利中出现了含金属纤维的刹车片，金属开始替代石棉；1982年阿基波罗公司一种定义为半金属的刹车片出现了，中提到了铝和氧化铝同酚醛树脂、金属粉末、橡胶、石墨和钢纤和高含碳量的铁粉热压得到这种摩擦材料。其中钢纤维和金属粉末（如：还原铁粉、铸铁粉等）主要替代石棉用作增强材料。提出一种包含碎玻璃纤维的摩擦材料具有良好的抗磨损和抗衰退性能，具体包含树脂，碎玻璃纤维（浸渍有１％的酚醛树脂）、有机粉末、填料、金属粉末、润滑剂和一些其他的纤维，并且分散了噪音的集中产生。这种刹车片即为早期的NAO型刹车片。此阶段汽车工业对于汽车速度提出了更高的要求，因此摩擦材料不仅关注对石棉纤维的替代，对于粘结剂的改性以提高分解温度也被重视。 3.2 无石棉发展时期 从20世纪80年代至2000年，刹车片摩擦材料的专利开始大量涌现，主要还是针对无石棉配方的改进。半金属配方刹车片具有较高的摩擦系数，优异的热传导性和耐磨性，但也有易生锈、易损伤刹车盘等缺点，另外在噪音和舒适性方面都不尽如人意，这也不满足汽车工业对汽车舒适性的要求。世界发达国家更加注重对噪音、振动、顿挫感（简称NVH）等舒适性能方面的研究。减少刹车片中金属含量，由半金属向低金属转变成为当时的主要研究方向。最显著的特点是发表了大量无石棉有机（简称NAO）刹车片，NAO主要特点为具有适宜的摩擦系数、低噪音、少落灰和较好的舒适性。 3.3 新材料时期 3.3.1 新型陶瓷基摩擦材料 21世纪初，面对世界范围内对于汽车环保和舒适性更高的要求，刹车片摩擦材料的发展对环保要求也越来越苛刻，日本、欧美地区的刹车片向着绿色，环保，经济的方向发展。此时由于芳纶与钛酸钾纤维具有良好的协同作用，在NAO型刹车片中已得到了十分广泛的应用。粉末状钛酸钾的工艺，并且和纤维状钛酸钾具有相似的摩擦性能和力学强度，可以对钛酸钾纤维进行替代。 3.3.2 新型陶瓷基摩擦材料 汽车制动器在进行制作过程中，其主要是利用当前的衬片功能进行发挥，其由当前的填料、增强纤维以及粘结剂组成，利用粘接剂自身的功能与优势，将相关的材料进行合理的融合，经过粘接、加热、固化等工序，促使其形成质量良好的摩擦材料，提升整体性能，满足当前的需求。例如，作者通过合理的实验，对当前的汽车刹车片新型陶瓷基材料的性能进行分析，通过不同的粘结剂的不同体积分数明确其最优效果，进而选择出摩擦材料的最高强度与韧性，提升其整体性能。以实际的案例为例，在某实验中，将当前的钛酸钾晶须作为增强纤维，充分发挥出其自身的摩擦性能，并利用不同的钛酸钾含量进行分析，不同的含量对其整体性能产生的影响。 填料也是当前重要的组成部分，其自身的性能优势在于对摩擦材料的磨损性能进行合理的调节，进而提升其实际的制动与传动要求，例如，当前较为常见的填料主要有碳酸钙、氧化铁、氧化铝等相关的材料，不同的材料其对于当前的性能影响也不同。氧化铝可以提升材
刹车盘的生产工艺
刹车盘的生产工艺 近年来，人们生活质量越来越好，越来越多的汽车走进平民家庭，拉动了人们对于汽车的消费，汽车的用量呈上升趋势。各种新型汽车的不断涌现和汽车行业的蓬勃发展又加快了相关机械行业的前进步伐，诸如和汽车相关的零部件：汽车刹车盘、制动鼓等。因为现在大部分车主都拿爱车十分小心呵护，有些还想要改装爱车以达到更快速启动和制动等的优越性能，所以就非常有必要了解以下自己爱车的刹车盘的制动效果。故此本文主要以刹车盘为例，详尽的叙述汽车刹车盘的生产加工工艺特点。 一、摘要 本文主要从刹车盘的定义、刹车盘的材质、刹车盘的作用、刹车盘的区域分布以及刹车盘的加工设备和加工工艺等方面来详细说明。 二、关键词 刹车盘灰铸铁加工工艺加工设备（含加工刀具）
三、刹车盘是什么？ 刹车盘即一个圆的盘子，随着车子的行进而转动。目前，刹车盘的种类有盘刹、鼓刹和气刹。盘刹由于散热性比鼓刹好，高速制动效果更好；不过，鼓刹在低速冷闸时效果要好于盘刹。盘刹的价格要比鼓刹高，目前，大部分普通轿车多采用前盘后鼓，对于相对低速，且需要制动力大的卡车、巴士，仍采用鼓刹，自然地，中高级轿车采用全盘刹。可见，刹车盘的种类不同也是影响汽车级别和性能的重要因素之一。 刹车盘图
四、刹车盘的作用有哪些？ 刹车盘首要身份是作为汽车零部件中的制动零件，刹车盘的制动力来源是制动卡钳，制动卡钳相对旋转的刹车盘是固定的，通过制动钳的内外两片夹住刹车盘产生的摩擦而产生制动力的，当人们踩刹车时就是制动卡钳夹住刹车盘起到减速或者停车的作用。 五、刹车盘的材质是什么？ 由于汽车刹车盘在汽车行驶中占据的重要作用和自身的表面精度和形位公差、以及各种理化性能的特殊要求，导致了刹车盘的材质必须满足刹车盘的使用性能要求。恰好属于珠光体类型的灰铸铁（HT250），不仅强度、耐磨性、耐热性均较好，铸造性能优异。更重要的是作为汽车制动紧急刹车的刹车盘的减振性良好。故而，刹车盘的材质大部分选用HT250。 六、刹车盘的全国分布区域 由于刹车盘的原料灰铸铁的铸造条件限制，在温度低的环境下，铁水急冷，脆性就很大。所以，汽车刹车盘的生产地域多分布在北方。诸如：山东烟台、河北廊坊、山西汾阳等地区。而山东烟台的刹车盘主要出口对象为美国、日本等发达国家，当然也有欧洲、加拿大、澳大利亚、韩国、东南亚、俄罗斯和南美等国家或地区。 七、刹车盘的加工工艺及加工设备 刹车盘的详细加工工序：粗车→(大外圆面、中孔、小圆端面、侧面及右侧刹车面、左侧刹车面及各内侧孔)→半精车（大外圆面、左侧刹车面及各内层孔、小外圆面、端面、中孔及右侧刹车面）→精车（槽及右侧刹车面、左刹车面及小圆端面、左侧底层圆面、内孔倒角）→钻孔→去毛刺→检验入库。 刹车盘加工余量及工序尺寸表 工序车削方式及尺寸加工余量 01 粗车大外圆面￠264 3.3mm 02 粗车中孔￠65 2.3mm 03 粗车小圆端面直到车平 2.5mm 粗车小圆面￠144 粗车右侧刹车面直到车 平
汽车制动摩擦材料的性能要求及影响因素分析
汽车制动摩擦材料的性能要求及影响因素分析 发表时间：2018-09-12T14:20:56.057Z 来源：《科技新时代》2018年7期作者：张国华 [导读] 本文围绕汽车制动摩擦材料的相关议题进行了探讨，分别论述了汽车制动摩擦材料摩擦磨损性能的影响因素。 杭州优纳摩擦材料有限公司浙江省杭州市 311404 摘要：本文围绕汽车制动摩擦材料的相关议题进行了探讨，分别论述了汽车制动摩擦材料摩擦磨损性能的影响因素，汽车制动摩擦材料热衰退性能的影响因素，以及启辰制动摩擦材料噪音及振动的影响因素，供相关人士参考。 关键词：摩擦材料、汽车、摩擦性能、热性能、影响因素 1引言 对于汽车生产来说，制动摩擦材料在汽车制动器、汽车离合器以及摩擦传动装置中起着关键的作用，在制动摩擦材料性能要求方面，不仅需要摩擦材料具备良好的摩擦磨损性能，同时在热衰退性能、振动性能以及减噪性能上也应有较良好的表现。在某种程度上制动摩擦材料性能的优劣将直接影响到汽车系统运行的安全性和可靠性。为此对汽车制动摩擦材料的性能进行分析和研究是十分重要且十分必要的。 2汽车制动摩擦材料摩擦磨损性能的影响因素 汽车制动摩擦材料的摩擦磨损性能主要与摩擦系数，摩擦稳定性以及磨损率有关，通常来说，摩擦材料需要在稳定适中的摩擦系数下尽可能拥有较低的材料磨损率。 （一）摩擦材料自身组分的影响 汽车制动摩擦材料是由多种材料所制成的复合型材料，因此在制作过程中各物料组分的不同会对摩擦材料的摩擦性能造成不同的影响。 磨料的影响。比如在摩擦材料中添加氧化铝、硫酸钡、锆英石、铬铁矿粉、硫化锑等金属填料，添加石墨等减磨材料，均可以使摩擦材料本身的摩擦性能得到改善和提升。根据添加物质性能的不同，也会对摩擦材料的性能产生不同的影响。比如添加氧化铝、锆英石、铬铁矿粉、硫化锑可以提高摩擦材料的高温摩擦系数；添加硫酸钡可以提高摩擦材料的热稳定性；添加石墨可以有效改善摩擦材料的热衰退性能，增加抗摩擦性能。 添加纤维的影响。在摩擦材料的制作过程中通过添加增强纤维可以提高材料的摩擦性能。在实际生产中，添加纤维有多种类型，如铜纤维、钢纤维等金属型纤维；玻璃纤维、陶瓷纤维等无机型纤维；芳纶纤维、纤维素纤维等有机型纤维等。金属型纤维在摩擦材料中起着骨架支撑的作用，但是由于金属的密度较大且对环境有一定的负面影响，因此在摩擦材料的制作中往往含量较低。有机型纤维在性能上具有较好的亲水性，同时在混合的过程中分散均匀度较好，因此可以提高摩擦材料的抗裂性能。此外由于该类型纤维对环境无污染，与其他物质的适应性好，因此应用较为普遍。无机型纤维在隔热性和减噪性方面表现良好，对环境无污染，但是在传热性上表现稍差，一般在应用时适当加入一些良好导热性的材料作为平衡。另外，无机纤维加入量过多容易导致摩擦材料的开裂，降低其摩损性能。 固体润滑剂的影响。固体润滑剂主要包括石墨、炭黑、氟化物等炭材料；硫、硒等硫族化合物；氮化硼；二硫化钼、硫化铅、硫化锌等金属硫化物。这些固体润滑剂有较低的莫氏硬度，可以在摩擦材料使用过程中发生有效的转移，以此来稳定摩擦材料的摩擦系数，减少摩擦噪音，提高摩擦材料的耐磨损性能。 （二）摩擦材料制作工艺的影响 不同的烧蚀或成型制作工艺也会对摩擦材料的摩擦性能造成影响。目前在摩擦材料的制作过程中多采用热压成型工艺。在热压成型过程中主要由加压、排气和固化三个基本环节。对于热压温度的控制需要参考模压树脂的差示扫描热量曲线中固化温度的变化情况。良好的热压成型工艺可以使树脂材料和其他物料结合程度得到改善，有效排出材料中的气体，控制摩擦材料成品中的含胶量，使摩擦材料成品拥有较好的密实度，提高摩擦材料的耐磨损性能。 3汽车制动摩擦材料热衰退性能的影响因素 摩擦材料的热衰退性能是影响摩擦材料使用寿命以及汽车运行安全与否的重要性能。通常情况下，高温会提高材料的热衰退性，若材料的热衰退十分严重，极容易导致汽车制动失效等故障，尤其是上下坡行驶过程中，摩擦材料的抗热衰退性对于行驶的安全十分必要。 （一）摩擦材料生产原料的影响 目前在摩擦材料的生产制造中，通常采用对树脂进行性能的优化，通过性能改良和优化来提高树脂的热分解温度，使摩擦材料能够在较高的温度条件下摩擦系数更加稳定，提高摩擦材料的抗热衰退性能。比如利用纳米金属材料对树脂进行导热性能的改良，纳米金属材料本身导热性能优异，与树脂原料结合后可以将摩擦表面产生的热量迅速地传递到材料内部，减少摩擦材料自身的温度差，减少树脂的热分解反应，提高摩擦材料的稳定性。另外，基于硫化锑在高温条件下容易生产硬度更高的氧化物，因此在原料中加入硫化锑不仅能够提高材料的耐磨损性，同时也起到了抗热衰退性的作用。 （二）摩擦材料制作工艺的影响 烧蚀技术涉及到摩擦材料的炭化，因此可以通过对烧蚀工艺优化来改善摩擦材料的抗热衰退性。为避免摩擦材料在高温过程中剧烈炭化，可以在烧蚀工艺前线对摩擦材料进行高温预处理，使材料在经过高温烧蚀过程中能够降低炭化的速率，提高摩擦材料的抗热衰退性。 4汽车制动摩擦材料噪音及振动的影响因素 随着汽车行业的不断发展，汽车制造技术也越来越贴合消费者的需求，从过去的功能性，美观性逐渐走向功能性、美观性、舒适性、环保性。对于汽车制动摩擦材料而言，越来越注重材料的降噪性能和抗振动性能。在降噪性能方面，可从摩擦材料的生产配方入手，通过降低原料中金属的含量来提高降噪性能。另外，由于摩擦材料中的孔隙率对降噪性能有着十分重要的影响，因此，可采用较高的显气孔率来