Les pastilles de fre són les peces de seguretat més crítiques del sistema de fre, que tenen un paper decisiu en la qualitat de l'efecte del fre, i una bona pastilla de fre és el protector de persones i vehicles (avions).
En primer lloc, l'origen de les pastilles de fre
El 1897, HerbertFrood va inventar les primeres pastilles de fre (utilitzant fil de cotó com a fibra de reforç) i les va utilitzar en carruatges de cavalls i primers cotxes, a partir dels quals es va fundar la mundialment famosa Ferodo Company. Llavors, el 1909, la companyia va inventar la primera pastilla de fre solidificada a base d'amiant del món; L'any 1968 es van inventar les primeres pastilles de fre semimetalliques del món i, des de llavors, els materials de fricció han començat a desenvolupar-se cap a l'exempció d'amiant. A casa i a l'estranger es va començar a estudiar una varietat de fibres de substitució de l'amiant, com ara fibra d'acer, fibra de vidre, fibra d'aramida, fibra de carboni i altres aplicacions en materials de fricció.
En segon lloc, la classificació de les pastilles de fre
Hi ha dues maneres principals de classificar els materials de frens. Un està dividit per l'ús de les institucions. Com ara materials de frens d'automòbil, materials de frens de tren i materials de frens d'aviació. El mètode de classificació és senzill i fàcil d'entendre. Un es divideix segons el tipus de material. Aquest mètode de classificació és més científic. Els materials de frens moderns inclouen principalment les tres categories següents: materials de frens a base de resina (materials de frens d'amiant, materials de frens sense amiant, materials de frens basats en paper), materials de frens de metal·lúrgia en pols, materials de frens compostos de carboni/carboni i materials de frens a base de ceràmica.
En tercer lloc, els materials de frens d'automòbil
1, el tipus de materials de fre d'automòbil segons el material de fabricació és diferent. Es pot dividir en xapa d'amiant, xapa semimetall o xapa metàl·lica baixa, làmina NAO (matèria orgànica lliure d'amiant), làmina de carboni i làmina de ceràmica.
1.1.Làmina d'amiant
Des del principi, l'amiant s'ha utilitzat com a material de reforç per a pastilles de fre, perquè la fibra d'amiant té una alta resistència i resistència a altes temperatures, de manera que pot complir els requisits de pastilles de fre i discs i juntes d'embragatge. Aquesta fibra té una gran capacitat de tracció, fins i tot pot coincidir amb l'acer d'alta qualitat i pot suportar altes temperatures de 316 ° C. A més, l'amiant és relativament barat. S'extreu del mineral d'amfíbol, que es troba en grans quantitats a molts països. Els materials de fricció d'amiant utilitzen principalment fibra d'amiant, és a dir, silicat de magnesi hidratat (3MgO·2SiO2·2H2O) com a fibra de reforç. S'afegeix un farciment per ajustar les propietats de fricció. S'obté un material compost de matriu orgànica pressionant l'adhesiu en un motlle de premsa en calent.
Abans de la dècada de 1970. Les làmines de fricció tipus amiant s'utilitzen àmpliament al món. I va dominar durant molt de temps. No obstant això, a causa del mal rendiment de transferència de calor de l'amiant. La calor de fricció no es pot dissipar ràpidament. Farà que la capa de desintegració tèrmica de la superfície de fricció s'espesseix. Augmenta el desgast del material. Mentrestant. L'aigua cristal·lina de la fibra d'amiant es precipita per sobre de 400 ℃. La propietat de fricció es redueix significativament i el desgast augmenta dràsticament quan arriba als 550 ℃ o més. L'aigua cristal·lina s'ha perdut en gran part. La millora està totalment perduda. Més important encara. Està demostrat mèdicament. L'amiant és una substància que causa greus danys als òrgans respiratoris humans. Juliol de 1989. L'Agència de Protecció del Medi Ambient (EPA) dels EUA va anunciar que prohibiria la importació, fabricació i processament de tots els productes d'amiant el 1997.
1.2, xapa semimetall
És un nou tipus de material de fricció desenvolupat a partir del material de fricció orgànic i el material de fricció tradicional de la metal·lúrgia de pols. Utilitza fibres metàl·liques en lloc de fibres d'amiant. És un material de fricció sense amiant desenvolupat per l'American Bendis Company a principis dels anys setanta.
Les pastilles de fre híbrides "semi-metall" (Semi-met) estan fetes principalment de llana d'acer rugosa com a fibra de reforç i una barreja important. Les pastilles de fre orgàniques d'amiant i sense amiant (NAO) es poden distingir fàcilment de l'aspecte (fibres i partícules fines) i també tenen certes propietats magnètiques.
Els materials de fricció semimetàl·lics tenen les següents característiques principals:
(l) Molt estable per sota del coeficient de fricció. No produeix degradació tèrmica. Bona estabilitat tèrmica;
(2) Bona resistència al desgast. La vida útil és de 3 a 5 vegades la dels materials de fricció d'amiant;
(3) Bon rendiment de fricció sota càrrega elevada i coeficient de fricció estable;
(4) Bona conductivitat tèrmica. El gradient de temperatura és petit. Especialment adequat per a productes de fre de disc més petits;
(5) Petit soroll de frenada.
Els Estats Units, Europa, Japó i altres països van començar a promoure l'ús de grans superfícies als anys seixanta. La resistència al desgast de la xapa semimetall és més d'un 25% superior a la de la làmina d'amiant. Actualment, ocupa una posició dominant al mercat de pastilles de fre a la Xina. I la majoria de cotxes americans. Sobretot cotxes i vehicles de passatgers i càrrega. El folre de fre semi-metall ha representat més del 80%.
Tanmateix, el producte també té els següents inconvenients:
(l) La fibra d'acer és fàcil d'oxidar, fàcil d'enganxar o danyar el parell després de l'oxidació, i la força del producte es redueix després de l'oxidació i el desgast augmenta;
(2) Alta conductivitat tèrmica, que és fàcil de fer que el sistema de fre produeixi resistència al gas a alta temperatura, donant lloc a la capa de fricció i al despreniment de la placa d'acer:
(3) L'alta duresa danyarà el material dual, donant lloc a sorolls de frenada i de baixa freqüència;
(4) Alta densitat.
Tot i que el "semimetàl·lic" no té deficiències petites, però a causa de la seva bona estabilitat de producció, baix preu, segueix sent el material preferit per a pastilles de fre d'automòbil.
1.3. Pel·lícula NAO
A principis de la dècada de 1980, hi havia una varietat de folres de fre sense amiant reforçades amb fibra híbrida al món, és a dir, la tercera generació de pastilles de fre tipus NAO sense matèria orgànica sense amiant. El seu propòsit és compensar els defectes dels materials de frens semimetàl·lics reforçats de fibra d'acer, les fibres utilitzades són fibra vegetal, fibra aramong, fibra de vidre, fibra ceràmica, fibra de carboni, fibra mineral, etc. A causa de l'aplicació de múltiples fibres, les fibres del revestiment del fre es complementen en rendiment, i és fàcil dissenyar la fórmula del revestiment del fre amb un rendiment integral excel·lent. El principal avantatge de la xapa NAO és mantenir un bon efecte de frenada a baixa o alta temperatura, reduir el desgast, reduir el soroll i allargar la vida útil del disc de fre, que representa la direcció de desenvolupament actual dels materials de fricció. El material de fricció utilitzat per totes les marques mundialment famoses de pastilles de fre Benz/Philodo és el material orgànic NAO sense amiant de tercera generació, que pot frenar lliurement a qualsevol temperatura, protegir la vida del conductor i maximitzar la vida útil del fre. disc.
1.4, làmina de carboni de carboni
El material de fricció compost de carboni carboni és un tipus de material amb una matriu de carboni reforçada amb fibra de carboni. Les seves propietats de fricció són excel·lents. Baixa densitat (només acer); Alt nivell de capacitat. Té una capacitat calorífica molt més gran que els materials de la pulvimetal·lúrgia i l'acer; Alta intensitat de calor; Sense deformació, fenomen d'adhesió. Temperatura de funcionament fins a 200 ℃; Bon rendiment de fricció i desgast. Llarga vida útil. El coeficient de fricció és estable i moderat durant la frenada. Les làmines compostes de carboni-carboni es van utilitzar per primera vegada en avions militars. Més tard va ser adoptat pels cotxes de carreres de Fórmula 1, que és l'única aplicació de materials de carboni de carboni a les pastilles de fre d'automòbil.
El material de fricció compost de carboni i carboni és un material especial amb estabilitat tèrmica, resistència al desgast, conductivitat elèctrica, força específica, elasticitat específica i moltes altres característiques. Tanmateix, els materials de fricció compostos de carboni-carboni també tenen els següents inconvenients: el coeficient de fricció és inestable. Està molt afectat per la humitat;
Poca resistència a l'oxidació (l'oxidació severa es produeix per sobre dels 50 ° C a l'aire). Alts requisits per al medi ambient (sec, net); És molt car. L'ús es limita a camps especials. Aquesta també és la principal raó per la qual la limitació dels materials de carboni és difícil de promocionar àmpliament.
1,5, peces de ceràmica
Com a nou producte en materials de fricció. Les pastilles de fre de ceràmica tenen els avantatges de no fer soroll, no caiguda de cendres, sense corrosió del cub de la roda, llarga vida útil, protecció del medi ambient, etc. Les pastilles de fre de ceràmica van ser desenvolupades originalment per empreses japoneses de pastilles de fre a la dècada de 1990. A poc a poc convertiu-vos en el nou estimat del mercat de pastilles de fre.
El representant típic dels materials de fricció basats en ceràmica són els compostos C/C-sic, és a dir, els compostos C/SiC de matriu de carbur de silici reforçat amb fibra de carboni. Investigadors de la Universitat de Stuttgart i de l'Institut Alemany de Recerca Aeroespacial han estudiat l'aplicació dels compostos C/C-sic en el camp de la fricció i han desenvolupat pastilles de fre C/C-SIC per al seu ús en cotxes Porsche. Oak Ridge National Laboratory amb Honeywell Advnanced Composites, HoneywellAireratf Lnading Systems i Honeywell Commercial Vehicle sistemes.
2, avantatges de la pastilla de fre composta de ceràmica de carboni:
1, en comparació amb les pastilles de fre de ferro colat tradicionals, el pes de les pastilles de fre de ceràmica de carboni es redueix en un 60% i la massa sense suspensió es redueix en gairebé 23 quilograms;
2, el coeficient de fricció del fre té un augment molt elevat, la velocitat de reacció del fre augmenta i l'atenuació del fre es redueix;
3, l'allargament de tracció dels materials ceràmics de carboni oscil·la entre el 0,1% i el 0,3%, que és un valor molt alt per als materials ceràmics;
4, el pedal del disc de ceràmica se sent extremadament còmode, pot produir immediatament la màxima força de frenada en l'etapa inicial de frenada, de manera que ni tan sols cal augmentar el sistema d'assistència a la frenada, i la frenada general és més ràpida i curta que el sistema de frenada tradicional. ;
5, per resistir la calor elevada, hi ha un aïllament tèrmic ceràmic entre el pistó del fre i el revestiment del fre;
6, el disc de fre de ceràmica té una durabilitat extraordinària, si l'ús normal és un reemplaçament lliure de per vida, i el disc de fre de ferro colat normal s'utilitza generalment durant uns quants anys per substituir-lo.
Hora de publicació: 08-set-2023