Le pastiglie dei freni sono le parti di sicurezza più critiche nel sistema dei freni, che svolgono un ruolo decisivo nella qualità dell'effetto del freno e una buona pastiglia per freni è il protettore di persone e veicoli (aeromobili).
Innanzitutto, l'origine delle pastiglie dei freni
Nel 1897, Herbertfrood inventò le prime pastiglie dei freni (usando il filo di cotone come fibra di rinforzo) e le usò in carrozze trainate da cavalli e prime auto, da cui fu fondata la famosa compagnia di Ferodo. Poi, nel 1909, la società inventò la prima pastiera del mondo con sede ad amianto al mondo; Nel 1968 furono inventate le prime pastiglie dei freni a base semi-metal al mondo e da allora i materiali di attrito si sono iniziati a svilupparsi verso l'amianto senza amianto. In patria e all'estero hanno iniziato a studiare una varietà di fibre di sostituzione dell'amianto come fibra di acciaio, fibra di vetro, fibra di aramide, fibra di carbonio e altre applicazioni nei materiali di attrito.
In secondo luogo, la classificazione delle pastiglie dei freni
Esistono due modi principali per classificare i materiali dei freni. Uno è diviso per l'uso delle istituzioni. Come materiali per freni automobilistici, materiali per freni in treni e materiali per freni aeronautici. Il metodo di classificazione è semplice e facile da capire. Uno è diviso in base al tipo di materiale. Questo metodo di classificazione è più scientifico. I moderni materiali del freno includono principalmente le seguenti tre categorie: materiali del freno a base di resina (materiali per freni di amianto, materiali per freni non asbesti, materiali per freni a base di carta), materiali freni in metallurgia a polvere, materiali freni compositi in carbonio/carbonio e materiali per freni a base di ceramica.
Terzo, materiali per freni automobilistici
1, il tipo di materiale freno automobilistico in base al materiale di produzione è diverso. Può essere diviso in foglio di amianto, lenzuola semi-metallo o bassa tela in metallo, foglio NAO (materia organica libera da amianto), foglio di carbonio e foglio ceramico.
1.1. foglio di asbesto
Fin dall'inizio, l'amianto è stato utilizzato come materiale di rinforzo per le pastiglie dei freni, poiché la fibra di amianto ha una resistenza ad alta resistenza e ad alta temperatura, in modo che possa soddisfare i requisiti di pastiglie dei freni e dischi e guarnizioni della frizione. Questa fibra ha una forte capacità di trazione, può persino abbinare l'acciaio di alto grado e può resistere a temperature elevate di 316 ° C., per di più, l'amianto è relativamente economico. Viene estratto dal minerale di anfibolo, che si trova in grandi quantità in molti paesi. I materiali di attrito dell'amianto usano principalmente la fibra di amianto, vale a dire il silicato di magnesio idratato (3MGO · 2SIO2 · 2H2O) come fibra di rinforzo. Viene aggiunto un riempimento per la regolazione delle proprietà di attrito. Un materiale composito a matrice organica si ottiene premendo l'adesivo in uno stampo a caldo.
Prima degli anni '70. I fogli di attrito di tipo amianto sono ampiamente utilizzati nel mondo. E dominato per molto tempo. Tuttavia, a causa delle scarse prestazioni di trasferimento di calore dell'amianto. Il calore dell'attrito non può essere dissipato rapidamente. Farrà ispedire lo strato di decadimento termico della superficie dell'attrito. Aumenta l'usura del materiale. Intanto. L'acqua di cristallo della fibra di amianto è precipitata sopra 400 ℃. La proprietà di attrito è significativamente ridotta e l'usura è notevolmente aumentata quando raggiunge 550 ℃ o più. L'acqua di cristallo è stata in gran parte persa. Il miglioramento è completamente perso. Ancora più importante. È dimostrato dal punto di vista medico. L'amianto è una sostanza che ha gravi danni agli organi respiratori umani. Luglio 1989. La US Environmental Protection Agency (EPA) ha annunciato che avrebbe vietato l'importazione, la produzione e l'elaborazione di tutti i prodotti di amianto entro il 1997.
1.2, foglio semi-metal
È un nuovo tipo di materiale di attrito sviluppato sulla base del materiale di attrito organico e del tradizionale materiale di attrito della metallurgia in polvere. Usa fibre metalliche anziché fibre di amianto. È un materiale di attrito non asbesto sviluppato dall'American Bendis Company nei primi anni '70.
Le pastiglie ibride "semi-metal" (semi-met) sono realizzate principalmente in lana di acciaio ruvido come fibra di rinforzo e una miscela importante. Le pastiglie dei freni organiche di amianto e non asbesto (NAO) possono essere facilmente distinti dall'aspetto (fibre fine e particelle) e hanno anche alcune proprietà magnetiche.
I materiali di attrito semi-metallici hanno le seguenti caratteristiche principali:
(L) Molto stabile al di sotto del coefficiente di attrito. Non produce decadimento termico. Buona stabilità termica;
(2) Buona resistenza all'usura. La durata di servizio è 3-5 volte quella dei materiali di attrito dell'amianto;
(3) buone prestazioni di attrito a carico elevato e coefficiente di attrito stabile;
(4) Buona conducibilità termica. Il gradiente di temperatura è piccolo. Particolarmente adatto a prodotti freno a disco più piccoli;
(5) Piccolo rumore di frenata.
Gli Stati Uniti, l'Europa, il Giappone e altri paesi hanno iniziato a promuovere l'uso di grandi aree degli anni '60. La resistenza all'usura del foglio semi-metallo è superiore al 25% superiore a quella del foglio di amianto. Allo stato attuale, occupa una posizione dominante nel mercato del freno in Cina. E la maggior parte delle auto americane. Soprattutto auto e veicoli passeggeri e cargo. Il rivestimento del freno semi-metal ha rappresentato oltre l'80%.
Tuttavia, il prodotto ha anche le seguenti carenze:
(l) La fibra di acciaio è facile da ruggine, facile da attaccare o danneggiare la coppia dopo la ruggine e la resistenza del prodotto è ridotta dopo la ruggine e l'usura è aumentata;
(2) alta conducibilità termica, che è facile causare la produzione del sistema del freno ad alta temperatura, con conseguente strato di attrito e distacco di piastre d'acciaio:
(3) l'elevata durezza danneggerà il doppio materiale, con conseguente rumore di frenata delle chiacchiere e a bassa frequenza;
(4) alta densità.
Sebbene "semi-metal" non abbia carenze, ma per la sua buona stabilità di produzione, basso prezzo, è ancora il materiale preferito per le pastiglie dei freni automobilistici.
1.3. Film NAO
All'inizio degli anni '80, c'erano una varietà di rivestimenti freno senza amianto a fibra ibrida nel mondo, ovvero la terza generazione di freni di tipo biologico biologico senza amianto. Il suo scopo è quello di compensare i difetti dei materiali del freno semi-metallici a fibra di fibra in acciaio, le fibre utilizzate sono fibre vegetali, fibra aramong, fibra di vetro, fibra ceramica, fibra di carbonio, fibra minerale e così via. A causa dell'applicazione di più fibre, le fibre nel rivestimento dei freni si completano a vicenda nelle prestazioni ed è facile progettare la formula del rivestimento dei freni con eccellenti prestazioni complete. Il vantaggio principale del foglio NAO è mantenere un buon effetto di frenata a bassa o alta temperatura, ridurre l'usura, ridurre il rumore ed estendere la durata del disco del freno, che rappresenta l'attuale direzione di sviluppo dei materiali di attrito. Il materiale di attrito utilizzato da tutti i marchi famosi in tutto il mondo di pastiglie dei freni Benz/Philodo è il materiale organico privo di amianto di terza generazione, che può frenare liberamente a qualsiasi temperatura, proteggere la vita del conducente e massimizzare la vita del disco del freno.
1.4, foglio di carbonio in carbonio
Il materiale di attrito composito di carbonio è una sorta di materiale con matrice di carbonio rinforzata in fibra di carbonio. Le sue proprietà di attrito sono eccellenti. Bassa densità (solo acciaio); Livello di capacità elevata. Ha una capacità termica molto più elevata rispetto ai materiali in metallurgia in polvere e in acciaio; Alta intensità di calore; Nessuna deformazione, fenomeno di adesione. Temperatura operativa fino a 200 ℃; Buona attrito e indossare prestazioni. Durata di lunga durata. Il coefficiente di attrito è stabile e moderato durante la frenata. I fogli compositi di carbonio carbonio sono stati utilizzati per la prima volta in aerei militari. In seguito è stato adottato dalle auto da corsa di Formula 1, che è l'unica applicazione di materiali di carbonio in carbonio nelle pastiglie dei freni automobilistici.
Il materiale di attrito composito di carbonio è un materiale speciale con stabilità termica, resistenza all'usura, conduttività elettrica, resistenza specifica, elasticità specifica e molte altre caratteristiche. Tuttavia, i materiali di attrito composito di carbonio carbonio hanno anche le seguenti carenze: il coefficiente di attrito è instabile. È molto influenzato dall'umidità;
Una scarsa resistenza all'ossidazione (grave ossidazione si verifica sopra i 50 ° C nell'aria). Elevati requisiti per l'ambiente (asciutto, pulito); È molto costoso. L'uso è limitato a campi speciali. Questo è anche il motivo principale per cui limitare i materiali in carbonio in carbonio è difficile da promuovere.
1.5, pezzi in ceramica
Come nuovo prodotto nei materiali di attrito. Le pastiglie dei freni in ceramica hanno i vantaggi di nessun rumore, nessuna cenere che cade, nessuna corrosione del mozzo delle ruote, una lunga durata, protezione ambientale e così via. Le pastiglie dei freni in ceramica sono state originariamente sviluppate da compagnie di freni giapponesi negli anni '90. Diventa gradualmente il nuovo adorabile del mercato della pastiglia.
Il tipico rappresentante dei materiali di attrito a base di ceramica sono i compositi C/ C-SIC, ovvero compositi C/ SIC in carburo di silicio rinforzato in fibra di carbonio. I ricercatori dell'Università di Stoccarda e dell'Istituto di ricerca aerospaziale tedesco hanno studiato l'applicazione di compositi C/ C-SIC nel campo dell'attrito e hanno sviluppato cuscinetti per freni C/ C/ C/ C/ C/ C/ C-SIC per l'uso nelle auto Porsche. Oak Ridge National Laboratory con Honeywell Advanced Composites, Honeywellaireratf Lnading Systems e Honeywell CommercialVehicle Systems La società sta lavorando insieme per sviluppare pastiglie per freni composite C/SIC a basso costo per sostituire le pastiglie dei freni in ghisa e gettati in acciaio utilizzati nei veicoli pesanti.
2, Vantaggi del freno composito in ceramica in carbonio:
1, rispetto alle tradizionali pastiglie dei freni in ghisa grigia, il peso delle pastiglie dei freni in ceramica in carbonio è ridotto di circa il 60%e la massa non sospensione è ridotta di quasi 23 chilogrammi;
2, il coefficiente di attrito del freno ha un aumento molto elevato, la velocità di reazione del freno è aumentata e l'attenuazione del freno è ridotta;
3, l'allungamento della trazione dei materiali ceramici in carbonio varia dallo 0,1% allo 0,3%, che è un valore molto elevato per i materiali ceramici;
4, il pedale del disco ceramico sembra estremamente a suo agio, può immediatamente produrre la forza di frenata massima nella fase iniziale della frenata, quindi non è necessario aumentare il sistema di assistenza al freno e la frenata complessiva è più veloce e più breve del tradizionale sistema di frenatura;
5, per resistere al calore elevato, esiste un isolamento di calore in ceramica tra il pistone del freno e la fodera del freno;
6, il disco del freno in ceramica ha una durata straordinaria, se l'uso normale è la sostituzione senza vita e il normale disco del freno in ghisa viene generalmente utilizzato per alcuni anni per sostituire.
Tempo post: settembre-08-2023