As pastillas de freo son as pezas de seguridade máis críticas do sistema de freos, que xogan un papel decisivo na calidade do efecto do freo, e unha boa pastilla de freo é o protector de persoas e vehículos (avións).
En primeiro lugar, a orixe das pastillas de freo
En 1897, HerbertFrood inventou as primeiras pastillas de freo (usando fío de algodón como fibra de reforzo) e utilizábaas en carruaxes tiradas por cabalos e nos primeiros coches, dos que se fundou a mundialmente famosa Ferodo Company. Entón, en 1909, a compañía inventou a primeira pastilla de freo a base de amianto solidificado do mundo; En 1968, inventáronse as primeiras pastillas de freo semimetálicas do mundo e, desde entón, os materiais de fricción comezaron a desenvolverse sen amianto. Na casa e no estranxeiro comezou a estudar unha variedade de fibras de substitución de amianto, como fibra de aceiro, fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de carbono e outras aplicacións en materiais de fricción.
En segundo lugar, a clasificación das pastillas de freo
Hai dúas formas principais de clasificar os materiais dos freos. Un está dividido polo uso das institucións. Como materiais de freos de automóbiles, materiais de freos de trens e materiais de freos de aviación. O método de clasificación é sinxelo e fácil de entender. Un divídese segundo o tipo de material. Este método de clasificación é máis científico. Os materiais de freo modernos inclúen principalmente as seguintes tres categorías: materiais de freo a base de resina (materiais de freo de amianto, materiais de freo sen amianto, materiais de freo a base de papel), materiais de freo de metalurxia en po, materiais de freo compostos de carbono/carbono e materiais de freo a base de cerámica.
En terceiro lugar, os materiais dos freos do automóbil
1, o tipo de materiais de freo do automóbil segundo o material de fabricación é diferente. Pódese dividir en láminas de amianto, láminas semimetálicas ou láminas metálicas baixas, láminas NAO (materia orgánica sen amianto), láminas de carbono carbono e láminas cerámicas.
1.1.Folla de amianto
Desde o principio, o amianto utilizouse como material de reforzo para as pastillas de freo, porque a fibra de amianto ten unha alta resistencia e resistencia á alta temperatura, polo que pode cumprir os requisitos das pastillas de freo e os discos de embrague e xuntas. Esta fibra ten unha forte capacidade de tracción, incluso pode combinar con aceiro de alta calidade e pode soportar altas temperaturas de 316 ° C. Ademais, o amianto é relativamente barato. Extrae do mineral de anfíboles, que se atopa en grandes cantidades en moitos países. Os materiais de fricción de amianto usan principalmente fibra de amianto, é dicir, silicato de magnesio hidratado (3MgO·2SiO2·2H2O) como fibra de reforzo. Engádese un recheo para axustar as propiedades de fricción. Un material composto de matriz orgánica obtense presionando o adhesivo nun molde de prensa en quente.
Antes da década de 1970. As follas de fricción tipo amianto son amplamente utilizadas no mundo. E dominado durante moito tempo. Non obstante, debido ao mal rendemento da transferencia de calor do amianto. A calor de fricción non se pode disipar rapidamente. Fará que a capa de descomposición térmica da superficie de fricción se espese. Aumenta o desgaste do material. Mentres tanto. A auga cristalina da fibra de amianto é precipitada por encima dos 400 ℃. A propiedade de fricción redúcese significativamente e o desgaste aumenta drasticamente cando chega a 550 ℃ ou máis. A auga cristalina perdeuse en gran parte. A mellora está completamente perdida. Máis importante aínda. Está médicamente comprobado. O amianto é unha substancia que causa graves danos nos órganos respiratorios humanos. Xullo de 1989. A Axencia de Protección Ambiental dos Estados Unidos (EPA) anunciou que prohibiría a importación, fabricación e procesamento de todos os produtos de amianto en 1997.
1.2, chapa semimetálica
É un novo tipo de material de fricción desenvolvido a base de material de fricción orgánico e material de fricción tradicional de metalurxia de po. Utiliza fibras metálicas en lugar de fibras de amianto. É un material de fricción sen amianto desenvolvido pola American Bendis Company a principios dos anos 70.
As pastillas de freo híbridas "semimetálicas" (Semi-met) están feitas principalmente de la de aceiro áspera como fibra de reforzo e unha mestura importante. As pastillas de freo orgánicas (NAO) de amianto e sen amianto pódense distinguir facilmente da súa aparencia (fibras finas e partículas), e tamén teñen certas propiedades magnéticas.
Os materiais de fricción semimetálicos teñen as seguintes características principais:
(l) Moi estable por debaixo do coeficiente de rozamento. Non produce descomposición térmica. Boa estabilidade térmica;
(2) Boa resistencia ao desgaste. A vida útil é de 3-5 veces a dos materiais de fricción do amianto;
(3) Bo rendemento de fricción baixo carga elevada e coeficiente de fricción estable;
(4) Boa condutividade térmica. O gradiente de temperatura é pequeno. Especialmente axeitado para produtos de freo de disco máis pequenos;
(5) Pequeno ruído de freada.
Estados Unidos, Europa, Xapón e outros países comezaron a promover o uso de grandes superficies nos anos 60. A resistencia ao desgaste da chapa semimetálica é máis dun 25% superior á da chapa de amianto. Actualmente, ocupa unha posición dominante no mercado de pastillas de freo en China. E a maioría dos coches americanos. Especialmente coches e vehículos de pasaxeiros e de carga. O forro de freo semimetálico representou máis do 80%.
Non obstante, o produto tamén ten as seguintes deficiencias:
(l) A fibra de aceiro é fácil de oxidar, fácil de pegar ou danar o par despois da ferruxe, e a resistencia do produto redúcese despois da ferruxe e aumenta o desgaste;
(2) Alta condutividade térmica, que é fácil de facer que o sistema de freos produza resistencia ao gas a altas temperaturas, o que provoca que a capa de fricción e o desprendemento da placa de aceiro:
(3) A alta dureza danará o material dual, o que provocará vibracións e ruídos de freada de baixa frecuencia;
(4) Alta densidade.
Aínda que o "semi-metal" non ten pequenas deficiencias, pero debido á súa boa estabilidade de produción, baixo prezo, aínda é o material preferido para as pastillas de freo de automóbiles.
1.3. Película NAO
A principios dos anos 80 existían no mundo unha variedade de forros de freo sen amianto reforzados con fibra híbrida, é dicir, a terceira xeración de pastillas de freo tipo NAO sen materia orgánica sen amianto. A súa finalidade é compensar os defectos dos materiais de freo semimetálico reforzado con fibra de aceiro, as fibras utilizadas son fibra vexetal, fibra aramon, fibra de vidro, fibra cerámica, fibra de carbono, fibra mineral, etc. Debido á aplicación de varias fibras, as fibras do forro do freo complétanse entre si no rendemento, e é fácil deseñar a fórmula do forro do freo cun excelente rendemento completo. A principal vantaxe da folla NAO é manter un bo efecto de freada a baixa ou alta temperatura, reducir o desgaste, reducir o ruído e prolongar a vida útil do disco de freo, representando a dirección de desenvolvemento actual dos materiais de fricción. O material de fricción utilizado por todas as marcas mundialmente coñecidas de pastillas de freo Benz/Philodo é o material orgánico NAO libre de amianto de terceira xeración, que pode frear libremente a calquera temperatura, protexer a vida do condutor e maximizar a vida útil do freo. disco.
1.4, folla de carbono
O material de fricción composto de carbono e carbono é un tipo de material cunha matriz de carbono reforzada con fibra de carbono. As súas propiedades de fricción son excelentes. Baixa densidade (só aceiro); Nivel alto de capacidade. Ten unha capacidade calorífica moito maior que os materiais de pulvimetalurxia e o aceiro; Alta intensidade de calor; Sen deformación, fenómeno de adhesión. Temperatura de funcionamento ata 200 ℃; Bo rendemento de fricción e desgaste. Longa vida útil. O coeficiente de rozamento é estable e moderado durante a freada. As láminas compostas de carbono-carbono utilizáronse por primeira vez en avións militares. Máis tarde foi adoptado polos coches de carreiras de Fórmula 1, que é a única aplicación de materiais de carbono e carbono nas pastillas de freo dos automóbiles.
O material de fricción composto de carbono e carbono é un material especial con estabilidade térmica, resistencia ao desgaste, condutividade eléctrica, resistencia específica, elasticidade específica e moitas outras características. Non obstante, os materiais de rozamento compostos de carbono-carbono tamén teñen as seguintes deficiencias: o coeficiente de rozamento é inestable. Está moi afectado pola humidade;
Escasa resistencia á oxidación (a oxidación severa prodúcese por encima dos 50 ° C no aire). Altos requisitos para o medio ambiente (seco, limpo); É moi caro. O uso está limitado a campos especiais. Esta é tamén a principal razón pola que a limitación dos materiais de carbono carbono é difícil de promover amplamente.
1.5, pezas cerámicas
Como novo produto en materiais de fricción. As pastillas de freo de cerámica teñen as vantaxes de non producir ruído, non caer cinzas, non corroer o cubo da roda, longa vida útil, protección ambiental, etc. As pastillas de freo de cerámica foron desenvolvidas orixinalmente por empresas xaponesas de pastillas de freo na década de 1990. Convértete aos poucos no novo querido do mercado das pastillas de freo.
O representante típico dos materiais de fricción a base de cerámica son os compostos C/C-sic, é dicir, os compostos C/SiC de matriz de carburo de silicio reforzado con fibra de carbono. Investigadores da Universidade de Stuttgart e do Instituto Alemán de Investigación Aeroespacial estudaron a aplicación dos compostos C/C-sic no campo da fricción e desenvolveron pastillas de freo C/C-SIC para o seu uso en coches Porsche. Oak Ridge National Laboratory con Honeywell Advnanced Composites, HoneywellAireratf Lnading Systems e Honeywell Commercial Vehicle Systems A compañía está a traballar xuntos para desenvolver pastillas de freo compostos C/SiC de baixo custo para substituír as pastillas de freo de ferro fundido e aceiro fundido utilizadas en vehículos pesados.
2, vantaxes da pastilla de freo de cerámica de carbono:
1, en comparación coas pastillas de freo de fundición gris tradicionais, o peso das pastillas de freo de cerámica de carbono redúcese nun 60% e a masa sen suspensión redúcese en case 23 quilogramos;
2, o coeficiente de fricción do freo ten un aumento moi alto, a velocidade de reacción do freo aumenta e a atenuación do freo redúcese;
3, o alongamento de tracción dos materiais cerámicos de carbono varía de 0,1% a 0,3%, o que é un valor moi alto para os materiais cerámicos;
4, o pedal de disco de cerámica séntese extremadamente cómodo, pode producir inmediatamente a máxima forza de freada na fase inicial de freada, polo que nin sequera hai que aumentar o sistema de asistencia ao freo e a freada xeral é máis rápida e curta que o sistema de freado tradicional. ;
5, para resistir a alta calor, hai un illamento térmico cerámico entre o pistón do freo e o forro do freo;
6, o disco de freo de cerámica ten unha durabilidade extraordinaria, se o uso normal é a substitución gratuíta de por vida, e o disco de freo de ferro fundido común úsase xeralmente durante uns anos para substituír.
Hora de publicación: 08-09-2023