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剎車摩擦材料的演變發展

一、摩擦材料的演變發展

鼓式制動器、摩托車剎車圈、Drum brake、輪轂剎車圈專業生產廠家無錫九環2023年6月17日訊 摩擦材料經歷了100多年的歷史演變。1897年英國人Aerbertfrood發明了制動片，用于馬車和早期的汽車，并建立了世界上第一個生產摩擦材料的Ferodo公司；隨后在1909年該公司發明了世界上第一個固化石綿基剎車片，1968年發明了世界上第一個半金屬基剎車片。

鼓式制動器是最早形式的汽車制動器，在盤式制動器出現以前，廣泛用于各類汽車。20世紀50年代早期，美國的Bendix公司用于汽車的盤式制動器獲得了專利，盤式制動器開始大量使用。1942年我國石禮耕先生研制的離合器片標志著中國摩擦材料的誕生。

在1999 年法蘭克福國際汽車交易會（IAA）上，碳陶剎車盤首次被揭開了神秘的面紗。高科技材料的使用徹底顛覆了傳統的剎車盤技術：與傳統的灰鑄鐵剎車盤相比，碳陶剎車盤的重量減輕了大約50%，非懸掛質量減輕了近20 千克。碳陶剎車盤更顯著的優點還有：剎車反應速度提高且制動衰減降低、熱穩定性高、無熱振動、踏板感覺極為舒適、操控性能提升、抗磨損性高等等。

因此，碳陶剎車盤的使用壽命更長，而且幾乎不會產生灰塵。最初，保時捷公司于2001 年將碳陶剎車盤作為配套設備裝配在911 GT2 型跑車上。此后，其他知名品牌汽車也陸續開始通過采用這一創新型剎車技術來提高車輛安全性并改善踏板舒適度。其中包括汽車制造商生產的奧迪、賓利、布加迪和蘭博基尼等跑車與豪華汽車。

二、剎車系統介紹

由剎車系統功能分類：制動系統分為兩套獨立的制動裝置即：行車制動裝置（腳制動）、駐車制動裝置（手制動）

三、剎車片性能要求

剎車片的性能指標很多，同一個剎車片在不同溫度、不同車速、不同制動壓力等情況下的性能有很大不同，主要的性能有以下幾點：

1、制動性能

是指在正常制動狀態（也就是制動溫度比較低的情況）下，剎車片的制動能力（摩擦系數）。剎車片的摩擦系數不是越高越好，而是要在綜合性能方面取得平衡，以符合整車的設計要求。

2、衰退性能

在山路下坡之類的路況下，制動器連續制動，溫度迅速上升，剎車盤可能會達到四、五百甚至七百℃以上的高溫。剎車片的制動能力會變差，制動距離增加。這種現象叫“衰退”，我們當然希望衰退率越小越好。優質剎車片的衰退率很小，有些甚至不衰退；而某些偽劣產品衰退嚴重，高溫時幾乎喪失制動能力。

3、恢復性能

經過高溫衰退的剎車片，當溫度下降時，是否能盡快恢復原有的制動性能？這也是衡量剎車片好壞的重要指標。

4、磨耗

是指剎車片使用時的磨損情況里。剎車效果情況取決于摩擦材料的*****和工藝，比如碳纖維剎車片可以用上幾十萬公里無需更換。除了剎車片本身的磨損，還要考慮剎車盤的磨損。在制動過程中，優質的剎車片會在剎車盤摩擦表面生成一層保護膜，減少剎車盤的磨損，而劣質剎車片含有大量硬點和雜質，會在剎車盤表面拉出許多溝槽，加速剎車片和剎車盤的磨損。

5、噪音

在崇尚環保的今天，這也是一項重要指標。其實引起制動噪音的因素很多，剎車片只是其中之一。一般認為，剎車片硬度太高的話，就容易產生噪音。

6、其它

還有剪切強度、硬度、壓縮率、熱膨脹、吸水率、粘附性等等性能指標。

四、摩擦材料的發展趨勢

石棉摩擦材料

1、盤/鼓(F/R)轎車/輕卡/卡車/2、歐洲北美等已禁用

2、中國AM市場在使用（50%）

半金屬摩擦材料

1、盤/(F)轎車/ 輕卡/皮卡/火車/商用車/運動型車輛

2、使用中存在一些問題，改進型材料在一些范圍內使用。經濟性，合適的性價比。

3、盤片高的壽命，抗熱性，耐久性

4、重負荷車輛和苛刻條件。

少金屬摩擦材料

盤/盤/鼓(F/R/R)轎車/輕卡/商用車

1、發展中的材料,廣泛的運用。

2、高的性價比.優良的性能，卓越的解決抗衰退和高速性能的運用。

3、舒適的腳踏感。

有機摩擦材料（NAO）

陶瓷摩擦材料盤/盤/鼓(F/R/R)轎車/輕卡/卡車/商用車

1、發展中的材料,廣泛的使用,

2、少的積塵，盤/片長的壽命，優化的性能,特別適用于解決NVH 噪音方案。

粉末冶金摩擦材料

疊盤/盤(F/R)賽車/飛機/火車/坦克/軍車/船舶/工程機械

1、制動和傳動的高速高溫的穩定性，速度大于250km/h,溫度高于600℃的條件和高的壽命；

2、銅基粉末冶金及陶瓷已替代鐵基。運用在高性能制動器。

3、中國引進銅基粉末冶金運用在時速250km/h以上高速列車上，已廣泛使用。

C-C 摩擦材料

疊盤/盤(F/R)賽車/飛機

1、高模量和強度，卓越的熱傳導和比熱，高的孔隙率。

2、高速高溫的穩定性，低溫在800 ℃，高溫在1000 ℃以上的摩擦穩定性。

陶瓷摩擦材料/金屬陶瓷摩擦材料

C-陶瓷摩擦材料盤/盤(F/R)賽/重型車輛/飛機/坦克

1、高速高溫苛刻條件下的摩擦穩定性，使用溫度800-1000 ℃以上

2、特定的摩擦和吸收高的熱能

3、高的氣孔率

4、新一代材料已運用在高性能制動器，歐美主要運用在航天軍事，如大重型運輸機，新型戰斗機等。

5、C-陶材料將優于C-C材料的未來發展。

五、剎車材料分類

剎車材料是一類結構--功能復合材料

復合材料是按基體連續相進行分類

材料的特征性能主要由基體材料決定

金屬基剎車材料—基體連續相為金屬

樹脂基剎車材料—基體連續相為樹脂

陶瓷剎車材料—基體連續相為陶瓷

炭/炭剎車材料—基體連續相為沉積炭

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