汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)摩擦片材料基本知識(shí)

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1、摩擦材料一、概論摩擦材料是一種應(yīng)用在動(dòng)力機(jī)械上，依靠摩擦作用來(lái)執(zhí)行制動(dòng)和傳動(dòng)功能的部件材料。它主要包括制動(dòng)器襯片（剎車(chē)片）和離合器面片（離合器片）。剎車(chē)片用于制動(dòng)，離合器片用于傳動(dòng)。任何機(jī)械設(shè)備與運(yùn)動(dòng)的各種車(chē)輛都必須要有制動(dòng)或傳動(dòng)裝置。摩擦材料是這種制動(dòng)或傳動(dòng)裝置上的關(guān)鍵性部件。它最主要的功能是通過(guò)摩擦來(lái)吸收或傳遞動(dòng)力。如離合器片傳遞動(dòng)力，制動(dòng)片吸收動(dòng)能。它們使機(jī)械設(shè)備與各種機(jī)動(dòng)車(chē)輛能夠安全可靠地工作。所以說(shuō)摩擦材料是一種應(yīng)用廣泛又甚關(guān)鍵地材料。摩擦材料是一種高分子三元復(fù)合材料，是物理與化學(xué)復(fù)合體。它是由高分子粘結(jié)劑（樹(shù)脂與橡膠）、增強(qiáng)纖維和摩擦性能調(diào)節(jié)劑三大類(lèi)組成及其它配合劑構(gòu)成，經(jīng)一系

2、列生產(chǎn)加工而制成的制品。摩擦材料的特點(diǎn)是具有良好的摩擦系數(shù)和耐磨損性能，同時(shí)具有一定的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度，能滿(mǎn)足車(chē)輛或機(jī)械的傳動(dòng)與制動(dòng)的性能要求。它們被廣泛應(yīng)用在汽車(chē)、火車(chē)、飛機(jī)、石油鉆機(jī)等各類(lèi)工程機(jī)械設(shè)備上。民用品如自行車(chē)、洗衣機(jī)等作為動(dòng)力的傳遞或制動(dòng)減速用不可缺少的材料。二、摩擦材料發(fā)展簡(jiǎn)史自世界上出現(xiàn)動(dòng)力機(jī)械和機(jī)動(dòng)車(chē)輛后，在其傳動(dòng)和制動(dòng)機(jī)構(gòu)中就使用摩擦片。初期的摩擦片系用棉花、棉布、皮革等作為基材，如：將棉花纖維或其織品浸漬橡膠漿液后，進(jìn)行加工成型制成剎車(chē)片或剎車(chē)帶。其缺點(diǎn)：耐熱性較差，當(dāng)摩擦面溫度超過(guò)120℃后，棉花和棉布會(huì)逐漸焦化甚至燃燒。隨著車(chē)輛速度和載重的增加，其制動(dòng)溫度也相應(yīng)

3、提高，這類(lèi)摩擦材料已經(jīng)不能滿(mǎn)足使用要求。人們開(kāi)始尋求耐熱性好的、新的摩擦材料類(lèi)型，石棉摩擦材料由此誕生。石棉是一種天然的礦物纖維，它具有較高的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度，還具有較長(zhǎng)的纖維長(zhǎng)度、很好的散熱性，柔軟性和浸漬性也很好，可以進(jìn)行紡織加工制成石棉布或石棉帶并浸漬粘結(jié)劑。石棉短纖維和其布、帶織品都可以作為摩擦材料的基材。更由于其具有較低的價(jià)格（性?xún)r(jià)比），所以很快就取代了棉花與棉布而成為摩擦材料中的主要基材料。1905年石棉剎車(chē)帶開(kāi)始被應(yīng)用，其制品的摩擦性能和使用壽命、耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度均有較大的提高。1918年開(kāi)始，人們用石棉短纖維與瀝青混合制成模壓剎車(chē)片。20世紀(jì)20年代初酚醛樹(shù)脂開(kāi)始工業(yè)化應(yīng)用

4、，由于其耐熱性明顯高于橡膠，所以很快就取代了橡膠，而成為摩擦材料中主要的粘結(jié)劑材料。由于酚醛樹(shù)脂與其他的各種耐熱型的合成樹(shù)脂相比價(jià)格較低，故從那時(shí)起，石棉－酚醛型摩擦材料被世界各國(guó)廣泛使用至今。20世紀(jì)60年代，人們逐漸認(rèn)識(shí)到石棉對(duì)人體健康有一定的危險(xiǎn)性。在開(kāi)采或生產(chǎn)過(guò)程中，微細(xì)的石棉纖維易飛揚(yáng)在空氣中被人吸入肺部，長(zhǎng)期間處于這種環(huán)境下的人們比較容易患上石棉肺一類(lèi)的疾病。因此人們開(kāi)始尋求能取代石棉的其它纖維材料來(lái)制造摩擦材料，即無(wú)石棉摩擦材料或非石棉摩擦材料。20世紀(jì)70年代，以鋼纖維為主要代替材料的半金屬材料在國(guó)外被首先采用。80年代－90年代初，半金屬摩擦材料已占據(jù)了整個(gè)汽車(chē)用盤(pán)式片領(lǐng)

5、域。20世紀(jì)90年代后期以來(lái)，NAO（少金屬）摩擦材料在歐洲的出現(xiàn)是一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)。無(wú)石棉，采用兩種或兩種以上纖維（以無(wú)機(jī)纖維為主，并有少量有機(jī)纖維）只含少量鋼纖維、鐵粉。NAO（少金屬）型摩擦材料有助于克服半金屬型摩擦材料固有的高比重、易生銹、易產(chǎn)生制動(dòng)噪音、傷對(duì)偶（盤(pán)、鼓）及導(dǎo)熱系數(shù)過(guò)大等缺陷。目前，NAO（少金屬）型摩擦材料已得到廣泛應(yīng)用，取代半金屬型摩擦材料。2004年開(kāi)始，隨汽車(chē)工業(yè)飛速發(fā)展，人們對(duì)制動(dòng)性能要求越來(lái)越高，開(kāi)始研發(fā)陶瓷型摩擦材料。陶瓷型摩擦材料主要以無(wú)機(jī)纖維和幾種有機(jī)纖維混雜組成，無(wú)石棉，無(wú)金屬。其特點(diǎn)為：1.無(wú)石棉符合環(huán)保要求；2.無(wú)金屬和多孔性材料的使用可降低制

6、品密度，有利于減少損傷制動(dòng)盤(pán)（鼓）和產(chǎn)生制動(dòng)噪音的粘度。3.摩擦材料不生銹，不腐蝕；4.磨耗低，粉塵少（輪轂）。三、摩擦材料分類(lèi)在大多數(shù)情況下，摩擦材料都是同各種金屬對(duì)偶起摩擦的。一般公認(rèn)，在干摩擦條件下，同對(duì)偶摩擦系數(shù)大于0.2的材料，稱(chēng)為摩擦材料。材料按其摩擦特性分為低摩擦系數(shù)材料和高摩擦系數(shù)材料。低摩擦系數(shù)材料又稱(chēng)減摩材料或潤(rùn)滑材料，其作用是減少機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力損耗，降低機(jī)械部件磨損，延長(zhǎng)使用壽命。高摩擦系數(shù)材料又稱(chēng)摩阻材料（稱(chēng)為摩擦材料）。1.按工作功能分可分為傳動(dòng)與制動(dòng)兩大類(lèi)摩擦材料。如傳動(dòng)作用的離合器片，系通過(guò)離合器總成中離合器摩擦面片的貼合與分離將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪

7、上，使車(chē)輛開(kāi)始行走。制動(dòng)作用的剎車(chē)片（分為盤(pán)式與鼓式剎車(chē)片），系通過(guò)車(chē)輛制動(dòng)機(jī)構(gòu)將剎車(chē)片緊貼在制動(dòng)盤(pán)（鼓）上，使行走中的車(chē)輛減速或停下來(lái)。2.按產(chǎn)品形狀分-4-可分為剎車(chē)片（盤(pán)式片、鼓式片）、剎車(chē)帶、閘瓦、離合器片、異性摩擦片。盤(pán)式片呈平面狀，鼓式片呈弧形。閘瓦（火車(chē)閘瓦、石油鉆機(jī)）為弧形產(chǎn)品，但比普通弧形剎車(chē)片要厚的多，25～30mm范圍。剎車(chē)帶常用于農(nóng)機(jī)和工程機(jī)械上，屬軟質(zhì)摩擦材料。離合器片一般為圓環(huán)形狀制品。異性摩