Bremseklodser på biler og entreprenørmaskiner er en slags friktionsmateriale. Hovedfunktionen er at absorbere kinetisk energi gennem friktion med metallet for at få køretøjet til at arbejde sikkert og pålideligt. Det skal have god friktionsevne og slidstyrke, og samtidig have god mekanisk styrke og varmebestandighed. Ifølge sammensætningen af bremseklodsmaterialet er det opdelt i asbest (asbest) bremseklodser, semi-metal bremseklodser, NAO (ikke-asbest organisk friktionsmateriale) bremseklodser og keramiske-baserede bremseklodser. Produktion og brug af asbest bremseklodser er nu forbudt; støvet og metalpulveret, der slipper ud i luften efter friktionen af halv-metalbremseklodserne, er skadelige for den menneskelige krop og miljøet; NAO bremseklodser har ikke god varmebestandighed og friktionskoefficientstabilitet ved høje temperaturer; Keramisk -baserede bremseklodser har stabil friktionskoefficient, god termisk stabilitet og god slidstyrke, indeholder ikke metalkomponenter og har en levetid mere end dobbelt så lang som andre bremseklodser. De har overordnet ydeevne og er rene og miljøvenlige produkter. Vil efterhånden blive meget brugt på markedet.
Komponenter af keramisk baserede bremseklodser
Keramiske bremseklodser er hovedsageligt sammensat af forstærket fiber, mineralfyldstof, friktionspræstationsregulator og bindemiddel og er lavet af produkter efter produktion og forarbejdning.
Dens sammensætning (masse%) er: forstærket fiber 25 ~ 40, fyldstof 10 ~ 30, klæbende matrix 15 ~ 30, friktionsegenskabsregulator 10 ~ 20, anti-slidsmøremiddel 15 ~ 30, elastisk hærdningsmiddel 5 ~ 10.
1.1 Forstærkningsfibre i keramiske bremseklodser og deres roller
Tabel 1 Ydeevneparametre for keramiske fibre
Fiber bruges som et forstærkende rammemateriale i keramisk-baserede bremseklodser og spiller en vigtig rolle for bremseklodsernes styrke, friktionsydelse og slidstyrke. De almindeligt anvendte forstærkningsfibre til keramisk-baserede bremseklodser er aluminiumsilicatfibre, aluminafiber, kulfiber og zirconiafiber. Til at begynde med er aluminiumsilicatfibre og aluminiumoxidfibre mest brugt. Senere undersøgelser har fundet ud af, at zirconiafiber er bedre end aluminiumoxidfiber og aluminiumsilikat. Fiber har mere overlegen ydeevne, dens oxidationsmodstand, korrosionsbestandighed, lav termisk ledningsevne, bedre ydeevne ved høj temperatur, er et bedre forstærkende fibermateriale. Den forstærkende fiber, der bruges i den keramiske-baserede bremseklods, er en hybridfiber med de ovennævnte-fibre i et godt forhold, som har en bedre forstærkende effekt end en enkelt fiber. Adskillige keramiske fibres ydeevneparametre er vist i tabel 1.
1.2 Mineralske fyldstoffer og funktioner i keramisk-baserede bremseklodser
Det mineralske fyldstof i keramisk-baserede bremseklodser kan forbedre de fysiske og mekaniske egenskaber af bremseklodserne (såsom termisk ledningsevne, termisk udvidelse, tæthed, styrke, stivhed og hårdhed osv.) og kan også justere friktionsydelsen og produktomkostningerne. Pakning er opdelt i anti-friktionspakning, friktions-forøgende eller friktionspakning. Anti-friktionsfyldstoffer kan forbedre slidstyrken af bremseklodser, reducere friktionskoefficienten og reducere bremsestøj; friktion-forøgende eller friktionsfyldstoffer kan forbedre de fysiske og mekaniske egenskaber af bremseklodser, øge friktionsmodstanden, stabilisere friktionskoefficienten og forbedre slidstyrken.
For at forbedre bremseklodsernes overordnede ydeevne vil friktionsreducerende fyldstoffer og friktionsforstærkende fyldstoffer blive blandet og brugt i et vist forhold i henhold til brugskravene. De vigtigste mineralske fyldstoffer, der bruges i keramiske-bremseklodser, er: baryt, ekspanderet vermiculit, sepiolit, korund, zirkon, grafit, talkum, wollastonit, zeolit, diatoméjord, brucit, hydrotalcit, osv.
Baryt kan øge og stabilisere friktionskoefficienten, reducere slid og bremsestøj og danne en relativt stabil friktionsgrænseflade ved høje temperaturer, hvilket kan forhindre friktionsparrets overflade i at ridse og gøre overfladen af friktionsparret glattere. Det er et friktions-forøgende kontrolmateriale.
Ekspanderet vermiculit har fremragende fysiske og kemiske egenskaber, som kan reducere den elektrostatiske vedhæftning på overfladen af bremseklodsen, reducere produkttætheden og bremsestøjen og øge dens elasticitet. Det er et fyldstof til regulering af støjreduktion og stødabsorbering.
Sepiolit er et fibrøst silikatmineral. Sepiolit kolloid tilføjes til bremseklodsen som et forstærkende basismateriale. Den har god sejhed, høj træk- og bøjningsstyrke, høj slagstyrke, høj temperaturbestandighed og lav slidstyrke og god højtemperaturforfald. .
Korund og zirkon har høj hårdhed og er hårde fyldstoffer. Tilføjelse af zirkon eller korund kan udøve en god friktion-forøgende effekt og lavere bremsestøj.
Grafit er et anti-friktionskontrolmateriale og en friktionsregulator. Det har god termisk ledningsevne, kan reducere slidhastigheden, kan stabilisere friktionskoefficienten og kan også accelerere spredningen af friktionsvarme på overfladen af bremseklodsen og forbedre den termiske stabilitet af bremseklodsen.
Talkum er et silikatmineral med en lagdelt struktur. Det spiller en rolle for at reducere friktion og regulere fyldstoffer. Den har god vedhæftning med bindemidler og kan forbedre bremseklodsernes styrke.
Wollastonit har nåle-lignende egenskaber, lav termisk udvidelse og fremragende termisk stødmodstand, hvilket kan øge friktionskoefficienten og reducere slidhastigheden, hjælpe bremseklodsen med at danne en glat kontaktflade og reducere slid.
Zeolit og diatoméjord har fremragende adsorptionsegenskaber, som fuldt ud kan absorbere de små molekylære stoffer, der nedbrydes af bremseklodsen ved høj temperatur, den varme, der genereres på overfladen af friktionsparret, og bremsestøjen. Det er et friktionspræstationskontrolfyldstof.
Brucit indeholder en vis mængde krystalvand, og den pladens-lignende krystalstruktur bliver til fibrøs brucitfiber, når den deformeres. Det har fleksibilitet og fleksibilitet, høj temperaturbestandighed og fremragende alkalibestandighed.
Hydrotalcit-som har fremragende termisk vægttab og varmeabsorption, kan absorbere friktionsvarme, gennemgå faseskift ved høj temperatur og gradvist omdannes til spinelmineraler, hvilket har en forbedret effekt på bremseklodsernes fysiske og mekaniske egenskaber og smører, reducerer friktion og reparerer regulerede materialer.
1.3 Bindere og funktioner i keramisk-baserede bremseklodser
Bindemidlet har gode befugtningsegenskaber til at forstærke fibre, fyldstoffer og andre komponenter. Det binder disse materialer sammen og danner en stabil kemisk binding med dem. Det er matrixen af bremseklodsen. Det bindemiddel, der anvendes i keramisk-baserede bremseklodser, er phenolharpiks (modificeret harpiks) og syntetisk gummipulver, hovedsagelig phenolharpiks. Under en bestemt opvarmningstemperatur vil den først blødgøres og derefter gå i en viskøs væsketilstand for at generere flow og fordele det jævnt. I det keramiske-baserede bremseklodsdannende materiale er forstærkningsfiberen og fyldstoffet bundet sammen gennem harpikshærdning og vulkanisering for at danne et produkt med en tæt tekstur, en vis mekanisk styrke og opfylder bremseklodsens friktionsydelseskrav; gummipulver kan forbedres Blødheden af produktet reducerer dets hårdhed.
Keramisk-baserede bremseklodser fungerer under høje temperaturforhold på 200-500 grader under bremsning. I dette temperaturområde har uorganiske forstærkede keramiske fibre og fyldstoffer en stabil ydeevne og vil ikke blive termisk nedbrudt. Organiske bindemidler, phenolharpiks og Gummiet kommer ind i den termiske nedbrydningszone, så valget af et klæbemiddel med god varmebestandighed har en meget vigtig effekt på bremseklodsens ydeevne.
2 Test af keramisk-baserede bremseklodser
2.1 Råstofformuleringstest
Tabel 2 Grundparametre for råvareformlen
Friktionsydelsen af keramisk-baserede bremseklodser afhænger hovedsageligt af valget af råmaterialer, formelforhold og produktionsproces. Under testen er det nødvendigt at løse problemerne med ensartet fiberspredning, nøjagtig materialemåling, ensartet blanding, kontrol af presseformningsprocessen og stabil friktionskoefficient. . Mange testdata blev opnået gennem eksperimenter og analyser, og de grundlæggende parametre for en bedre formel blev bestemt. Resultaterne er vist i tabel 2.
2.2 Forberedelsesprocessen test
2.2.1 Blanding
Fodermængden er 5 kg, blanderens spindelhastighed er 180 omdr./min., rømmerhastigheden er 2 200 omdr./min., og blandetiden er 210 sekunder.
2.2.2 Pressedannelse
Injektionsvolumenet i formhulrummet er 200 g±2 g, trykket er henholdsvis 3,0 MPa, 4,0 MPa og 5,0 MPa. Udstødningstiden er 3,0 s, støbeformens udstødningsløftafstand er 3,0 mm, og udstødningens opholdstid er 3,5 s. Holdetrykket er 5,0 MPa, holdetiden er 180 s, vakuumgraden er 0,4 MPa, og prøvetykkelsen er 11,5 mm ± 0,2 mm.
2.2.3 Varmebehandling
Holdetiden for prøveovnen er 140 grader /1 time, 160 grader /1 time, 180 grader /1 time, 200 grader /2 timer, 210 grader /3 timer, og opvarmningshastigheden er 1 grad /10 min.
2.3 Bestemmelse af friktionskoefficient
Brug XD-MSM konstant-hastighedsfriktionstesteren til at teste prøvens friktionskoefficient i henhold til GB/T 5763-2008 inspektionsmetoden. Friktionskoefficientparametrene er vist i tabel 3.
Tabel 3 Prøves friktionskoefficient for prøver
billede
3 Produktionsproces og karakteristika for keramisk-baserede bremseklodser
3.1 Produktionsproces af keramisk-baserede bremseklodser
Keramisk-baserede bremseklodser består hovedsageligt af forstærkede keramiske fibre, mineralske fyldstoffer og bindemidler. Produktionsprocessen er vist i figur 1.
Råmateriale → vejningsingredienser → blanding → for-formning (skimmel) → sintring → slibning → riller (boring) → sprøjtning → modifikation → inspektion → kodning → emballage
Figur 1 Produktionsproces af keramisk-baserede bremseklodser
3.2 Karakteristika for keramisk-baserede bremseklodser
Keramisk-baserede bremseklodser har en stabil friktionskoefficient, god termisk stabilitet, lav varmeledningsevne og god slidstyrke. I bremseprocessen genererer friktion varme, og arbejdstemperaturen stiger. Efterhånden som arbejdstemperaturen stiger, begynder friktionskoefficienten for almindelige bremseklodser at falde, og friktionskraften falder, hvorved bremseeffekten reduceres. Friktionskoefficienten for keramisk-baserede bremseklodser er stadig stabil på 0,45-0,50, når arbejdstemperaturen er så høj som 650 grader. Den kan modstå større tryk og forskydningskraft, har god mekanisk styrke og fysiske egenskaber og er velegnet til forskellige højtydende bremsematerialer. Krav til at opfylde bremseklodsernes høje hastighed, sikkerhed og høje slidstyrke.
Semi-bremseklodser og NAO (None Asbestos Organic) bremseklodser har ingen gode løsninger af materielle årsager. keramiske-baserede bremseklodser har lavt indhold af forstærkede fiberslaggekugler, god forstærkning og indeholder ingen metal, hvilket i høj grad kan reducere bremseklodserne Dobbelt slid og bremsestøj. Friktionskoefficienten for keramisk-baserede bremseklodser er højere end for semi-metal bremseklodser og NAO (None Asbestos Organic) bremseklodser. Den termiske dæmpning er lav, hvilket kan forbedre bremseevnen og sikkerheden. Det er forårsaget af unormal friktion mellem bremseklodserne og sammenkoblingen under bremsning. For støj er billederne af de tre typer bremseklodser vist i figur 2.
Levetiden for semi-metal bremseklodser og NAO (None Asbestos Organic) bremseklodser er mindre end 60.000 km, mens levetiden for keramisk-baserede bremseklodser er mere end 100.000 km, og levetiden er øget med mere end 50 %. Bremseklodsen overvinder fejlene ved traditionelle bremseklodsmaterialer og -teknologi og er det mest avancerede bremseklodsprodukt.
Keramisk-baserede bremseklodser er lavet af nye keramiske fibermaterialer med stabil ingredienskvalitet og kvalitet, ingen metalkomponenter, stabil friktionsydelse og lang levetid. Det er rene og miljøvenlige produkter med stabil ydeevne. Bredt promoveret og anvendt for at forbedre virksomhedens image og brand. Værdi spiller en vigtig rolle i produktopgradering og -transformation og udvikling af høj-kvalitet.