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摩擦材料发展趋势


摩擦材料层
粘结剂 钢背 噪音消音片
全面的性能: 全面的性能:是指符合欧洲标准和客户的严格试验 (效能 衰减), 效能-衰减),P-µ,V-µ,T-µ,( ,(NVH) 效能 衰减), ,
摩擦产品 NAO 陶瓷摩擦材料的发展
●问题的提出?NAO - 陶瓷摩擦材料发展历程 问题的提出? ●问题的提出? 问题的提出? 起源于欧洲-北美 起源于欧洲 北美 日本典型
1.运用: 1.运用:盘/鼓汽车车辆 运用 2.使用温度 使用温度: 2.使用温度: ●持续温度:300℃ 300℃
未来发展
相对于NAO-陶瓷材料, 陶瓷材料, 相对于 陶瓷材料 目前还不是极端的驾驶条 件及其高温度条件下进行 的优化(仅在300℃ )。 的优化(仅在 ℃ 。 未来的目标NAO-陶瓷技术 未来的目标 陶瓷技术 的重大进步在于突破: 的重大进步在于突破: 1、解决高温及其苛刻条件 、 下提供摩擦性能、 下提供摩擦性能、在这种 条件下控制或消除NVH。 条件下控制或消除 。 2、材料结构基于发展多元 、 混合物. 混合物 3、研发低温陶瓷材料工艺 、 技术( 技术(600℃条件)。 ℃条件)。 这是超越当前摩擦材料 领域的突破。 领域的突破。
NAO–陶瓷 NAO 陶瓷
混杂效应+ 混杂效应+化学反应
INO–陶瓷 INO 陶瓷
微细结晶体 基体基体-无机 晶体化学反应
3.性能特点: 3.性能特点: 性能特点
●卓越的制动稳定性,抗热衰退 ●抗高热冲击能量; 抗高热冲击能量; 抗高热冲击能量 ●盘片耐久性,抗疲劳和高的 寿命;
摩擦产品 NAO 陶瓷摩擦材料的发展
EXAMPLE 4 Raw Material 重量百分比 Phenolic Resin 酚醛树脂 8.30 Barium Sulfate 硫酸钡 16.60 Steel Wool 205 钢棉 38.80 Iron Sponge 海绵铁 13.46 inorganic fiber 无机纤维 2.08 Zinc Sulfide 硫化锌 2.08 Graphite A 505 石墨 6.25 Coke 9 焦炭 2.08 Cashew Particles 摩擦粉 2.08 Rubber 橡胶 4.10 Vermiculite 蛭石 4.17
改性树脂 二次粘结剂 纤维 钢纤15%以下 混合纤维 铜: 铜粉、纤维 摩擦调节剂: 有机和无机 固体润滑剂 :天然 合成C(极性) 硫化物 弹性体 橡胶 摩擦改进剂: 摩擦改进剂: 合成颗粒 其它: 填料
主要特性: 主要特性:
1、优良的热导率和热扩散性 2、提高了摩擦副相对摩擦稳定 性,具有稳定的摩擦系数。 3、提高了冷态初始制动力、保 持热态制动力稳定。 4、优异的高速、高温抗衰退能 力,衰退能力提高了15-20%. 5、减少相对摩擦差异 6、抗噪音和抗振动能力(NVH) 7、舒适性和脚踏感好; 8、 盘、片长的寿命。 隔热) 底料层(隔热)
1、什么是NA0 - 陶瓷摩擦材料?如何定义的? 、什么是 陶瓷摩擦材料?如何定义的? 现全球范围内尚无明确统一的技术、标准定义。 ● 现全球范围内尚无明确统一的技术、标准定义。 日本和欧洲将此类称“ 陶瓷摩擦材料”按材料结构分类属于NAO材料一 类 ● 日本和欧洲将此类称“NA0 - 陶瓷摩擦材料”按材料结构分类属于 材料一 别。 2、混淆与混乱 、 陶瓷摩擦材料” 陶瓷摩擦材料” ● “NA0 - 陶瓷摩擦材料”与“陶瓷摩擦材料”两者从材料结构分类和材料属性上区 本质上是两种完全不同的材料。 分,本质上是两种完全不同的材料。 在北美市场,由于商业化的竞争,出现仿制和伪造,制造商从功能上加入“ ● 在北美市场,由于商业化的竞争,出现仿制和伪造,制造商从功能上加入“陶 瓷” 概念以区分不同于原来定义的“ 材料, 基础上性能的优化。 概念以区分不同于原来定义的“ NAO ”材料,是在 材料 是在NAO基础上性能的优化。消费者 基础上性能的优化 为了辨别真伪,除了要求识别品牌之外,只能从功能上区分,但实际上这是困难的。 为了辨别真伪,除了要求识别品牌之外,只能从功能上区分,但实际上这是困难的。 3、低金属和NAO-陶瓷摩擦材料,是欧洲和日本材料发展和运用的典范。由于区域性、 、低金属和 陶瓷摩擦材料, 陶瓷摩擦材料 是欧洲和日本材料发展和运用的典范。由于区域性、 道路、驾驶习惯、以及消费者的要求不同带来的差异,因而在优化NVH难题上是两种 道路、驾驶习惯、以及消费者的要求不同带来的差异,因而在优化 难题上是两种 不同的解决方案,有着不同的技术路线。 不同的解决方案,有着不同的技术路线。 4、“NA0 - 陶瓷摩擦材料”数年来,在NAO材料的发展基础上,采用了陶瓷成分和复合 、 陶瓷摩擦材料”数年来, 材料的发展基础上, 材料的发展基础上 工艺技术的突破,超越了传统的半金属材料的属性,特别在消除积尘和优化NVH的解 工艺技术的突破,超越了传统的半金属材料的属性,特别在消除积尘和优化 的解 决方案,得以在日本、北美汽车制造商和消费者的认可并得到快速发展。未来的突破, 决方案,得以在日本、北美汽车制造商和消费者的认可并得到快速发展。未来的突破, 目标是解决高温及苛刻条件下满足制动力的要求和稳定的制动性能。 目标是解决高温及苛刻条件下满足制动力的要求和稳定的制动性能。 5、低金属摩擦材料在欧洲未来的发展,趋势于创新的粒化工艺和多功能颗粒化的改进剂, 、低金属摩擦材料在欧洲未来的发展,趋势于创新的粒化工艺和多功能颗粒化的改进剂, 研发高性价比材料。控制和优化高温性能和NVH性能。 性能。 研发高性价比材料。控制和优化高温性能和 性能
金属成分:
主要为钢纤维和铁毛作为增强纤 维的,具有一定的磁性。 钢纤维较高的强度和导热性, 同传统的石棉基有着不同的制动特 性和摩擦性能。
需要改进问题
基 体
纤 维 金 属 填料
摩擦剂 润滑剂 填料
第一、 第一、二代半金属材料 . 存在的主要问题 :
1/.高金属含量使得低温低速制动力不 足,易使脚踏力疲劳 2/.高的热导率和升温速率使得较高的 制动温度的热量被传递到制动钳及 其组件上,制动液受热后易产生汽阻 , 将导致制动效能下降,这种热量同时对 制动钳,活塞密封圈及回位 弹簧也有一定的影响,会加快这些组 件老化。 3/.高的热导率易使摩擦材料产生热 分解和高温衰退,由温度梯度差异引 起的热应力会使片或盘出现剥离或龟裂 现象. 4/.粘附性和易生锈,锈蚀后粘附对偶或 者损伤对偶,磨损加剧. 5/.噪音和振动,在低速时易产生100—300 赫的低频噪音,同时伴随车体的剧烈振动.
陶瓷摩擦材料 金属陶瓷摩擦材料 C-陶瓷摩擦材料
盘/盘 (F/R)
赛车,重型车辆. 飞机.坦克。
1、新一代材料已运用在高性能制动器, 欧美主要运用在航天军事,如大重型运 输机,新型战斗机等。 2.C-陶材料将优于C-C材料的未来发展。
摩擦材料的改进
性能比较一览表
材质 特性 钢纤维含量 噪音(呜响声 噪音 呜响声) 呜响声 低温摩擦系数 相互摩擦性 摩擦副) (摩擦副) 耐磨性(寿命 耐磨性 寿命) 寿命 内部生锈
少金属摩擦材料
3 4
有机摩擦材料 (NAO) NAO-陶瓷摩擦材料
盘/盘/鼓 (F/R/R)
盘/盘/鼓 (F/R/R)
轿车 轻卡 卡车.商用车 赛车.飞机,火车 坦克.军车,船舶 工程机械。
5
粉末冶金摩擦材料
叠盘/盘 (F/R)
赛车.飞机
6
C-C 摩擦材料
叠盘/盘 (F/R)
1.高模量和强度,卓越的热传导和 比热,高的孔隙率。 2.高速高温的稳定性,低温在800 ℃,高温在1000 ℃以上的摩擦稳定 性。 1、高速高温苛刻条件下的摩擦稳定 性,使用温度在800-1000 ℃以上。 2、特定的摩擦副和吸收高的热能 。 3、高的气孔率
磨粉附着车轮上
半金属 (普通型) 50% 以上 普遍有一些问题 普通 普遍有一些问题
少金属 25%以下 以下 良好 优秀 良好

无石棉有机 (NAO) 少量-少量 0 良好 良好 优秀
优秀 普遍有一些问题
良好 良好
良好 优秀
摩擦材料改进—半金属材料 半金属材料
半金属材料 (Semi-met) 结构: 结构
多相体 基体基体-有机
3.性能特点: 3.性能特点: 性能特点
●优良的制动稳定性 ●盘/片高的寿命 ●抗噪音、振动和舒适感 NVH) (NVH) ● 少的积尘 1.运用:飞机、 1.运用:飞机、铁路车辆 运用 赛车、 赛车、军事 2.使用温度 使用温度: 2.使用温度: ●持续温度:600-800℃ 600600 高温:1000-1200℃ 高温:1000-1200℃以上
1 2
半金属摩擦材料
盘/(F)
1.使用中普遍存在一些问题,改进型 轿车. 轻卡,皮 材料在一些范围内使用.经济性,合 卡,火车.商用车. 适的性价比。 运动型车辆 2.盘片高的寿命,抗热性,耐久性 3.重负荷车辆和苛刻条件。 轿车.轻卡 商用车 1.发展中的材料,广泛的运用。 2.高的性价比.优良的性能,卓越的 解决抗衰退和高速性能的运用。 3.舒适的脚踏感。 1.发展中的材料,广泛的使用, 2.少的积尘,盘/片长的寿命,优化 的性能,特别适用于解决NVH 噪音方 案。 1.制动和传动的高速高温的稳定性, 速度大于250km/h,温度高于600℃的 条件和高的寿命
欧洲
1、在欧洲90年代,消费者和 客户满意度的驾驶条件,更加 期望到制动表现属性: ● 车辆制动力的稳定性和 安 全性, ● 抗衰退能力 制动噪音、 ● 制动噪音、振动和舒适感 (NVH) )
NAONAO-摩擦材料 NAO-摩擦材料历程--NAO-摩擦材料历程--● NAO是替代石棉基摩擦材料 Akebono历有70多年的制动设 ● Akebono 计专业技术支持,以及也是世 界领先的制动摩擦材料的供应 商,已经花费了25多年重要的 研发和财政资源来发展先进的 无石棉有机(NAO)制动摩擦 工艺技术,优化NVH性能和减 少制动扬尘。 ● 80年代后期,日本更多汽车制 造商主导提出宁静驾驶条件下 的各种条件制动,认识到解决 NVH,NAO是可靠的。 ● 由于客户抱怨,90年代开始在 AM推广,保修市场上升占90%, 大大减轻了主机的压力和保修 费用。
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