关于汽车制动摩擦材料的发展

关于汽车制动摩擦材料的发展 摘 要：本文通过回顾机车制动摩擦材质的演变历程，把普遍应用的汽车制动摩擦材质进行了区分，比较这些材质的性能差别后，对当代汽车制动摩擦材质的发展趋向进行了展望，对于研究汽车制动摩擦材料的发展有一定的参考价值。 关键词：汽车；制动摩擦材质；发展历程0.引言 汽车制动摩擦材料是一种帮助汽车完成制动的材料，能够通过自身的特性帮助汽车把自身的动能转换为其他的能量。汽车工业的成长决定着汽车制动摩擦材质的进步。初期，由于我国的汽车工业技术存在着技术滞后，可选择的车型选择少，产量较低等问题，制动功能没有改进，摩擦制动材质的研发没有被关注。近些年，汽车生产业发展飞速，加快了汽车制动摩擦材料的研制进程。随着不断的引进、消化、吸收，我国摩擦制动材质的研发进程逐渐领先，自1970年后，石棉材质被细碎的金属材质所替代，但高研发费用等问题使得没有广泛地生产和运用。1980年间，新出现的无石棉摩擦制动材质在我国被研发，成果显著。近些年，汽车工业发展势头迅猛，车辆种类和年产迅速增加。尽管在制动摩擦的发展进程中，汽车制动摩擦材质的无棉化已经达成，但若想走进海外市场，刹车制动材质就需要改进，新材料开发就亟不可待。只有研制出高性能、环保节能、社会效益高的汽车制动摩擦材质，我们国家的汽车工业才能进步。 1.汽车制动摩擦材质的演变史 汽车制动摩擦材料的发展分为以下3个阶段：第一个阶段是制动材料刚发展的阶段，它是以鼓式制动器为主的制动器；第二个阶段是制动材料发展迅速的阶段，许多新型的材料开始诞生，这一阶段是以向盘式制动器为主要制动的制动器；第三个阶段是制动材料发展到顶峰的阶段，这一阶段是用盘式制动器为主的制动器，各种新型材料也层出不穷。 2.汽车制动摩擦材料的技术标准及构成 1.1技术标准 第一，适当平稳的抗磨擦性能。合适稳定的抗磨擦性能够保证“柔性”的摩擦。第二，优良的机械强度和物理性能。机械强度可以保证材料不易出现破损，避免制动失败可能产生的严重后果。第三，低制动噪音。为了保护环境要求车辆制动噪音不应超过85dB。第四，减少对底盘的磨损。制动过程应避免对摩擦盘造成磨损和擦伤。 1.2制动摩擦材料的构成 第一，有机粘合剂。酚醛树脂、改性酚醛树脂是非常重要的两类。第二，纤维强化材料。金属纤维替代石棉作为主体材料，将润滑组元、填料和摩擦调节剂嵌进金属烧结后形成烧结制动摩擦材料。第三，填料。调配的相关试剂和调控摩擦特性的试剂组成了这个部分。 1.3汽车制动材料的分类 （1）石棉类制动摩擦材质：良好的综合摩擦性能、熔点高、高机械强度、较强的吸附力使石棉纤维脱颖而出。1970年以来，受限于传热性能差和材料磨损增加阻碍了其发展。 （2）金属基无石棉制动摩擦材质：用火煅烧的金属与细碎金属制成的制动摩擦材质组成了这种材料，煅烧后的铁和铜等金属由于不易分离、容易熔断劣势而被淘汰。相反，铜铁构成的细碎金属制动摩擦材质，碍于其费用高、生产步骤过多、容易产生噪音使其没有被广泛应用。 （3）半金属基无石棉制动摩擦材质：非金属的多种纤维和金属的纤维大大提升了制动材质的抗磨擦性，因此被广泛应用。但它的钢纤维易生锈导致磨损严重等问题依旧是各方专家研究的研究重点。 （4）非金属基无石棉制动摩擦材质：炭/炭多种摩擦材质以其优异的摩擦能力、高抗弯抗曲性取胜。但昂贵的价格也限制了其推广。在国际上，我国在炭/炭多种制动材质制备领域处于领先地位。 （5）工程陶瓷领域的基多种制动摩擦材质：低磨损率、高热容量和抗磨擦等特点使得广大研究者用该无机非金属材料研发刹车材料，并获得了进展。但是其容易断折的劣势也限制了它的应用空间。 3.国内外汽车制动材料发展趋势 现在材料组成设计依旧是汽车制动摩擦材料的研究出发点，虽然各国的方法不尽相同，但提升新型摩擦材料的性能，满足环境保护的需求依旧是最终目标。在可持续发展理论的指导下，制动摩擦材料的发展重点已经向低噪音、无污染的趋势发展，这种发展也是符合当下时代的潮流和社会的要求，随着制造工艺技术的飞速发展，汽车制动材料的发展也会呈现出多样化的特点，多样化的制动材料可以针对不同气候、地域和功能的汽车进行有针对性的选择。这样一来，汽车的制动性才能够发挥出高性能和高效率的制动作用。 正常情况下，科学技术的进步是制动摩擦材料最优化和多样化的保证，也能满足汽车工业的需求。单一强化纤维缺点难以避免，玻璃纤维的光滑表面难与树脂浸润；钢材质难以避免生锈的问题；碳材质工艺繁琐，价格高，推广困难。因此，混杂纤维成为各国的研究重点，钢纤维和碳纤维、碳纤维和铜纤维等，能够汲取多方优点，充分发挥纤维优点，降低成本，提升性能。多家企业及科研机构为解决高温作用下酚醛树脂的问题，通过他们的积极研发，用其他更加性能优异的原料如丁苯等制成与之前不同的酚醛树脂，因此，这样的更新后的酚醛树脂也是研发汽车制动摩擦材料的新方向。 综上所述，汽车的发展历程中关于汽车制动摩擦材料的发展层出不穷，对于改进汽车制动的性能来说起到了推动作用。随着新技术和新材料的研发，汽车制动摩擦材料的发展趋势将会呈现出多样化和低耗化，并且材料工艺的提升也会对汽车制动摩擦材料的发展有巨大的促进作用。 参考文献 1 朱文婷，刘洋，岳建设. 汽车用制动摩擦材料性能试验的研究现状及发展J. 咸阳师范学院学报，2014，06：39-42