汽车刹车盘性能综述_张小雪

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1、专题综述Review汽车刹车盘性能综述张小雪，刘兰俊（合肥工业大学，安徽合肥230009）摘要：刹车盘做为保安件，为了有效起到制动作用，要求有优良的导热性、耐磨性、抗热疲劳性及小的刹车鸣叫。A型石墨数量越多，铸铁的导热性越好。铸铁的导热能力是温度的反比例函数。耐磨性不仅与基体的强度硬度有关，还与外界因素有关。材料的导热性能好，强度和硬度高，则抗裂能力强。可以通过合金化，提高熔炼工艺以及恰当的孕育，获得高性能的刹车盘。关键词：导热性;耐磨性;热疲劳;刹车鸣叫;合金化；熔炼工艺中图分类号：TG143;文献标识码：A；文章编号：1006－9658（2012）02－0006-91刹车盘的

2、工作条件的性能包括良好的导热性、抗热裂性、耐磨性及低的刹车系统的原理是将刹车盘同轮毂装配在一刹车噪音。起,通过与制动衬片进行干摩擦,产生巨大的摩擦力，将高速行驶车辆的动能转化为热能。有时候汽3导热性、热疲劳性、耐磨性、刹车鸣叫的分析车从时速100km刹车到静止仅需要十几秒甚至更3.1导热性短，可见刹车系统承受着巨大的负荷。刹车盘是刹铸铁由于具有优良的导热性能和阻尼性能，一车系统中的一个重要部件，它的性能直接影响刹车直是汽车刹车盘的主要材料。由于在刹车过程中会效果的好坏。在刹车过程中，刹车盘一直承受着磨产生摩擦热，刹车盘一定要使之消散。提高刹车盘的损、摩擦的作用，压力过大，则会发生

3、变形或开裂。热传导能力的一个方法就是增加材料的热扩散系刹车是个循环不断的过程，使刹车盘一直处在冷热数。热扩散系数代表着在瞬间过程中热的扩散率，所交替的过程中，易产生疲劳裂纹。以它是刹车盘设计过程中的一个基本参数。热扩散系数可以用来计算导热系数。具有高导热系数的灰[1]2性能要求铁盘对热裂的抵抗性能好，这样一来，就有可能提材料在高温时，滑移变得相对容易，易发生塑高刹车盘的使用寿命。性变形，使材料强度、硬度下降，所以要尽量限制材石墨的热扩散率比铸铁基体的要高得多（见表料的温度范围。刹车仅需几秒，刹车后刹车盘表面1）。石墨的形状、分布对热传递有很重要的影响。球温度骤降，而内部温度相对较

4、高，易产生热应力，若铁的导热能力小于蠕铁的，灰铁的导热率最好。并且此应力大于材料的强度，则发生开裂，刹车失效，危随着石墨片长度、长宽比及最大长度的增加，导热[2-6][7]及生命安全。汽车制动是依靠盘与片之间的摩擦率、扩散率上升。文献表明石墨含量越高，导热力，盘与片在高温、高压下作用，磨损非常剧烈，若率越高。在室温时，碳含量或碳当量与铸铁的导热能磨损过大或不均匀，则整个系统不稳定，轻则出现力成正的线性关系，如图1、图2。从图中还可以看一些噪音，重则出现事故。随着生活水平的提高，人们对刹车鸣叫越来越反感，有些人甚至认为是刹车表1铸铁各组成相的热导率性能的问题。综上所述，刹车盘作为保

5、安件所具备0～100℃热导率/0～100℃热导率/组成相组成相W·(m·K)-1W·(m·K)-1收稿日期：2011－12－02球状石墨83.7铁素体71.2～79.6石墨珠光体50.2稿件编号：2011－167片状石墨433.1～418.7渗碳体7.1作者简介：张小雪（1985-），女，研究生，研究方向：新材料制备6中国铸造装备与技术2／2012Review专题综述出，对同种成分的灰铁分别采取金属型、砂型及绝成分相同的铸铁，冷却速度不同基体组织也不热型材料铸模等冷却方式时，由砂型得到的铸铁的同。快冷，易获得D型石墨，而缓慢冷却时，易获得导热性最好，金属型的最差。通常情况下，绝缘

6、型材A型石墨。A型石墨的导热率大于D型石墨的。所料铸模得到的灰铁导热性最好，因冷却速度越慢，以，对灰铁而言，基体上分布着A型石墨的导热率越易得到粗大的A型石墨，而A型石墨的导热率是最好。最好的。但文献7的结果却不是这样的，该作者认3.2热疲劳性为是硅的偏析导致的，冷却速度越慢，最后凝固区刹车盘在工作时，遭受很大的压力和摩擦力，尤域硅的含量越高，由于散射机制，基体的导热系数其当车辆在复0.20可能被限制了。目前各位学者对此现象的解释不合金杂的道路上运）A/s一。2-B行时，刹车盘失m0.15cC在室温时，高碳当量的铸铁有很高的导热率，（率E效比预期的更且碳当量越大，导热率越高，然而

7、在高温时，它的导散0.10早。观察表明，扩热率明显下降。刹车盘的失效70激冷型0.051）-砂型这说明了石墨的0300600特征是表面上K601-·绝缘型温度（℃）m导热性对温度有分布着许多宽·W50图3合金的热扩散率与温度的关系（很大的依赖性，且深的裂纹，裂数系40是反比例关系。纹的长度可达到盘的高度。裂纹的产生和热疲劳有热导30碳当量低、冷却关。在刹车过程中，刹车盘内外表面温度梯度很大，[12]2.62.83.03.23.43.6速度大的铸铁，在材料表面产生了拉应力。当拉应力