制动系统中新型复合增强纤维摩阻材料的研制

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1、制动系统中新型复合增强纤维摩阻材料的研制一、 项目概述1. 项目提出背景、意义及必要性摩阻材料是是用于诸多运动机械和装备中起传动、制动、减速、转向、驻车等作用的功能配件。按功能及安装的部位主要分为制动器衬片和离合器面片。刹车片用于制动，离合器片用于传动。任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料是这种制动或传动装置上的关键性部件。它最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力。如离合器片传递动力，制动片吸收动能。它们使机械设备与各种机动车辆能够安全可靠地工作。全世界每年发生的交通事故中有相当一部分是由于刹车

2、失灵造成的，摩阻材料在汽车工业中属于关键的安全件，汽车的启动、制动和驻车都离不开摩阻材料，其好坏、优劣直接关系着人发的生命财产安全，其功能地位不言而喻。制动器上所用摩擦材料（制动件）的性能直接影响制动过程，而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。从石棉基摩阻材料到被禁用，发展到半金属摩阻材料、代用纤维增强或聚合物粘结摩阻材料、复合纤维摩阻材料新型复合增强纤维摩阻材料，本项目所研发的新型复合增强纤维摩阻材料是有极为重要的作用和长远意义。17新型复合增强纤维摩阻材料由于采用

3、性能优良的复合纤维和耐热性能优越的粘合剂混合制成的，具有成本低、密度小；耐温、耐磨、耐环境性能好等特点。这类新型摩阻材料具有稳定的摩擦性能，且耐高温技术指标均达到或超过国家标准，在潮湿、酸性气体环境中不腐蚀生锈、不发生力学衰退，在高温时的磨损率远低于国标的要求，某些技术指标优于目前我国准高速列车半金属或粉末冶金体系刹车闸的技术指标，所以本项目产品可以广泛应用在汽车、列车、机床、电梯等刹车系统的配备应用。所研制的摩擦材料完全满足重型汽车制动性能的要求，具有足够的机械性能和优越的摩擦摩损性能，热衰退小、恢复性能好，耐磨损、噪

4、声小。2. 攻关目标和内容根据摩阻材料的要求，本项目研究主要内容集中在寻求新型的纤维组合，改进树脂、填料的搭配，对材料的机械性能、摩擦磨损性能进行研究。主要内容有：（1）对现有的摩阻材料进行分析，选择适合于重型汽车、动车用的基体、纤维、填料。（2）选用芳纶纤维与玻璃纤维、硅灰石等三、四种纤维混杂，使有机纤维与无机纤维合理搭配达到最佳效果。（3）探讨各种纤维不同含量对摩阻材料的摩擦摩损性能、机械性能的影响。（4）用扫描电镜观察分析材料结构和摩擦表面损伤，分析不同纤维之间的混杂效应及相互影响，分析其界面及摩擦磨损机理。建设总

5、规模为年产100万套刹车片，并开展动车新型材料刹车片的研发和制造，建立动车新型材料刹车片研发中心，可培养高水平的技术工作人员，对制动系统中的新材料研发成果进行转化。该项目的实施还可为太原市以至全国范围带动制动系统中的新材料的发展，带动我市企业完成产业结构升级、绿色转型，在新材料的科技研发、技术推广实施中搭建平台，推动山西省刹车片生产依靠高科技高度发展。3. 项目形成成果、知识产权及完成时间17项目完成将具备成熟的技术性能和指标要求，有自主知识产权，项目于2009年10月开始至2010年12月结束。二、项目立项的必要性及市

6、场需求分析1． 项目技术攻关的必要性我国半金属摩阻材料刹车片存在有如下几点问题：①耐磨性差，未能达到《汽车制动器衬片》强制标准要求。②耐热性、可靠性差，具体表现为在高温试验后发生裂纹、严重起泡、表面烧焦、分层等出现负磨损现象。③噪音大，由于填料与基体粘结程度、填料硬度、填料的晶体形态选择不当，在刹车过程出现了刺耳的噪音，影响司乘人员身体健康。④冲击强度差，刹车片的冲周强度达不到性能指标要求，致使有些超重型车在山路中行驶中，易造成刹车片破碎，酿成重大交能事故。⑤硬度不适宜，由于我国目前刹车盘没有适用于汽车刹车盘的统一标准，

7、硬度较大的刹车片（HRM>55）与硬度较小（HB190）刹车盘对偶相容性较差。比较典型例子是太原出租车行业出现过刹车盘磨损较快，就是由于对偶相容性差造成。⑥摩擦系数不稳定，在检验中发现，在连续制动、刹车片表面温度500℃情况下，一些摩阻材料丧失了摩擦性能，摩擦系数几乎为零。太原市载重车从古交下山，曾出现过多起交通事故，就是与刹车片摩阻材料摩擦系数不稳定有关。综上所述，半金属摩阻材料的研制还有待进一步提高，经过对山西省市扬刹车片多地检验，从中发现，半金属摩阻材料质量参差不齐，急待提高。新型复合增强纤维摩阻材料是摩阻材料的一

8、种，属新材料领域，是国家“十一五”发展规划中重点发展的项目。2． 项目的市场需求分析众所周知，我国的汽车行业正处于高速发展阶段，2003年已成为世界上汽车第四大生产国和第三大消费国。汽车产量44517万辆，保有量2421万辆；摩托车产量1350万辆，位居世界第一，保有量5929万辆；农用车产量290万辆，保有量240