车辆摩擦材料的发展现状

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1、车辆摩擦材料的发展现状------《汽车摩擦学》结课论文现如今，随着汽车工业的快速崛起，车辆的制造逐步向环保、高速和安全的方向发展，这对车辆的制动系统的稳定性和可靠性的要求越來越高，而车辆中使用的摩擦村料的性能直接影响着车辆行驶过程屮的安全和舒适性。汽乍制动的实质足把汽车的大部分的动能通过刹午.片和制动件之间的摩擦转化力热能，大部分的热能又被制动器吸收引起温度升高的过程。摩擦材料可以粗略地划分为以*K几个阶段：(1)1930年前，主要以石棉长纤维添加其他线类编织浸溃方式为主。(2)1930年，研制出一种柔性树脂粘合剂，具有

2、很好的热稳定性，使得干法工艺宥掺进更多填料的可能，并研制出鼓式制动片，在后续的30年，石棉原料仍然占据主导地位。(3)1950年，美国SKWE11MAN公司率先研制丫用铁粉、石墨和其他填料加树脂作粘合剂热压的摩擦材料，即半金属摩擦材料。1970年，半金属摩擦材料被用于盘式制动器，至今仍被广泛应用。(4)1960年以来，由于汽车技术的不断改进，对制动器摩檫性能的要求越来越高，石棉摩擦材料己经不能满足汽车的发展要求，尤其是石棉对环境污染和对人体健康问题的提出，迫使许多发达岡家汽车公司开始研宂并寻求石棉材料的替代品，如复合纤维摩

3、擦材料等。这些新型摩擦材料具有良好的摩擦磨损性能，适应时代发展的需要。1980年以来，盘式制动器和新型摩擦制动衬片得到快速发展并大规模地应用到汽车制动系统，人们更加关注汽车的舒适、环保、安全、轻景化等方面，摩檫材料行业不得不加快新型材料的开发，提高刹车材料的制动性能。另外，20世纪70年代中期研宂荞提出无石棉材料存在一些缺点，如半金属摩擦材料的钢纤维容易生锈，H.对制动盘冇一定的损伤;摩擦热引起制动密封圈软化和制动液“气阻现象”。纤维增强摩擦材料和复合纤维摩擦材料也存在一系列问题，如玻璃纤维浸润性不佳以及制造工艺复杂等。复

4、合纤维縻擦材料成木高，应针对这一⑸题加以改进，完善制备工艺。随后出现的第二代和第三代半金属摩擦材料具有低导热率、低噪声等优点。2.摩擦材料的种类和制备过程按发展过程摩擦材料可以分为石棉摩擦材料和非石棉摩擦材料。石棉序擦材料按使用条件可分为干式和湿式两种；非石棉摩擦材料种类多，根据基体材质的不同可以分为金属基、半金属基、非金属基三类。2.1金属基摩擦材料金属基摩擦材料主要有熔铸金属和粉末冶金摩擦材料两种。熔铸金属主要指钢、铸铁、青铜等，但节体金属摩檫材料由于易粘结和卨温髙速下摩檫系数低等缺点而逐渐被淘汰。粉末冶金摩擦材料又称

5、为烧结摩擦材料，是将铁基、铜基粉状物料混合、压型，并在高温下烧结而成。根据基体的类型一般可把粉末冶金摩擦材料分力铁基、铜基及铜铁基3种常用类型。铁基摩擦材料有较高的耐热性、高温强度、硬度及热稳定性，经济性较好;铜基摩檫材料的摩擦因数稳定且较小，导热率高，耐磨性好;铁铜基粉末冶金摩擦材料中铁和铜的含a差不多，兼有铁、铜优异的力学、导热性能和耐磨性能，在湿式和干式条件下都能应用。粉末冶金材料适用于较高温度下的制动与传动工况条件，如飞机、载重汽车、重型工程机械的制动与传动。2.2半金属基摩擦材料半金属基摩擦材料是以金属纤维代替石

6、棉纤维的无石棉摩擦材料。其材质配方主要为粘结剂，石墨粉、腰果壳油等减磨剂，其余为橡胶粉铁质金属物(如还原铁粉、铁钢合金纤维、泡沫铁粉)，半金属摩檫材料因此而得名。其主要特点是导热系数大，耐热性好，吸收功率高，能满足汽车在高速、重负荷运行时的制动工况要求，但其存在制动低频噪音、边角脆裂等缺点。2.3非金属基摩擦材料采用改性的高温树脂及橡胶作勤结剂，将纤维质增强材料与增磨剂、减磨剂配料及混合后，通过压制成形或热压及固化而成。其增强材料己经改为非石棉纤维，现应用较为普遍的有有机纤维(芳族聚酞胺纤维及其浆粕、碳纤维等)、金属纤维(

7、钢纤维、铜纤维等)和无机矿物材料(玻璃纤维、硅灰石纤维等矿物)。在商温条件下具有质量轻、耐《温能力强、使用寿命等特点，使其在交通运输中得到广泛应用，以飞机刹车为例:在波音747飞机上采用碳/碳复合刹车材料后，相比金属刹车，质量下降816.5kg,而热库是金属刹车的3~5倍，在2000°C下材料强度不发生任何变化，3000°C以下模量反而增加，可在2200°C下安全工作，该条件下材料没发现黏结变形。2.4摩擦材料制备工艺摩擦材料的制备过程主要分为配方筛选和批量生产，选用适当的配方，经测试满足需求后，投入批量生产。主要的生产环

8、节包括以下几步：(1)检验材料。对采用的原材料进行检验，根据其物理化学指标特性，对在配方中的比例进行必要的调整。(2)配料。按照配方确定的比例进行计量。目前有人工计呈和计算机自动配料系统自动计量两种，后者先进可靠。(3)混料。将配好的原料进行混合。分为湿法混料和半千法混料。常用混料机有三轴螺旋式、二轴式