汽车刹车片材料的研究与发展.pdf

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1、万方数据第3I卷第6期2008年11月非金属矿N011．MetallicMinesV01．31No．6NovembeL2008汽车刹车片材料的研究与发展张丛见1’2吴其胜2张少明1(1南京工业大学材料科学与工程学院，江苏南京210009；2盐城工学院江苏省生态环境材料重点实验室，江苏盐城224003)摘要本文对黏结荆材料、增强纤维、摩擦性能调节剂、填料在刹车片中的应用进行了综述，从安全性、舒适性的角度阐述了高性能汽车刹车片的使用要求，并指出了汽车刹车片材料存在问题及研究方向。关键词汽车刹车片高性能中图

2、分类号：U463．5文献标识码：A文章编号：1000-8098(2008)06-0074-04ResearchandDevelopmentofAutomotiveBrakePadMateriaisZhangCongiianl。WuQishen92ZhangShaomiug’(1SchoolofMaterialsScienceandEngineering，NanjiugUniversityofTechnology,Nanjing，Jiangsu210009；2KeyLaboratoryofEcologi

3、cal-EnvironmentMaterials，YanchengInstituteofTechnology,Yancheng,liangsu224003)AbstractInthispaper,binders，reinforcingfibers，frictionaladditivesandfillers，andtheirapplicationinbrakepadhavebeensummarized．ThenthedemandforthetlSeofhigh—poweredamomofivebrake

4、padiselaborated,andfinally,theproblemthatexistsintheautomotivebrakepadmaterialsandfuturetrendsarepointedout．Keywordsautomotivebrakepadhigh-powered1897年，HerbertFrood发明了第一块刹车片(使用棉线作为增强纤维)，并用于马车和早期的汽车，从此，世界著名的Ferodo公司成立了。随后在1909年，该公司发明了世界上第一个固化石棉基刹车片；1968年

5、，发明世界上第一个半金属基刹车片，此后，摩擦材料开始向无石棉化发展。国内外开始研究各种石棉的替代纤维如钢纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等在摩擦材料上的应用。增强纤维的种类虽然很多，却没有一种纤维能够完全在成本和性能上取代石棉，因此国内外近年来的研究逐渐从单一纤维转向了混杂纤维。我国刹车片的研究比国外起步晚，与世界发达国家还有较大差距。为了及时掌握国内外刹车片领域的研究状况，促进我国汽车刹车片工业的迅速发展，现将近几年黏结剂、增强纤维、摩擦性能调节剂、填料在汽车刹车片上的应用作一简单阐述。1黏结剂材料

6、的研究黏结剂的主要作用是将刹车片的各组分紧密黏结在一起，保持刹车片在高温机械作用下的结构完整性。刹车片中最常使用的黏结剂是酚醛树脂，它具有优异的耐热性能和机械性能，电绝缘性和成型加工性能良好，且原料易得，价格便宜，工艺及生产设备简单。但纯酚醛树脂的使用会造成刹车片硬度过高、脆收稿日期：2008．10．14．．74．．性大，耐热极限温度仅约为250℃。当超过300℃时，热分解现象相当严重，会导致刹车片的性能显著下降。因此必须对酚醛树脂进行增韧和耐热改陛。国外用到的改性树脂Il】主要有COPNA树脂(分解

7、温度大约400—500℃)、有机硅改性酚醛树脂、硼酸改性酚醛树脂、氰酯改性酚醛树脂(能耐350"C以上高温)、环氧改性酚醛树脂(在400。C下正常使用)、热塑性聚酰亚胺树脂(耐热和耐磨性能都很好)、悬浮法树脂。悬浮法树脂是因酚醛树脂悬浮聚合工艺而得名，它是国外20世纪70年代研制开发的一种新型酚醛树脂，又被称为PhenolicThermosphere(简称PTS)，分解温度达到490℃，以该树脂为黏结剂制成的刹车片具有摩擦系数稳定、高温摩擦性能好、噪音低、热衰退小等优点。研究发现，使用改性酚醛树脂的刹

8、车片的各项摩擦性能(包括衰退前的摩擦系数，衰退后的摩擦系数，磨损率，损伤对偶件等方面)都要比使用传统酚醛树脂的刹车片好；树脂、刹车片的强度与磨损性能之间没有必然的联系【2J。其中利用硼酸改性酚醛树脂制备出的刹车片13】，400。C的时候，仍然保持较高的摩擦系数(在0．4以上)。华东理工大学于20世纪80年代研制的腰果壳油、三聚氰胺改性酚醛树脂(YSM)，分解温度为437．9"C(4】，用YSM树脂制成的摩擦材料制品，耐热性良好，在不同的温度下摩擦系数较稳