汽車摩擦材料精品課件

1、汽車摩擦材料第1頁，共13頁，2022年，5月20日，9點16分，星期四汽車的摩擦材料 摩擦材料是一種以摩擦為主要功能、兼有結(jié)構(gòu)性能要求的復合材料。汽車用摩擦材料主要是用于制造制動摩擦片和離合器片。這些摩擦材料主要采用石棉基摩擦材料，隨著對環(huán)保和安全的要求越來越高，逐漸出現(xiàn)了半金屬型摩擦材料、復合纖維摩擦材料、陶瓷纖維摩擦材料。 由于摩擦材料在汽車上主要用于制造制動系和傳動系的零件，要求有足夠高的而且穩(wěn)定的摩擦系數(shù)和較好的耐磨性第2頁，共13頁，2022年，5月20日，9點16分，星期四定義： 是一種由粘結(jié)劑、骨架材料、摩擦性能調(diào)節(jié)劑和其它配合劑組成的復合材料粘結(jié)劑： 酚醛樹脂 橡膠 橡膠和酚

2、醛樹脂共混骨架材料：無機或有機纖維填料：摩擦性能調(diào)節(jié)劑和配合劑組成 摩擦材料第3頁，共13頁，2022年，5月20日，9點16分，星期四粘結(jié)劑： 摩擦材料所用的有機粘結(jié)劑為酚醛類樹脂和合成橡膠，而以酚醛類樹脂為主。它們的特點和作用是當處于一定加熱溫度下時先呈軟化而后進入粘流態(tài)，產(chǎn)生流動并均勻分布在材料中形成材料的基體，最后通過樹脂固化作用的橡膠硫化作用，把纖維和填料粘結(jié)在一起，形成質(zhì)地致密的有相當強度及能滿足摩擦材料使用性能要求的摩擦片制品。 摩擦材料第4頁，共13頁，2022年，5月20日，9點16分，星期四骨架材料：骨架材料構(gòu)成摩擦材料的基材，它賦予摩擦制品足夠的機械強度，使其能承受摩擦片

3、在生產(chǎn)過程中的磨削和鉚接加工的負荷力以及使用過程中由于制動和傳動而產(chǎn)生的沖擊力、剪切力、壓力。 摩擦材料第5頁，共13頁，2022年，5月20日，9點16分，星期四填料：增摩填料： 莫氏硬度通常為39。硬度高的增摩效果顯著明顯。5.5硬度以上的填料屬硬質(zhì)填料，但要控制其用量、粒度。（如氧化鋁、鋯英石等） 減磨填料： 一般為低硬度物質(zhì)，低于莫氏硬度2的礦物。如：石墨、二硫化鉬、滑石粉、云母等。它既能降低摩擦系數(shù)又能減少對偶材料的磨損，從而提高摩擦材料的使用壽命。 摩擦材料第6頁，共13頁，2022年，5月20日，9點16分，星期四分類：石棉摩擦材料分為以下幾類： a 石棉纖維摩擦材料，又稱為石棉

4、絨質(zhì)摩擦材料。生產(chǎn)：各種剎車片、離合器片、火車合成閘瓦、石棉絨質(zhì)橡膠帶等。 b 石棉線質(zhì)摩擦材料。生產(chǎn)：纏繞型離合器片、短切石棉線段摩擦材料等。 c 石棉布質(zhì)摩擦材料。生產(chǎn)：制造層壓類鉆機閘瓦、剎車帶、離合器面片等。 d 石棉編織摩擦材料。生產(chǎn)：制造油浸或樹脂浸剎車帶。石油鉆機閘瓦等。 摩擦材料第7頁，共13頁，2022年，5月20日，9點16分，星期四分類：B 無石棉摩擦材料分為以下幾類： a 半金屬摩擦材料，應用于轎車和重型汽車的盤式剎車片。其材質(zhì)配方組成中通常含有3050左右的鐵質(zhì)金屬物（如鋼纖維、還原鐵粉、泡沫鐵粉）。半金屬摩擦材料因此而得名。是最早取代石棉而發(fā)展起來的一種無石棉材料。

5、其特點：耐熱性好，單位面積吸收功率高，導熱系數(shù)大，能適用于汽車在高速、重負荷運行時的制動工況要求。但其存在制動噪音大、邊角脆裂等缺點。 b NAO摩擦材料。從廣義上是指非石棉非鋼纖維型摩擦材料，但現(xiàn)盤式片也含有少量的鋼纖維。NAO摩擦材料中的基材料在大多數(shù)情況下為兩種或兩種以上纖維（以無機纖維，并有少量有機纖維）混合物。因此NAO摩擦材料是非石棉混合纖維摩擦材料。通常剎車片為短切纖維型摩擦塊，離合器片為連續(xù)纖維型摩擦片。 摩擦材料第8頁，共13頁，2022年，5月20日，9點16分，星期四摩擦材料改進半金屬材料 纖維金屬 基體 填料 摩擦劑 潤滑劑 填料 金屬成分： 主要為鋼纖維和鐵毛作為增強

6、纖維的,具有一定的磁性。 鋼纖維較高的強度和導熱性，同傳統(tǒng)的石棉基有著不同的制動特性和摩擦性能。 半金屬材料 (Semi-met) 結(jié)構(gòu):2.主要特性: 足夠的摩擦系數(shù) 高的熱導率 優(yōu)良的耐磨性。. 存在的主要問題 : 1/.高金屬含量使得低溫低速制動力不 足,易使腳踏力疲勞2/.高的熱導率和升溫速率使得較高的 制動溫度的熱量被傳遞到制動鉗及 其組件上,制動液受熱后易產(chǎn)生汽阻 , 將導致制動效能下降,這種熱量同時對 制動鉗,活塞密封圈及回位 彈簧也有一定的影響,會加快這些組 件老化。3/.高的熱導率易使摩擦材料產(chǎn)生熱 分解和高溫衰退,由溫度梯度差異引 起的熱應力會使片或盤出現(xiàn)剝離或龜裂 現(xiàn)象.

7、4/.粘附性和易生銹,銹蝕后粘附對偶或 者損傷對偶,磨損加劇.5/.噪音和振動,在低速時易產(chǎn)生100300 赫的低頻噪音,同時伴隨車體的劇烈振動. 1、熱傳導效應2、噪音和振動、平順性3、銹蝕和粘附性4、相對摩擦性（摩擦副）5、冷態(tài)效能和腳踏感需要改進問題第一、二代半金屬材料第9頁，共13頁，2022年，5月20日，9點16分，星期四分類：B 無石棉摩擦材料分為以下幾類： c 粉末冶金摩擦材料。又稱燒結(jié)摩擦材料，系將鐵基、銅基粉狀物料經(jīng)混合、壓型，并在在高溫下燒結(jié)而成。適用于較高溫度下的制動與傳動工況條件。如：飛機、載重汽車、重型工程機械的制動與傳動。優(yōu)點：使用壽命長；缺點：制品價格高，制動噪

8、音大，重而脆性大，對偶磨損大。 d 碳纖維摩擦材料。系用碳纖維為增強材料制成的一類摩擦材料。碳纖維具有高模量、導熱好、耐熱等特點。碳纖維摩擦材料是各種類型摩擦材料中性能最好的一種。碳纖維摩擦片的單位面積吸收功率高及比重輕，特別適合生產(chǎn)飛機剎車片，國外有些高檔轎車的剎車片也使用。因其價格昂貴，故其應用范圍受到限制，產(chǎn)量較少。在碳纖維摩擦材料組分中，除了碳纖維外，還使用石墨，碳的化合物。組分中的有機粘結(jié)劑也要經(jīng)過碳化處理，故碳纖維摩擦材料也稱為碳碳摩擦材料或碳基摩擦材料。 摩擦材料第10頁，共13頁，2022年，5月20日，9點16分，星期四當今摩擦材料發(fā)展現(xiàn)狀No類型 (材料)制動器應 用運用特

9、性歷史和使用區(qū)域1石棉摩擦材料盤/鼓(F/R)轎車.輕卡 卡車1.歐洲北美等已禁用1.中國AM市場仍在使用（50%）2半金屬摩擦材料盤/(F)轎車. 輕卡，皮卡，火車.商用車.運動型車輛1.使用中普遍存在一些問題,改進型材料在一些范圍內(nèi)使用.經(jīng)濟性,合適的性價比。2.盤片高的壽命，抗熱性，耐久性3.重負荷車輛和苛刻條件。1.有代表性區(qū)域在北美，主要在AM.2.在OE車型上已逐步被替代，但改進型 的材料仍使用在重負荷和特別要求苛 刻的條件。3.通用型在中國AM市場仍在大量使用。3少金屬摩擦材料盤/盤/鼓(F/R/R)轎車.輕卡商用車1.發(fā)展中的材料,廣泛的運用。2.高的性價比.優(yōu)良的性能，卓越的

10、解決抗衰退和高速性能的運用。3.舒適的腳踏感。1.歐洲風格的典型運用在AM 和OE市場。特別在滿足OE高檔車型上的應用，如奧迪、奔馳、寶馬。2.同樣運用在福特，通用在歐洲的車型。4有機摩擦材料（NAO）NAO-陶瓷摩擦材料盤/盤/鼓(F/R/R)轎車 輕卡卡車.商用車1.發(fā)展中的材料,廣泛的使用,2.少的積塵，盤/片長的壽命，優(yōu)化的性能,特別適用于解決NVH 噪音方案。1.日本材料的典型風格和運用，但在歐洲和北美突出解決NVH 問題和摩擦副粘附性問題。5粉末冶金摩擦材料疊盤/盤(F/R)賽車.飛機，火車坦克.軍車，船舶工程機械。1.制動和傳動的高速高溫的穩(wěn)定性，速度大于250km/h,溫度高于

11、600的條件和高的壽命1、銅基粉末冶金及陶瓷已替代鐵基。運用在高性能制動器。 2、中國引進銅基粉末冶金運用在時速250km/h以上高速列車上，在世界范圍內(nèi)廣泛使用。6C-C 摩擦材料疊盤/盤(F/R)賽車.飛機1.高模量和強度，卓越的熱傳導和比熱，高的孔隙率。2.高速高溫的穩(wěn)定性，低溫在800 ，高溫在1000 以上的摩擦穩(wěn)定性。1、在90年代末已運用在高性能制動器，在世界范圍內(nèi)廣泛運用在飛機，賽車。 如美國：MD-11,Boeing767,777,F-22 如法國：Airbus等。陶瓷摩擦材料金屬陶瓷摩擦材料C-陶瓷摩擦材料盤/盤(F/R)賽車，重型車輛.飛機.坦克。1、高速高溫苛刻條件下的摩擦穩(wěn)定性，使用溫度在800-1000 以上。 2、特定的摩擦副和吸收高的熱能 。 3、高的氣孔率1、新一代材料已運用在高性能制動器，歐美主要運用在航天軍事，如大重型運輸機，新型戰(zhàn)斗機等。2.C-陶材料將優(yōu)于C-C材料的未來發(fā)展。 第11頁，