《中重型汽车鼓式非石棉刹车片安全性能研究初探》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中重型汽车鼓式非石棉刹车片安全性能研究初探（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五届(成都)国际摩擦与密封材料技术交流暨产品展示会论文中重型汽车鼓式非石棉刹车片 安全性能研究初探于清武广西科学院应用物理研究所，广西南宁530003)摘要：本文介绍了以钢纤维、玻璃纤维及矿物纤维生产非石棉摩擦材料的研究过程和工艺方 法。试验结果证明，该产品适用于中重型卡车使用，并且符合环保、安全及制动平稳的高性能要求。 关键词：汽车新材料非石棉摩擦刹车片Abstract：The article introduces the research process to reach a production techniclue by which nonasbestos friction mate
2、rials mav be made from steel fiber，gls fiber，and mineral fiberLaboratorv test has shown that the products meeting perfect performance requirements for cnvironment al protec lion，safety，and steady braking and is suitable for medium to heavy duty trucksKeywords：Automobile New material Nonasbestos Brak
3、ing platel非石棉刹车片的研究背景 积极寻找石棉替代品，并且取得了一些进展，如 刹车片是汽车制动系统的关键元件，它的改用有机纤维、金属纤维、硅纤维等。但由于这 性能优劣直接关系到车辆和行车的安全。随着些纤维应用于汽车刹车片时存在着生产工艺复 汽车工业的飞速发展，汽车用户对制动安全性杂，价格昂贵，易损伤对偶件，噪音大等种种缺能的要求越来越高，传统的石棉刹车片在高温 点，使它们很难完全取代汽车刹车片中的石棉。 下使用时，会出现摩擦系数大幅度降低的“热衰 随着我国加入WTO，各项生产技术产品应 退”现象，磨损剧增，在连续刹车的情况下，刹车 更多地与国际接轨，特别是作为支柱产业的汽 片表面工作
4、温度可达500以上，需要高耐温高 车工业，如何提高产品性能，使产品更新换代， 耐磨的刹车材料来维持汽车制动性能的稳定， 使之与国际化更快地接轨，对汽车摩擦材料非 保证行车安全。目前市场上常见的汽车刹车片 石棉化进程的不断推进，已经成为各个科研机 多为石棉制品，工艺简单，成本低廉，制动性能 构及从事摩擦材料生产的有识之士的广泛共 及耐热性能差，强度弱，且石棉被磨损成微粒， 识，这也是适应我国加入WTO后国际市场的迫 悬浮在空中，如被人体吸人，容易造成肺和气管 切需要。非石棉刹车片的研究，对改善中重型 的严重疾病，且制动温度达到400以上时，石 卡车的安全行车性能具有重要的意义。 棉材料 失去结晶
5、水，从而造成制动失灵。因而 国家的产业政策和汽车工业的发展趋势， 石棉摩擦材料目前已被许多国家限制使用，目 加上目前社会汽车的巨大保有量和巨大数量的 前国际上已有22个国家签订了拒绝使用石棉 汽车更新，以及非石棉刹车片耐高温性能突出， 的联盟条约。根据我国汽车制动系统结构、性 耐热衰退性能优良的优势，对安全行车具有重 能和试验方法(GBl2676-1999)的规定，制动 要的支持作用，表明非石棉刹车片生产具有巨 器衬片应不含有石棉，在2003年10月1日起执 大的市场发展前景。 行，标志着我国将从此全面禁止使用石棉摩擦 2研究思路 材料。为此，国内许多摩擦材料生产企业都在为了替代汽车刹车材料中
6、的石棉纤维，人64摩擦密封材料 2003年第三期们使用了多种新型的增强纤维材料，相应产生定、磨损率较低的效果，保证了行驶的安全可 了不同类型的新型汽车刹车材料。如半金属靠。 型、聚合物牯结型、陶瓷纤维型、复合纤维型 以 非石棉刹车材料，主要由粘合剂、钢纤维和 及粉末冶金型等刹车材料。80年代中期，汽车 填料三大部分组成。 发达国家的新型汽车刹车 材料基本成熟。我国粘合剂是基体，它是对热最敏感的组份，也 汽车制造技术落后对汽车刹车材料的研究较是影响刹车片摩擦磨损性能的主要因素。通过 晚，对半金属型刹车材料研究得较多，但仍处于 对多种树脂进行对比试验后，本研究选用了耐 起步阶段。 高温的改性酚醛树
7、脂，做研制刹车片的粘合剂。我们在参考了大量的专利文献以及个人经树脂是刹车片的基体，通过树脂的粘合将增强 验后，根据国内外从事摩擦材料研究开发的理纤维和填料组成整体，在刹车片受压时，主要是论依据和对粘结剂、增强剂、改性剂单体试验结 树脂承受载荷和起着传递载荷、均衡载荷的作 论的数据分析后认为，在目前学术界发现的18用。所以，树脂本身的性能和含量与刹车片的 种可替代石棉的重要纤维材料中，利用金属纤 制动性、热稳定性、磨损及机械强度密切相关。 维、矿物纤维、树脂等的相应关系，深入研究，合 由于高温下树脂的热分解，使摩擦材料出现热 理搭配比例，使其在制品中发挥比原使用的石 衰退现象，同时也造成磨损的增
8、加。因此，树脂 棉纤维更理想的摩擦性能，突出的是热稳定性， 含量不宜过多，但过少则起不到基体粘结的作 起到改善摩擦性能的主体作用。同时，通过对 用。经多次性能对比试验，确定有机树脂粘合 各种非石棉纤维的性能分析和价格比较，针对 剂的含量为20-30。 人们对汽车起步平稳 性、安全性以及国家要求钢纤维是增强组份，主要用于提高刹车片 的环保性能的要求，选择钢纤维、玻璃纤维以及 的机械强度。为此我们选择了钢纤维作为增强矿物纤维等取代石棉纤维，研制成功了中重型 材料，其含量过多会使摩擦材料变硬，影响使用 卡车非石棉摩擦材料。 时的粘合性，同时也使材料的比重过大；含量太3、配方的提出少，使机械强度满足不
9、了要求。通过试验，确定 国外主要科研部门、生产单位在配方确定 钢纤维和其他纤维含量为30一40。和试验中不只是简单地研究配方、工艺，而重要 填料主要有三大类，即固体润滑剂、增摩剂 的是研究摩擦机理，从机理的研究来解决配方和金属粉。固体润滑剂。主要用于提高刹车片 工艺和相对制动装置系统、对偶件的相互作用， 的耐磨性和摩擦稳定性，增摩剂主要用于提高 进行了比较细致的研究。我们在配方提出时首刹车片的摩擦性能和降低产品成本，金属粉主 先通过反复实验，多方位的分析各种原材料成 要用于提高刹车片的导热性。本研究根据研制 分组合，每种成分的相应作用及其在每个温升 产品的性能要求以及各种原材料本身的特性， 阶
10、段的摩擦性能反映出的规律性，以及原料颗筛选出了所需的填料。其中，摩擦性能调节剂 粒大小、加入量影响等因素，找出极限投入量和 2535，弹性胶体料210。 优选出最佳搭配。并且从车辆实际使用出发， (2)工艺设计：采用生产汽车用摩擦材料的 找出各种行驶速度稳定刹车的耐速性和不同制 生产工艺与生产设备。首先按配方准确称取各 动方式(点刹、急刹等)的理想制动的耐压性。 种原材料，依次加入犁耙式高速混料机中，混约 我们在设计配方中，还采用了耐磨、耐高温多孔 35分直到混合均匀，然后再准确称取混合料， 材料，以降低磨耗，降低制动器噪音。尤其是改 投入热压模中进行热压，在温度150160。(2，单 性剂配
11、比量的投入比和其成分组合的调整上十 位压力为1518MPa，进行压制。时间为12 分重要。随着使用时温度等因素对制品表面的 分毫米，最后在最高温度160。C下热处理810 影响改性剂、粘结剂进一步发挥了作用，且磨 小时。再对表面进行磨制、钻孔及检验包装即 损呈下降趋势，特别在高速紧急制动、长大坡道 为成品。生产工艺流程：称量一混料一热压成 连续制动，城市频繁制动都会收到摩擦系数稳 型一热处理一磨内、外弧一钻iL一检验、入库65第五届(成都)国际摩擦与密封材料技术交流暨产品展示会论文4、性能测试与分析 41 150D一1定速式摩擦性能测试为了对研制的产品有一个正确和全面的了 测试按GB57631
12、998标准，试验设备采用解，研制出满意的产品，我们做了较全面的性能 150DII定速式摩擦试验机。测试。150D11定速式摩擦性能测试结果如下表所示： 150D定速式摩擦性能测试结果产品名称 载重车刹车片 型号 3类序号 检验项目 计量单位 标准要求 检验结果 单项评定1摩擦系数(“)升温 降温100 0250650408 0400 符合150qC 0250700466 0430 符合200 0250700483 0410 符合2500C O200700474 0450 符合300 O150700407 十符合2 磨损率100 107Cm3Nm050 O175 符合150 107Cm3Nm07
13、0 0193 符合200 10一7Cm3Nm100 O242 符合250 107Cm3Nm150 0288 符合300 107Cm3Nm300 符合42整车道路制动系统制动性能测试0型和I型制动性能试验在广西某旧飞机 我们将这次生产的中试产品发到广西某汽场地进行，路面为水泥路。车生产企业，并依据GB72581997机动车运型制动性能试验在广西某山区路段进 行安全技术条件和GBl26761999汽车制动行。 系结构、性能和试验方法的标准进行整车道路 制动性能测试载荷性能测试。载荷种类：沙袋 通 过对该非石棉刹车片制动器配装载荷状态：均布车厢LZl 130MDl5M两辆试验车分别进行整车0型装载重
14、量：7000kg 和I、型制动性能试验，测试该非石棉刹车片0型和I、型制动性能试验结果如下表所 装车后的冷态摩擦性能及抗热衰退性能。 示：制动性能测试道路：摩擦密封材料 2003年第三期0型和I、型制动性能试验结果01#车02#车试验项目 最低标准要求 空载 满载 空载 满载正向 反向 正向反向 正向 反向 正向 反向制动初速度v0588(kmh) 616 603 605 59 8 604 595 59 6 60 0 制动初速度 制动距离s3669(m) 235 23 4 268 268 233 216 26 O 258 大于等于 充分发出的平均减速度MFDD5 588kmh732 694 6
15、12 609 694 7 456 2l 6 27 (m一) 且脱开发动最大踏板控制力F700(N)280270280280270280280280 机的性能试验车辆任何部位不超出3 7米跑道未超 未超 未超 未超 未超 未超 未超 未超出出出出出出出出初速度(kmh) 58859 9 60 20型控制力平均值控制力(N) 280 270 (280280)制动稳定性 不超出3 7米宽车道未超出 未超出 0型实测值80重复制动后 制动距离 (459)282 287 热制动器效 (m) 0型实测值60 能(I型)(367367) (满载) 0型实测值80MFDD(45 9)5 835 77 (s2)“0”型实测值60(367367)间隔时间(s) 605859制动初速度V0588(kmh) 60 659 8制动距离s50 63(m)303 26 6型制动性充分发出的平均减速度MFDD33能试验(满567 604 (82) 载) 最大踏板控制力F700(N)270290车辆任何部位不超出37米跑道 未超出 未超出是否有拖刹现象 无拖刹现象 无拖刹现象43试验结论 板控制力均符合GBl26761999(汽车制动系 通
