As pastilhas de freio são as peças de segurança mais críticas do sistema de freio, que desempenham um papel decisivo na qualidade do efeito de frenagem, e uma boa pastilha de freio é a protetora de pessoas e veículos (aeronaves).
Primeiro, a origem das pastilhas de freio
Em 1897, HerbertFrood inventou as primeiras pastilhas de freio (usando fio de algodão como fibra de reforço) e as usou em carruagens puxadas por cavalos e nos primeiros carros, dos quais foi fundada a mundialmente famosa Ferodo Company. Então, em 1909, a empresa inventou a primeira pastilha de freio solidificada à base de amianto do mundo; Em 1968, foram inventadas as primeiras pastilhas de freio semimetálicas do mundo e, desde então, os materiais de fricção começaram a se desenvolver para serem livres de amianto. No país e no exterior começaram a estudar uma variedade de fibras de substituição de amianto, como fibra de aço, fibra de vidro, fibra de aramida, fibra de carbono e outras aplicações em materiais de fricção.
Em segundo lugar, a classificação das pastilhas de freio
Existem duas maneiras principais de classificar os materiais de freio. Uma delas é dividida pelo uso das instituições. Como materiais para freios de automóveis, materiais para freios de trens e materiais para freios de aviação. O método de classificação é simples e fácil de entender. Um é dividido de acordo com o tipo de material. Este método de classificação é mais científico. Os materiais de freio modernos incluem principalmente as três categorias a seguir: materiais de freio à base de resina (materiais de freio de amianto, materiais de freio sem amianto, materiais de freio à base de papel), materiais de freio de metalurgia do pó, materiais de freio compostos de carbono/carbono e materiais de freio à base de cerâmica.
Terceiro, materiais de freio de automóveis
1, o tipo de material de freio de automóvel de acordo com o material de fabricação é diferente. Pode ser dividida em chapa de amianto, chapa semimetálica ou chapa de baixo teor de metal, chapa NAO (matéria orgânica livre de amianto), chapa de carbono carbono e chapa cerâmica.
1.1.Folha de amianto
Desde o início, o amianto tem sido utilizado como material de reforço para pastilhas de freio, pois a fibra de amianto possui alta resistência e resistência a altas temperaturas, podendo atender aos requisitos de pastilhas de freio, discos e gaxetas de embreagem. Esta fibra tem forte capacidade de tração, pode até combinar com aço de alta qualidade e pode suportar altas temperaturas de 316 ° C. Além do mais, o amianto é relativamente barato. É extraído do minério de anfibólio, encontrado em grandes quantidades em muitos países. Os materiais de fricção de amianto utilizam principalmente fibra de amianto, nomeadamente silicato de magnésio hidratado (3MgO·2SiO2·2H2O) como fibra de reforço. É adicionado um preenchimento para ajustar as propriedades de fricção. Um material compósito de matriz orgânica é obtido pressionando o adesivo em um molde de prensagem a quente.
Antes da década de 1970. As folhas de fricção do tipo amianto são amplamente utilizadas no mundo. E dominou por muito tempo. No entanto, devido ao fraco desempenho de transferência de calor do amianto. O calor de fricção não pode ser dissipado rapidamente. Isso fará com que a camada de decomposição térmica da superfície de fricção engrosse. Aumentar o desgaste do material. Enquanto isso. A água cristalina da fibra de amianto precipita acima de 400 ℃. A propriedade de atrito é significativamente reduzida e o desgaste aumenta drasticamente quando atinge 550°C ou mais. A água cristalina foi em grande parte perdida. O aprimoramento está completamente perdido. Mais importante ainda. Está clinicamente comprovado. O amianto é uma substância que causa sérios danos aos órgãos respiratórios humanos. Julho de 1989. A Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) anunciou que iria proibir a importação, fabricação e processamento de todos os produtos de amianto até 1997.
1.2, chapa semimetálica
É um novo tipo de material de fricção desenvolvido com base em material de fricção orgânico e material de fricção tradicional de metalurgia do pó. Utiliza fibras metálicas em vez de fibras de amianto. É um material de fricção sem amianto desenvolvido pela American Bendis Company no início dos anos 1970.
As pastilhas de freio híbridas "semi-metálicas" (Semi-met) são feitas principalmente de lã de aço áspera como fibra de reforço e uma mistura importante. As pastilhas de freio orgânicas de amianto e sem amianto (NAO) podem ser facilmente distinguidas pela aparência (fibras e partículas finas) e também possuem certas propriedades magnéticas.
Os materiais de fricção semimetálicos possuem as seguintes características principais:
(l) Muito estável abaixo do coeficiente de atrito. Não produz deterioração térmica. Boa estabilidade térmica;
(2) Boa resistência ao desgaste. A vida útil é 3-5 vezes maior que a dos materiais de fricção de amianto;
(3) Bom desempenho de atrito sob alta carga e coeficiente de atrito estável;
(4) Boa condutividade térmica. O gradiente de temperatura é pequeno. Especialmente adequado para produtos de freio a disco menores;
(5) Pequeno ruído de frenagem.
Os Estados Unidos, a Europa, o Japão e outros países começaram a promover o uso de grandes áreas na década de 1960. A resistência ao desgaste da chapa semimetálica é mais de 25% maior que a da chapa de amianto. Atualmente, ocupa uma posição dominante no mercado de pastilhas de freio na China. E a maioria dos carros americanos. Principalmente automóveis e veículos de passageiros e carga. As lonas de freio semimetálicas representaram mais de 80%.
No entanto, o produto também apresenta as seguintes deficiências:
(l) A fibra de aço é fácil de enferrujar, fácil de colar ou danificar o par após a ferrugem, e a resistência do produto é reduzida após a ferrugem e o desgaste aumenta;
(2) Alta condutividade térmica, que é fácil de fazer com que o sistema de freio produza resistência ao gás em alta temperatura, resultando na camada de fricção e no desprendimento da placa de aço:
(3) A alta dureza danificará o material duplo, resultando em vibração e ruído de frenagem de baixa frequência;
(4) Alta densidade.
Embora o "semimetal" não tenha pequenas deficiências, devido à sua boa estabilidade de produção e baixo preço, ainda é o material preferido para pastilhas de freio automotivo.
1.3. Filme NAO
No início da década de 1980, havia uma variedade de lonas de freio sem amianto reforçadas com fibra híbrida no mundo, ou seja, a terceira geração de pastilhas de freio do tipo NAO sem matéria orgânica sem amianto. Sua finalidade é compensar os defeitos dos materiais de freio semimetálicos reforçados com fibra de aço, as fibras utilizadas são fibra vegetal, fibra de arame, fibra de vidro, fibra cerâmica, fibra de carbono, fibra mineral e assim por diante. Devido à aplicação de múltiplas fibras, as fibras da lona de freio se complementam em desempenho e é fácil projetar a fórmula da lona de freio com excelente desempenho abrangente. A principal vantagem da folha NAO é manter um bom efeito de frenagem em baixas ou altas temperaturas, reduzir o desgaste, reduzir o ruído e prolongar a vida útil do disco de freio, representando a atual direção de desenvolvimento dos materiais de fricção. O material de fricção usado por todas as marcas mundialmente famosas de pastilhas de freio Benz/Philodo é o material orgânico livre de amianto NAO de terceira geração, que pode frear livremente em qualquer temperatura, proteger a vida do motorista e maximizar a vida útil do freio disco.
1.4, folha de carbono carbono
O material de fricção composto de carbono é um tipo de material com matriz de carbono reforçada com fibra de carbono. Suas propriedades de fricção são excelentes. Baixa densidade (somente aço); Alto nível de capacidade. Tem uma capacidade térmica muito maior do que materiais de metalurgia do pó e aço; Alta intensidade de calor; Nenhuma deformação, fenômeno de adesão. Temperatura operacional de até 200°C; Bom desempenho de atrito e desgaste. Longa vida útil. O coeficiente de atrito é estável e moderado durante a frenagem. Folhas compostas de carbono-carbono foram usadas pela primeira vez em aeronaves militares. Posteriormente, foi adotado por carros de corrida de Fórmula 1, que é a única aplicação de materiais carbono-carbono em pastilhas de freio automotivo.
O material de fricção composto de carbono carbono é um material especial com estabilidade térmica, resistência ao desgaste, condutividade elétrica, resistência específica, elasticidade específica e muitas outras características. No entanto, os materiais de fricção compostos de carbono-carbono também apresentam as seguintes deficiências: o coeficiente de atrito é instável. É muito afetado pela umidade;
Fraca resistência à oxidação (oxidação severa ocorre acima de 50°C no ar). Elevados requisitos ambientais (seco, limpo); É muito caro. O uso é limitado a campos especiais. Esta é também a principal razão pela qual é difícil promover amplamente a limitação de materiais de carbono.
1,5, peças de cerâmica
Como um novo produto em materiais de fricção. As pastilhas de freio de cerâmica têm as vantagens de não haver ruído, nenhuma queda de cinzas, nenhuma corrosão do cubo da roda, longa vida útil, proteção ambiental e assim por diante. As pastilhas de freio de cerâmica foram originalmente desenvolvidas por empresas japonesas de pastilhas de freio na década de 1990. Aos poucos se torne a nova queridinha do mercado de pastilhas de freio.
O representante típico de materiais de fricção à base de cerâmica são os compósitos C/C-sic, ou seja, compósitos C/SiC com matriz de carboneto de silício reforçados com fibra de carbono. Pesquisadores da Universidade de Stuttgart e do Instituto Alemão de Pesquisa Aeroespacial estudaram a aplicação de compósitos C/C-sic na área de fricção e desenvolveram pastilhas de freio C/C-SIC para uso em carros Porsche. Laboratório Nacional de Oak Ridge com compósitos Honeywell Advnanced, HoneywellAireratf Lnading Systems e sistemas Honeywell CommercialVehicle A empresa está trabalhando em conjunto para desenvolver pastilhas de freio compostas C/SiC de baixo custo para substituir pastilhas de freio de ferro fundido e aço fundido usadas em veículos pesados.
2, vantagens da pastilha de freio composta de cerâmica de carbono:
1, em comparação com as pastilhas de freio de ferro fundido cinza tradicionais, o peso das pastilhas de freio de cerâmica de carbono é reduzido em cerca de 60% e a massa sem suspensão é reduzida em quase 23 kg;
2, o coeficiente de atrito do freio aumenta muito, a velocidade de reação do freio aumenta e a atenuação do freio é reduzida;
3, o alongamento à tração dos materiais cerâmicos de carbono varia de 0,1% a 0,3%, o que é um valor muito alto para materiais cerâmicos;
4, o pedal do disco de cerâmica é extremamente confortável, pode produzir imediatamente a força máxima de frenagem no estágio inicial da frenagem, portanto, não há necessidade de aumentar o sistema de assistência à frenagem, e a frenagem geral é mais rápida e mais curta do que o sistema de frenagem tradicional ;
5, para resistir ao calor elevado, existe um isolamento térmico cerâmico entre o pistão do freio e a camisa do freio;
6, o disco de freio de cerâmica tem durabilidade extraordinária, se o uso normal for substituição gratuita para toda a vida, e o disco de freio de ferro fundido comum é geralmente usado por alguns anos para substituição.
Horário da postagem: 08/09/2023