Les plaquettes de frein sont les pièces de sécurité les plus critiques du système de freinage, qui joue un rôle décisif dans la qualité de l'effet de freinage, et un bon plaquettes de frein est le protecteur des personnes et des véhicules (avion).
Tout d'abord, l'origine des plaquettes de frein
En 1897, Herbertfrood a inventé les premiers plaquettes de frein (en utilisant du fil de coton comme fibre renforçant) et les a utilisées dans des voitures à cheval et des premières voitures, à partir desquelles la compagnie de Ferodo de renommée mondiale a été fondée. Puis, en 1909, la société a inventé le premier plaque de frein à base d'amiante solidifié au monde; En 1968, les premiers plaquettes de frein à base de semi-métaux au monde ont été inventées, et depuis lors, les matériaux de friction ont commencé à se développer vers l'amiante. Au pays et à l'étranger a commencé à étudier une variété de fibres de remplacement de l'amiante telles que les fibres d'acier, les fibres de verre, les fibres d'aramide, la fibre de carbone et d'autres applications dans les matériaux de friction.
Deuxièmement, la classification des plaquettes de frein
Il existe deux façons principales de classer les matériaux de freinage. L'un est divisé par l'utilisation des institutions. Tels que les matériaux de frein automobile, les matériaux de freinage et les matériaux de frein à l'aviation. La méthode de classification est simple et facile à comprendre. L'un est divisé en fonction du type de matériau. Cette méthode de classification est plus scientifique. Les matériaux de freinage modernes comprennent principalement les trois catégories suivantes: matériaux de frein à base de résine (matériaux de frein d'amiante, matériaux de frein non asbestos, matériaux de frein à base de papier), matériaux de frein à métallurgie en poudre, matériaux de frein à composite en carbone / carbone et matériaux de frein à base de céramique.
Troisièmement, les matériaux de frein automobile
1, le type de matériaux de frein automobile selon le matériau de fabrication est différent. Il peut être divisé en feuille d'amiante, feuille de semi-métal ou feuille à faible métal, nao (matière organique libre d'amiante), feuille de carbone en carbone et feuille de céramique.
1.1. Feuille d'Asbestos
Dès le début, l'amiante a été utilisé comme matériau de renforcement pour les plaquettes de frein, car la fibre d'amiante a une résistance élevée et une résistance à haute température, il peut donc répondre aux exigences des plaquettes de frein et des disques et joints d'embrayage. Cette fibre a une forte capacité de traction, peut même correspondre à l'acier de haute qualité et peut résister à des températures élevées de 316 ° C. De plus, l'amiante est relativement bon marché. Il est extrait du minerai d'amphibole, qui se trouve en grande quantité dans de nombreux pays. Les matériaux de frottement de l'amiante utilisent principalement des fibres d'amiante, à savoir le silicate de magnésium hydraté (3MGO · 2SIO2 · 2H2O) comme fibre de renforcement. Un remplissage pour ajuster les propriétés de frottement est ajouté. Un matériau composite à matrice organique est obtenu en appuyant sur l'adhésif dans un moule à presse à chaud.
Avant les années 1970. Les feuilles de friction de type amiante sont largement utilisées dans le monde. Et dominé pendant longtemps. Cependant, en raison des mauvaises performances de transfert de chaleur de l'amiante. La chaleur par friction ne peut pas être dissipée rapidement. Il entraînera l'épaississement de la couche de décroissance thermique de la surface de frottement. Augmenter l'usure des matériaux. En attendant. L'eau cristalline de la fibre d'amiante est précipitée au-dessus de 400 ℃. La propriété de friction est considérablement réduite et l'usure augmente considérablement lorsqu'elle atteint 550 ℃ ou plus. L'eau cristalline a été largement perdue. L'amélioration est complètement perdue. Plus important encore. Il est médicalement prouvé. L'amiante est une substance qui subit de graves dommages aux organes respiratoires humains. Juillet 1989. L'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) a annoncé qu'elle interdirait l'importation, la fabrication et la transformation de tous les produits d'amiante d'ici 1997.
1.2, feuille de semi-métal
Il s'agit d'un nouveau type de matériau de frottement développé sur la base du matériau de frottement organique et du matériau de frottement de métallurgie de la poudre traditionnelle. Il utilise des fibres métalliques au lieu de fibres d'amiante. Il s'agit d'un matériau de frottement non-Asbestos développé par l'American Bendis Company au début des années 1970.
Les plaquettes de frein hybrides "semi-métaux" (semi-métal) sont principalement en laine d'acier rugueuse comme fibre de renforcement et un mélange important. Les plaquettes de frein organiques de l'amiante et des non-asbestos (NAO) peuvent être facilement distinguées de l'apparence (fibres fines et particules), et ils ont également certaines propriétés magnétiques.
Les matériaux de friction semi-métallique ont les principales caractéristiques suivantes:
(l) Très stable en dessous du coefficient de frottement. Ne produit pas de décroissance thermique. Bonne stabilité thermique;
(2) Bonne résistance à l'usure. La durée de vie est 3 à 5 fois celle des matériaux de frottement de l'amiante;
(3) Bonnes performances de friction sous une charge élevée et un coefficient de frottement stable;
(4) bonne conductivité thermique. Le gradient de température est petit. Particulièrement adapté aux petits produits de frein à disque;
(5) petit bruit de freinage.
Les États-Unis, l'Europe, le Japon et d'autres pays ont commencé à promouvoir l'utilisation de grandes zones dans les années 1960. La résistance à l'usure de la feuille de semi-métal est supérieure à 25% plus élevée que celle de la feuille d'amiante. À l'heure actuelle, il occupe une position dominante sur le marché des plaquettes de frein en Chine. Et la plupart des voitures américaines. En particulier les voitures et les véhicules de passagers et de cargaison. La doublure de frein semi-métal a représenté plus de 80%.
Cependant, le produit a également les lacunes suivantes:
(l) La fibre d'acier est facile à rouiller, facile à coller ou à endommager la paire après la rouille, et la résistance du produit est réduite après la rouille et l'usure est augmentée;
(2) Haute conductivité thermique, ce qui est facile à provoquer la production du système de freinage à haute température, ce qui entraîne la couche de frottement et le détachement de la plaque d'acier:
(3) La dureté élevée endommagera le double matériau, entraînant des bavardages et un bruit de freinage à basse fréquence;
(4) haute densité.
Bien que "semi-métal" n'ait pas de petites lacunes, mais en raison de sa bonne stabilité de production, un prix bas, il est toujours le matériau préféré pour les plaquettes de frein automobile.
1.3. Film nao
Au début des années 1980, il y avait une variété de doublures de frein sans amiante renforcées par les fibres hybrides dans le monde, c'est-à-dire la troisième génération de plaquettes de frein de type NaO de matière organique sans amiante. Son objectif est de compenser les défauts des matériaux de frein semi-métalliques renforcés uniques, les fibres utilisées sont la fibre végétale, la fibre d'aramong, la fibre de verre, la fibre de céramique, la fibre de carbone, la fibre minérale, etc. En raison de l'application de multiples fibres, les fibres dans la doublure de frein se complètent mutuellement en performances, et il est facile de concevoir la formule de revêtement de frein avec d'excellentes performances complètes. Le principal avantage de la feuille de NaO est de maintenir un bon effet de freinage à basse ou haute température, de réduire l'usure, de réduire le bruit et de prolonger la durée de vie du disque de freinage, représentant la direction de développement actuelle des matériaux de friction. Le matériau de frottement utilisé par toutes les marques de renommée mondiale de plaquettes de frein Benz / Philodo est le matériau organique sans amiante de troisième génération Nao, qui peut freiner librement à n'importe quelle température, protéger la durée de vie du conducteur et maximiser la durée de vie du disque de frein.
1.4, feuille de carbone en carbone
Le matériau de frottement composite en carbone est une sorte de matériau avec une matrice de carbone renforcée en fibre de carbone. Ses propriétés de friction sont excellentes. Faible densité (acier uniquement); Niveau de capacité élevée. Il a une capacité thermique beaucoup plus élevée que les matériaux de métallurgie de poudre et l'acier; Intensité de chaleur élevée; Pas de déformation, phénomène d'adhésion. Température de fonctionnement jusqu'à 200 ℃; Bonnes performances de friction et d'usure. Longue durée de vie. Le coefficient de frottement est stable et modéré pendant le freinage. Des feuilles composites en carbone-carbone ont d'abord été utilisées dans des avions militaires. Il a été adopté plus tard par les voitures de course de Formule 1, qui est la seule application de matériaux de carbone en carbone dans les plaquettes de frein automobile.
Le matériau de frottement composite en carbone est un matériau spécial avec stabilité thermique, résistance à l'usure, conductivité électrique, résistance spécifique, élasticité spécifique et de nombreuses autres caractéristiques. Cependant, les matériaux de frottement composite carbone-carbone ont également les lacunes suivantes: le coefficient de frottement est instable. Il est grandement affecté par l'humidité;
Mauvaise résistance à l'oxydation (une oxydation sévère se produit au-dessus de 50 ° C dans l'air). Exigences élevées pour l'environnement (sec, propre); C'est très cher. L'utilisation est limitée aux champs spéciaux. C'est également la principale raison pour laquelle la limitation des matériaux de carbone en carbone est difficile à promouvoir largement.
1,5, pièces en céramique
En tant que nouveau produit dans les matériaux de friction. Les plaquettes de frein en céramique ont les avantages sans bruit, sans cendres qui tombent, sans corrosion de moyeu de roue, une longue durée de vie, une protection de l'environnement, etc. Les plaquettes de frein en céramique ont été initialement développées par des compagnies de plaquettes de frein japonaises dans les années 1990. Devenez progressivement le nouveau chouchou du marché des plaquettes de frein.
Le représentant typique des matériaux de frottement à base de céramique est les composites C / C-SIC, c'est-à-dire des composites C / SIC à carbure de silicium renforcé en fibre de carbone. Des chercheurs de l'Université de Stuttgart et de l'Institut de recherche aérospatiale allemand ont étudié l'application de composites C / C-SIC dans le domaine de la friction et ont développé des plaquettes de frein C / C-SIC pour une utilisation dans les voitures Porsche. Laboratoire national d'Oak Ridge avec des composites adverses Honeywell, des systèmes de lnading honeywelaireatf et des systèmes Honeywell CommercialVehicle La société travaille ensemble pour développer des plaquettes de frein à faible coût C / SIC pour remplacer les plaquettes de frein en fonte et en acier foncé utilisées dans les véhicules lourds.
2, plaquettes de frein à composite en céramique en carbone: Avantages:
1, par rapport aux plaquettes de frein en fonte grise traditionnelles, le poids des plaquettes de frein en céramique de carbone est réduit d'environ 60% et la masse non suspension est réduite de près de 23 kilogrammes;
2, le coefficient de frottement des freins a une augmentation très élevée, la vitesse de réaction du frein est augmentée et l'atténuation du frein est réduite;
3, l'allongement de traction des matériaux en céramique en carbone varie de 0,1% à 0,3%, ce qui est une valeur très élevée pour les matériaux en céramique;
4, la pédale de disque en céramique est extrêmement confortable, peut immédiatement produire la force de freinage maximale au stade initial de freinage, il n'est donc même pas nécessaire d'augmenter le système d'assistance au freinage, et le freinage global est plus rapide et plus court que le système de freinage traditionnel;
5, afin de résister à une chaleur élevée, il y a une isolation de la chaleur en céramique entre le piston de frein et la doublure de frein;
6, le disque de frein en céramique a une durabilité extraordinaire, si une utilisation normale est un remplacement sans vie et un disque de frein en fonte ordinaire est généralement utilisé pendant quelques années à remplacer.
Heure du poste: Sep-08-2023