剎車片的使用材料常識(shí)

發(fā)布時(shí)間：2018-08-14

　　剎車片是指固定在與車輪旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤上的摩擦材料，其中的摩擦襯片及摩擦襯塊承受外來(lái)壓力，產(chǎn)生摩擦作用從而達(dá)到車輛減速的目的。
　　摩擦塊是被鉗夾活塞推動(dòng)擠壓在制動(dòng)盤上的摩擦材料，由于摩擦作用，摩擦塊會(huì)逐漸被磨損，一般來(lái)講成本越低的剎車片磨損得越快。摩擦塊分為摩擦材料和底板兩部分，摩擦材料部分在磨損后仍然可以使用，摩擦材料使用完后，底板與制動(dòng)盤就會(huì)直接接觸，最終會(huì)喪失制動(dòng)效果并損壞制動(dòng)盤，而制動(dòng)盤的修理費(fèi)用是十分昂貴的。
　　一般，對(duì)剎車片的基本要求主要有耐磨損、摩擦系數(shù)大、優(yōu)良的隔熱性能。
　　按制動(dòng)方式的不同剎車片可分為：鼓式制動(dòng)剎車片和盤式制動(dòng)剎車片兩種，按材料的不同剎車片一般可分為石棉型、半金屬型、NAO型(即無(wú)石棉有機(jī)物型)剎車片等三種。
　　隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，像其它制動(dòng)系統(tǒng)的部件一樣，剎車片本身在近幾年也在不斷地發(fā)展和變化。
　　傳統(tǒng)制造工藝中，在剎車片上使用的摩擦材料是由多種粘合劑或添加劑組成的混合物，并在其中添入纖維以提高其強(qiáng)度，起加固作用。剎車片生產(chǎn)廠家在關(guān)于使用材料的公布上特別是新配方上往往是守口如瓶的，當(dāng)然，一些成分配料如：云母、硅石、橡膠碎片等是公開(kāi)的。而剎車片制動(dòng)的最終效果、抗磨損能力、抗溫能力及其它性能將取決于不同成分間的相對(duì)比例。以下就簡(jiǎn)單談一談幾種不同材質(zhì)的剎車片。
　　石棉型剎車片從最初開(kāi)始石棉就已經(jīng)被用作剎車片的加固材料，由于石棉纖維具有高強(qiáng)度和耐高溫的特性，因此可以滿足剎車片及離合器盤和襯墊的要求。這種纖維具有較強(qiáng)的抗張能力，甚至可以同高級(jí)鋼材相匹配，并且可以承受316℃的高溫。更重要的是石棉相對(duì)廉價(jià)，它是從閃石礦石中提煉出來(lái)的，而此種礦石在很多國(guó)家已被大量發(fā)現(xiàn)。
　　在石棉型剎車片的成分比例中，石棉占到40-60%，但是人們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)多數(shù)石棉具有潛在的危害，石棉已被醫(yī)學(xué)界證實(shí)是致癌物質(zhì)，其針狀的纖維很容易進(jìn)入肺部并停留，造成剌激，最終可導(dǎo)致肺癌的發(fā)生，但這種病癥潛伏期可長(zhǎng)達(dá)15-30年，所以人們往往認(rèn)識(shí)不到由石棉引發(fā)的危害。
　　只要石棉纖維被摩擦材料自身固定后將不會(huì)對(duì)工作人員的健康造成危害，但是當(dāng)石棉纖維伴隨著制動(dòng)摩擦形成制動(dòng)塵埃而排放時(shí)，就可能成為一系列影響健康的根源。
　　根據(jù)美國(guó)職業(yè)安全與健康協(xié)會(huì)(OSHA)做出的測(cè)試，每進(jìn)行一次常規(guī)性的摩擦試驗(yàn)，剎車片就會(huì)產(chǎn)生數(shù)百萬(wàn)之多的石棉纖維散發(fā)到空氣中，而且這種纖維遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人的頭發(fā)，是肉眼無(wú)法觀察到的，所以一次呼吸可能吸人成千上萬(wàn)的石棉纖維而人們卻毫無(wú)察覺(jué)。同樣，如果用空氣管將制動(dòng)鼓或制動(dòng)部件中的制動(dòng)塵埃吹走，也可以將無(wú)數(shù)石棉纖維吹到空氣中，而這些塵埃，不但會(huì)影響工作技師的健康，同樣也會(huì)對(duì)任何在場(chǎng)的其他人員造成健康損害。甚至一些極其簡(jiǎn)單的操作如：用錘子敲擊制動(dòng)鼓使其寬松，讓內(nèi)部制動(dòng)塵埃出來(lái)，也可以產(chǎn)生大量石棉纖維飄到空氣中。更讓人擔(dān)心的是：一旦纖維漂浮在空氣中將持續(xù)數(shù)小時(shí)，然后它們會(huì)粘在衣服上、桌面上、工具上等一切你能想到的物體表面上。任何時(shí)候一但遇到攪動(dòng)(如打掃衛(wèi)生、走動(dòng)、使用氣動(dòng)工具時(shí)產(chǎn)生空氣流)，它們又都將重新漂浮到空氣當(dāng)中。通常情況下，一旦這種材料進(jìn)入到工作環(huán)境，它將在那里停留數(shù)月甚至幾年之久，對(duì)在那里工作的人員甚至是客戶造成潛在的健康影響。
　　美國(guó)職業(yè)安全與健康協(xié)會(huì)(OSHA)還指出：人們的工作環(huán)境中的石棉纖維含量只有每平方米不超過(guò)0.2個(gè)才是安全的，同時(shí)應(yīng)盡可能減少日常制動(dòng)維修工作中產(chǎn)生的石棉塵埃，盡量避免可能造成釋放塵埃的工作(如敲擊剎車片等)。
　　但是除了危害健康方面的因素外，石棉型剎車片還存在著另一個(gè)重要問(wèn)題。由于石棉是絕熱的，其導(dǎo)熱能力特別差，通常反復(fù)使用制動(dòng)器會(huì)使熱量在剎車片中堆積起來(lái)，剎車片變熱后，它的制動(dòng)性能就要發(fā)生改變，要產(chǎn)生同樣的摩擦和制動(dòng)力會(huì)需要更多的踩剎車次數(shù)，這種現(xiàn)象被稱為“制動(dòng)萎縮”，如果剎車片達(dá)到一定的熱度，將導(dǎo)致制動(dòng)失靈。
　　當(dāng)車輛制造商和制動(dòng)材料供應(yīng)商決定發(fā)展新的更安全的石棉替代品時(shí)，新的摩擦材料幾乎同時(shí)應(yīng)運(yùn)而生。這就是下面要談到的“半金屬”混合物型和無(wú)石棉有機(jī)物型(NAO)剎車片。
　　“半金屬”混合物型剎車片“半金屬”混合物型剎車片(Semi-met)主要是采用粗糙的鋼絲絨作為加固纖維和重要的混合物。從外觀上(細(xì)的纖維和微粒)可以很方便地將石棉型和無(wú)石棉有機(jī)物型剎車片(NAO)區(qū)分開(kāi)來(lái)，另外它們還具有一定的磁性。
　　鋼絲絨具有較高的強(qiáng)度和導(dǎo)熱性，這使得“半金屬”混合物型剎車片同傳統(tǒng)的石棉型剎車片有著不同的制動(dòng)特性。例如：“半金屬”剎車片內(nèi)部金屬含量較高而強(qiáng)度大，高金屬含量同時(shí)也改變了剎車片的摩擦特性，通常是指“半金屬”剎車片需要更高的制動(dòng)壓力來(lái)完成同樣的制動(dòng)效果。特別是在低溫環(huán)境中高金屬含量同樣也就意味著剎車片會(huì)引起較大的制動(dòng)盤或制動(dòng)鼓的表面磨損，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生更大的噪音。
　　“半金屬”混合物型剎車片(Semi-met)的主要優(yōu)點(diǎn)在于它的溫控能力及較高的制動(dòng)溫度，同石棉型的傳熱性能差與制動(dòng)盤、制動(dòng)鼓的冷卻能力差相比它們?cè)趧x車時(shí)幫助制動(dòng)盤和制動(dòng)鼓將熱量從其表面上散發(fā)出去，熱量被傳遞到制動(dòng)鉗及其組件上。當(dāng)然如果這些熱量處理不當(dāng)也會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，剎車液受熱后溫度會(huì)上升，如果溫度達(dá)到一定水平，將導(dǎo)致制動(dòng)萎縮和剎車液沸騰。這種熱量同時(shí)對(duì)制動(dòng)鉗、活塞密封圈及回位彈簧也有一定的影響，會(huì)加快這些組件老化，這也是在制動(dòng)維修時(shí)要重新裝配制動(dòng)鉗及更換金屬件的原因。
　　無(wú)石棉有機(jī)物型剎革材料{NAO)無(wú)石棉有機(jī)物型剎車材料主要使用玻璃纖維、芳香族聚酷纖維酷或其它纖維(碳、陶瓷等)來(lái)作為加固材料，其性能主要取決于纖維的類型及其它添加混合物。
　　無(wú)石棉有機(jī)物剎車材料主要是作為石棉的替代晶而研制的，用于制動(dòng)鼓或制動(dòng)蹄，但是近期它們也正在開(kāi)始被嘗試用作前盤式剎車片的替代品。就性能而言，NAO型剎車片更接近石棉剎車片，而不是半金屬剎車片。它不像半金屬剎車片那樣具有良好的導(dǎo)熱性和良好的高溫可控性。
　　新型的NAO原材料與石棉剎車片相比有何不同?典型的石棉為基礎(chǔ)的摩擦材料含有五到七種基礎(chǔ)混合物，它們包括加固用石棉纖維、多種添加材料以及粘合劑等，如亞麻仁油、樹(shù)脂、苯酣醒、樹(shù)脂。相比較而言，NAO摩擦材料大約包含十七種不同的棍合物材料，因?yàn)槿サ羰薏荒艿韧诤?jiǎn)單地更換一種替代品，而需要用一大批混合物來(lái)保證制動(dòng)性能，使之持平或超過(guò)石棉摩擦塊的制動(dòng)效果。
　　NAO型剎車片的材料已經(jīng)歷了幾次變革，現(xiàn)在的NAO材料在諸多方面已經(jīng)有效地超過(guò)了石棉剎車片的性能，這主要是在抗摩性能及噪音等方面。
　　當(dāng)然規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)首先應(yīng)確定下來(lái)，因?yàn)橹挥羞@樣才能檢驗(yàn)任何新的摩擦材料配方。這些規(guī)范中應(yīng)包括摩擦性能、抗疲勞能力、溫度適應(yīng)性、抗磨損能力以及噪音等。摩擦材料越好摩擦塊在不同的溫度及壓力下的摩擦性能保持得越好，換句話說(shuō)，在低溫或高溫情況下，其性能應(yīng)變化不大。摩擦材料越好，反復(fù)制動(dòng)后越不可能出現(xiàn)制動(dòng)萎縮，這使得“制動(dòng)踏板感覺(jué)”保持良好。較好的材料同時(shí)也會(huì)減少磨損，降低噪音。早先的NAO剎車片只達(dá)到了其中一部分的要求，但現(xiàn)在已基本完全達(dá)到。如今的NAO剎車片比石棉剎車片的使用壽命明顯延長(zhǎng)，同時(shí)還有利于延長(zhǎng)制動(dòng)鼓與制動(dòng)盤的使用壽命。
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