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當前位置：首頁(ye) > 技術支持(chi) > 化(hua)工填料類 > 硫(liu)酸(suan)鈣晶須在剎車片生產(chan)中的(de)應用現狀
（荊門市磊鑫石膏制品(pin)有限公司 湖北荊門 448000）
關鍵詞：硫酸鈣 晶須 剎車(che)片
引言
中(zhong)國汽(qi)車(che)(che)工(gong)業的(de)快(kuai)速發展將直(zhi)接帶動剎(cha)車(che)(che)片生產企業的(de)同步(bu)發展，同時將從剎(cha)車(che)(che)片存(cun)量和(he)增(zeng)量兩個角度來影響未來汽(qi)車(che)(che)剎(cha)車(che)(che)片的(de)市(shi)場需求情況。在存(cun)量市(shi)場，由于(yu)剎(cha)(cha)車片屬于(yu)易耗品，更新的(de)頻率較(jiao)快，巨大的(de)汽車保有量將刺激國(guo)內售后(hou)市場剎(cha)(cha)車片的(de)需(xu)求；同時，在(zai)增(zeng)量市場，產銷兩(liang)旺的(de)態勢使得剎(cha)(cha)車片在(zai)配(pei)套市場依舊需(xu)求很大。因此，國(guo)際金融(rong)危機(ji)導(dao)致世界(jie)經濟持續(xu)低迷對剎(cha)(cha)車片行(xing)業的(de)影響已(yi)逐漸(jian)消失，行(xing)業回暖的(de)跡象(xiang)已(yi)經顯(xian)現，剎(cha)(cha)車片行(xing)業正(zheng)迎來一個大好(hao)的(de)發展機(ji)遇(yu)。
1剎車片的概念
“剎(cha)車片(pian)”是(shi)制動(dong)器(qi)襯片(pian)的俗(su)稱，是(shi)接觸制動(dong)鼓(盤)的摩擦材料。當駕駛員有(you)剎車(che)行為時(shi)，剎車(che)片受(shou)到(dao)壓力，與制動(dong)鼓(盤)產(chan)生摩擦力，從而達(da)到(dao)車(che)(che)輛(liang)減速的(de)目的(de)。剎車(che)(che)片(pian)是車(che)(che)輛(liang)制動(dong)(dong)系(xi)統重要(yao)的(de)安全件(jian)，其質量好壞直接影響車(che)(che)輛(liang)的(de)制動(dong)(dong)性能，關系(xi)到(dao)車(che)(che)輛(liang)駕乘人員的(de)生命財產(chan)安全。一般說來(lai)，對剎車(che)(che)片(pian)的(de)基本(ben)要(yao)求是摩擦系(xi)數穩定，磨耗小且(qie)主要(yao)是自我(wo)磨損，不(bu)傷(shang)制動(dong)(dong)鼓(盤)摩擦表面，不與摩擦對像表面粘(zhan)連，不產生有害健(jian)康(kang)的物質，無噪音公害，有足夠的強(qiang)度，保證(zheng)在(zai)鉚接(jie)、安裝(zhuang)、運輸以及使用過程中不會破裂及損壞。
簡言(yan)之，剎車(che)(che)片(pian)要(yao)耐磨損、具備合適的(de)(de)摩擦(ca)系數、優良的(de)(de)熱衰退性(xing)能和剎車(che)(che)舒(shu)適性(xing)。剎車(che)(che)片(pian)摩擦(ca)系數的(de)(de)高低必須(xu)適當(dang)，它決定剎車(che)(che)制(zhi)動力矩(ju)，太高會造成制(zhi)動(dong)(dong)(dong)中的(de)(de)車(che)輪抱死、方向失(shi)控或燒片(pian)(pian)，太低則制(zhi)動(dong)(dong)(dong)距離(li)過長，不利于安(an)全(quan)行車(che)。車(che)輛(liang)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)時還會(hui)(hui)產(chan)生高溫(wen)，尤其在(zai)高速行駛或緊(jin)急(ji)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)時，有些摩擦片(pian)(pian)的(de)(de)摩擦系數會(hui)(hui)下降，稱為(wei)熱(re)(re)衰退(tui)(tui)性(xing)(xing)。熱(re)(re)衰退(tui)(tui)性(xing)(xing)的(de)(de)優劣決定高溫(wen)狀態和緊(jin)急(ji)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)時的(de)(de)安(an)全(quan)。高溫(wen)熱(re)(re)衰退(tui)(tui)若嚴重(zhong)，極易造成長距離(li)下坡(po)剎車(che)失(shi)靈。舒適性(xing)(xing)是摩擦性(xing)(xing)能的(de)(de)直接體現，包(bao)括制(zhi)動(dong)(dong)(dong)感(gan)覺、噪(zao)音、粉(fen)塵(chen)、冒煙、異味等。
2剎(cha)車片(pian)的分類
強制性中(zhong)國(guo)國(guo)家標準(zhun)、第5763個(ge)標準、2008年由國(guo)家質檢總局(ju)和(he)國(guo)標(biao)委聯合發布的(de)，國(guo)標(biao)GB 5763-2008《汽車用制動(dong)器襯片》[1]，其(qi)中襯片按用途可分為四類，詳情見表1。
表1襯片(pian)分(fen)類
按制(zhi)動(dong)方(fang)式(shi)不同，剎(cha)車片可(ke)分為鼓式(shi)制(zhi)動(dong)片和(he)盤式(shi)制(zhi)動(dong)片兩種，如(ru)圖1、圖2所示。2.1按(an)制動方(fang)式
鼓式剎車有一形(xing)狀類似(si)鼓狀的鑄鐵件，稱為剎車鼓，它與輪(lun)胎固(gu)定并(bing)同(tong)速轉(zhuan)動，里邊固(gu)定有兩個弧形(xing)或(huo)者是半圓的剎車片，如圖3所(suo)示。剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)(che)(che)時兩個剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)(che)(che)蹄(ti)用(yong)力外張，剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)(che)(che)片(pian)(pian)將摩擦著剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)(che)(che)鼓(gu)的(de)內壁來起到(dao)減速或者停車(che)(che)(che)(che)的(de)作用(yong)。鼓(gu)式剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)(che)(che)有良(liang)好的(de)自(zi)剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)作用(yong)，制(zhi)造成本較低(di)。但由于鼓(gu)式剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)(che)(che)片(pian)(pian)密封于剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)(che)(che)鼓(gu)內，易(yi)造成剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)(che)(che)片(pian)(pian)磨損后的(de)碎(sui)削無法散去，影(ying)(ying)響(xiang)剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)(che)(che)鼓(gu)與剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)(che)(che)片(pian)(pian)的(de)接觸面(mian)而影(ying)(ying)響(xiang)剎(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)(cha)車(che)(che)(che)(che)性(xing)能。且散熱性(xing)能差，在(zai)(zai)制(zhi)動過程中會聚集(ji)大量的(de)熱量，制(zhi)動蹄(ti)片(pian)(pian)和輪鼓(gu)在(zai)(zai)高溫(wen)影(ying)(ying)響(xiang)下較易(yi)發生極為復(fu)雜的(de)變形(xing)，容易(yi)產(chan)生制(zhi)動衰退和振抖(dou)現(xian)象(xiang)，引起制(zhi)動效率(lv)下降(jiang)。
盤式剎車片用于盤(pan)(pan)式剎車，也稱碟剎。盤(pan)(pan)式剎車有一(yi)與輪胎固定并同速(su)轉動之圓盤(pan)(pan)片(剎車盤)，剎車(che)(che)時運用(yong)油壓推動剎車(che)(che)片(pian)夾緊剎車(che)(che)盤，由接觸(chu)產生之摩擦力來抑制(zhi)輪胎之轉動以(yi)達成剎車(che)(che)，如圖4所示(shi)。盤(pan)式(shi)剎車(che)系(xi)統沒有密封，因此(ci)剎車(che)磨損的細削不會(hui)沉積在(zai)剎車(che)盤(pan)上，旋轉(zhuan)離心力可(ke)以將一(yi)切水、灰(hui)塵等污染(ran)向外拋出，以維(wei)持一(yi)定的清潔;高(gao)(gao)負載時耐高(gao)(gao)溫性(xing)能好，制(zhi)(zhi)動(dong)效果穩定，而且不怕泥水侵襲。在冬季和惡劣路況下行車(che)，盤式制(zhi)(zhi)動(dong)比鼓(gu)式制(zhi)(zhi)動(dong)更(geng)容易在較(jiao)短的(de)時間(jian)內令車(che)停(ting)下。有(you)些盤式制(zhi)(zhi)動(dong)器的(de)制(zhi)(zhi)動(dong)盤上(shang)還開了許多(duo)小孔(kong)，加速(su)通(tong)風散熱提高(gao)(gao)制(zhi)(zhi)動(dong)效率。此外(wai)由于盤式剎車(che)零件獨立(li)在外(wai)，要(yao)比鼓(gu)式剎車(che)更(geng)易于維修。但其磨耗率較(jiao)高(gao)(gao)，整體成(cheng)本較(jiao)高(gao)(gao)，對制(zhi)(zhi)動(dong)器和制(zhi)(zhi)動(dong)管路的(de)制(zhi)(zhi)造要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)(gao)，而且由于摩擦(ca)片的(de)面積小，相(xiang)對摩擦(ca)的(de)工作面也較(jiao)小，需要(yao)的(de)制(zhi)(zhi)動(dong)液壓高(gao)(gao)，必須要(yao)有(you)助(zhu)力(li)裝置的(de)車(che)輛才能使用(yong)，所(suo)以多(duo)適用(yong)于輕型車(che)上(shang)。
2.2按制造材料
按制造(zao)材料不同，剎車(che)片(pian)(pian)(pian)可分為石棉片(pian)(pian)(pian)、半金(jin)屬片(pian)(pian)(pian)或低金(jin)屬片(pian)(pian)(pian)、NAO(無石棉有機物)片、陶瓷片等。
石棉型剎車(che)片：石棉型剎車(che)片的(de)成分40%～60%是(shi)石棉。雖然價格低廉(lian)，但石棉纖(xian)維可能會導致肺(fei)癌，不符合現代環保要求。石棉已被(bei)醫學界證實是(shi)致癌物質，其針狀的纖(xian)維很容(rong)易進入肺(fei)部并停留，造成(cheng)剌激，最終可導致肺(fei)癌的發生(sheng)，這種病癥(zheng)潛伏(fu)期可長達15～30年(nian)，所以人們(men)往往認識(shi)不到(dao)由石棉引發的(de)危害。
半金(jin)屬混合物剎車(che)片：主要(yao)采用粗(cu)糙鋼絲絨作(zuo)為加(jia)(jia)固(gu)纖維(wei)和重要(yao)的(de)混合物。其導熱性能好而具有較高的(de)制(zhi)(zhi)動(dong)溫度。但(dan)需(xu)要(yao)更高的(de)制(zhi)(zhi)動(dong)壓力來完成同樣(yang)的(de)制(zhi)(zhi)動(dong)效果，且在低溫環(huan)境中金(jin)屬含量(liang)高對剎車(che)盤磨(mo)損(sun)大，同時(shi)會(hui)產生更大的(de)噪音。另外，制(zhi)(zhi)動(dong)熱量(liang)被傳遞到制(zhi)(zhi)動(dong)鉗及其組件(jian)上，會(hui)加(jia)(jia)快制(zhi)(zhi)動(dong)鉗、活塞密封圈和回位彈簧老化。處理不(bu)當(dang)的(de)熱量(liang)達到一定溫度水平(ping)，將會(hui)導致制(zhi)(zhi)動(dong)萎縮和剎車(che)液沸(fei)騰(teng)。
無(wu)石棉有機物(wu)NAO型剎車片：主要使(shi)用玻(bo)璃纖維(wei)、芳香族聚酰纖維(wei)或其它纖維(wei)作為加固材料(liao)，無論在低溫(wen)或高溫(wen)都(dou)保(bao)持良(liang)好的制動(dong)效果，減少磨損，降低噪(zao)音，延長剎車盤的使(shi)用壽命，是目前摩擦材料(liao)的發展方向。
陶瓷剎車(che)片(pian)：作(zuo)為摩擦材料中的新品，具有無噪聲、無落(luo)灰、不腐蝕輪轂、使用壽(shou)命(ming)長、環保等優點(dian)。陶瓷剎車(che)片(pian)最初由(you)日本剎車(che)片(pian)企(qi)業于上世紀(ji)90年代研制(zhi)成功，逐漸成為剎(cha)車(che)(che)片(pian)市(shi)(shi)場的新寵，目前占據了北美、日本(ben)大(da)部分汽(qi)車(che)(che)廠(chang)商原(yuan)裝配套的市(shi)(shi)場份額(e)。
2.3按適用車型
按(an)適(shi)用車型、制動器的不同又可分(fen)為1類、2類、3類、4類剎車片。適用于駐車制動器(手(shou)剎)的為1類剎車(che)片(pian)，適(shi)用于微型(xing)、輕型(xing)車(che)鼓式(shi)制動器的為2類剎(cha)車片(pian)，適用于中(zhong)型、重(zhong)型車鼓式制動器的為3類剎車片，適(shi)用(yong)于所有盤式制動器的為4類(lei)剎車片。
3剎車(che)片材料的要(yao)求
纖維增強(qiang)材(cai)料(liao)構成摩擦(ca)材(cai)料(liao)的(de)基材(cai)，它賦(fu)予摩擦(ca)制品足夠的(de)機械(xie)強(qiang)度，使其能承(cheng)受(shou)摩擦(ca)片在生產過程(cheng)中的(de)磨削和(he)鉚接加工(gong)的(de)負荷力(li)(li)(li)以及使用過程(cheng)中 由于制動(dong)和(he)傳動(dong)而(er)產生的(de)沖擊力(li)(li)(li)、剪切(qie)力(li)(li)(li)、壓力(li)(li)(li)。
我國有(you)關標(biao)準及汽車制造廠根據摩(mo)擦片的(de)實際使用(yong)工況條件，對(dui)摩(mo)擦片提出了相應的(de)機械強(qiang)度(du)(du)要(yao)(yao)求。如：沖(chong)擊強(qiang)度(du)(du)、抗(kang)彎強(qiang)度(du)(du)、抗(kang)壓強(qiang)度(du)(du)、剪切強(qiang)度(du)(du)等。為了滿(man)足這些強(qiang)的(de)性(xing)能要(yao)(yao)求，需要(yao)(yao)選用(yong)合適的(de)纖(xian)維品種增加、滿(man)足強(qiang)度(du)(du)性(xing)能。
摩擦材(cai)料對其使(shi)用的纖維(wei)組分要求(qiu)如下：
（1）增強效果(guo)好(hao)；
（2）耐熱性好。在摩擦工作溫度(du)下不會發生熔斷(duan)、碳化與熱分解現象；
（3）具有基本的摩擦(ca)系數；
（4）硬度不宜過(guo)高，以免產生制動噪音和損傷制動盤(pan)或鼓；
（5）工藝可(ke)操作性好。
4剎(cha)車片中(zhong)填(tian)料要求
在(zai)摩(mo)擦材料(liao)(liao)的配方設計時，選(xuan)用填料(liao)(liao)必須要了(le)解填料(liao)(liao)的性能以(yi)及(ji)在(zai)摩(mo)擦材料(liao)(liao)的各種特性中所起到的作用。正(zheng)確使用填料(liao)(liao)決定摩(mo)擦材料(liao)(liao)的性能，在(zai)制造(zao)工藝上也是非常重要的。
根據摩擦性能(neng)調節(jie)劑在摩擦材料中的作(zuo)用，可將(jiang)其分(fen)為“增磨(mo)填(tian)料”與“減(jian)磨填料”兩類(lei)。摩(mo)(mo)擦材料(liao)本身屬于(yu)摩(mo)(mo)阻(zu)材料(liao)，為能執行(xing)制動和傳動功能要求具有較高(gao)的(de)摩(mo)(mo)擦系數，因(yin)此增摩(mo)(mo)填(tian)料(liao)是摩(mo)(mo)擦性(xing)能調節劑的(de)主要成分。不同填(tian)料(liao)的(de)增摩(mo)(mo)作用是不同的(de)。
增摩填料的莫氏硬度通常為(wei)3～9，硬度高的增摩效果顯(xian)著明顯(xian)，5.5硬度以上的(de)填料(liao)屬硬質填料(liao)，但要控制(zhi)其用量(liang)、粒度。
減磨填(tian)料：一般為(wei)低(di)硬(ying)度物(wu)質，低(di)于莫(mo)氏硬(ying)度2的礦物。如：石(shi)墨、二硫化鉬、滑石(shi)粉、云母等。它既能降低摩(mo)擦系(xi)數(shu)又能減少對偶材料的磨損(sun)，從而提高摩(mo)擦材料的使用壽命(ming)。
摩擦材料(liao)是在熱與較(jiao)高(gao)壓力的環(huan)境中工作的一種(zhong)特殊材料(liao)，因此就要求所用的填料(liao)成(cheng)分必須有良(liang)好的耐熱性(xing)，即(ji)熱穩(wen)定性(xing)，包括熱物理效(xiao)應和熱化學效(xiao)應等。
填料(liao)的(de)(de)堆砌(qi)密度(du)對(dui)(dui)摩(mo)擦材料(liao)的(de)(de)性能影(ying)響很(hen)大。摩(mo)擦材料(liao)的(de)(de)不同的(de)(de)性能要(yao)求，對(dui)(dui)填料(liao)的(de)(de)堆砌(qi)密度(du)的(de)(de)要(yao)求也是不同的(de)(de)。
摩(mo)擦材料組分中的(de)填(tian)料，主(zhu)要是由摩擦(ca)性能(neng)調節劑和配合劑組成。使用填(tian)料的(de)目的(de)，主(zhu)要有以下(xia)幾(ji)個方面：
（1）調節和改善制品的(de)摩擦性(xing)能(neng)、物理性(xing)能(neng)與(yu)機械強度；
（2）控制制品(pin)熱膨脹系數、導熱性、收縮(suo)率(lv)，增加產品(pin)尺寸的(de)穩定(ding)性；
（3）改善制(zhi)(zhi)品的制(zhi)(zhi)動噪(zao)音；
（4）提(ti)高制品(pin)的制造工藝性(xing)(xing)能與加工性(xing)(xing)能；
（5）改善制品外觀質量及密(mi)度；
（6）降(jiang)低生產成本。
5硫酸鈣晶須簡(jian)介
硫(liu)酸鈣晶(jing)(jing)須，又稱石膏晶(jing)(jing)須，是(shi)無水硫(liu)酸鈣的(de)纖維狀單晶(jing)(jing)體，白色疏松針(zhen)狀物，具(ju)有完善的(de)結構、完整的(de)外形、特定(ding)的(de)橫截面、穩定(ding)的(de)尺寸，其平均(jun)長(chang)徑(jing)比一般(ban)為30～80。具有顆粒狀(zhuang)填(tian)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)細度(du)、短纖維填(tian)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)長(chang)徑比、耐高溫、耐酸堿性(xing)、抗(kang)化學(xue)腐蝕、韌(ren)性(xing)好(hao)、電絕緣性(xing)好(hao)、強度(du)高、易進行表面(mian)處理，與樹脂、塑料(liao)(liao)(liao)、橡膠(jiao)相(xiang)容性(xing)好(hao)，能夠均勻分散，具有優良(liang)的(de)(de)增(zeng)強功能和(he)阻燃性(xing)。和(he)其他無(wu)機(ji)晶(jing)須相(xiang)比，硫酸鈣晶(jing)須是(shi)無(wu)毒的(de)(de)綠色(se)環保材料(liao)(liao)(liao)[2]。
硫酸(suan)鈣晶須(xu)作(zuo)為一種新型建材，用(yong)途(tu)非(fei)常(chang)廣泛，可以用(yong)來造紙，加(jia)工板材，還可代(dai)替螺紋鋼，用(yong)作(zuo)汽車的(de)(de)剎(cha)車片，硫酸鈣晶須(xu)的(de)(de)基(ji)本性能指標見表2。
表(biao)2硫酸鈣晶須的性能指標[3]
6硫酸鈣晶須優勢
……
7剎車片材料使用現狀
……
8展望
“有運動，就存在剎車的(de)可能”、“沒有剎車，就(jiu)沒有高(gao)速(su)”已(yi)成(cheng)為共識，現代(dai)制(zhi)(zhi)動(dong)用剎(cha)車材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)研制(zhi)(zhi)也正從(cong)無序的(de)(de)(de)(de)混亂中走向(xiang)有序的(de)(de)(de)(de)科學指(zhi)導。我國的(de)(de)(de)(de)剎(cha)車材(cai)料(liao)(liao)已(yi)具有相當(dang)的(de)(de)(de)(de)研制(zhi)(zhi)和生產水(shui)平，基本(ben)能(neng)滿(man)足現代(dai)制(zhi)(zhi)動(dong)要求(qiu)。從(cong)發展的(de)(de)(de)(de)角度(du)來(lai)看，創(chuang)新研究是(shi)(shi)主旋律，基礎研究是(shi)(shi)根本(ben)，節能(neng)環(huan)保(bao)是(shi)(shi)方向(xiang)，低成(cheng)本(ben)和高效制(zhi)(zhi)動(dong)是(shi)(shi)目標。硫酸(suan)鈣晶(jing)須作為性能(neng)優(you)異、價格低廉，具有極好的(de)(de)(de)(de)性能(neng)價格比，而且本(ben)身沒(mei)有毒性，是(shi)(shi)一種(zhong)市場前(qian)景廣(guang)闊的(de)(de)(de)(de)新型(xing)材(cai)料(liao)(liao)。
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