Fren balataları fren etkisinin kalitesinde belirleyici rol oynayan fren sistemindeki en kritik güvenlik parçalarıdır ve iyi bir fren balatası insanların ve araçların (uçak) koruyucusudur.
İlk olarak, fren balatalarının kökeni
1897'de HerbertFrood ilk fren balatalarını icat etti (takviye elyafı olarak pamuk ipliği kullandı) ve bunları dünyaca ünlü Ferodo Şirketi'nin kurulduğu at arabalarında ve ilk arabalarda kullandı. Daha sonra 1909'da şirket dünyanın ilk katılaştırılmış asbest bazlı fren balatasını icat etti; 1968'de dünyanın ilk yarı metal bazlı fren balataları icat edildi ve o zamandan beri sürtünme malzemeleri asbestsiz olarak gelişmeye başladı. Yurt içinde ve yurt dışında çelik elyaf, cam elyaf, aramid elyaf, karbon elyaf gibi çeşitli asbest ikame elyafları ve sürtünme malzemelerindeki diğer uygulamalar üzerinde çalışmaya başlandı.
İkincisi, fren balatalarının sınıflandırılması
Fren malzemelerini sınıflandırmanın iki ana yolu vardır. Biri kurumların kullanımına göre bölünmüştür. Otomobil fren malzemeleri, tren fren malzemeleri ve havacılık fren malzemeleri gibi. Sınıflandırma yöntemi basit ve anlaşılması kolaydır. Biri malzeme türüne göre bölünmüştür. Bu sınıflandırma yöntemi daha bilimseldir. Modern fren malzemeleri temel olarak aşağıdaki üç kategoriyi içerir: reçine bazlı fren malzemeleri (asbest fren malzemeleri, asbestsiz fren malzemeleri, kağıt bazlı fren malzemeleri), toz metalurjisi fren malzemeleri, karbon/karbon kompozit fren malzemeleri ve seramik bazlı fren malzemeleri.
Üçüncüsü, otomobil fren malzemeleri
1, imalat malzemesine göre otomobil fren malzemelerinin türü farklıdır. Asbest levha, yarı metal levha veya düşük metal levha, NAO (asbestsiz organik madde) levha, karbon karbon levha ve seramik levhaya ayrılabilir.
1.1.Asbest sayfası
Asbest, en başından beri fren balataları için takviye malzemesi olarak kullanılmıştır, çünkü asbest lifi yüksek mukavemete ve yüksek sıcaklık direncine sahiptir, bu nedenle fren balatalarının, debriyaj disklerinin ve contalarının gereksinimlerini karşılayabilir. Bu elyaf güçlü bir çekme kapasitesine sahiptir, yüksek dereceli çelikle bile eşleşebilir ve 316°C'lik yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Üstelik asbest nispeten ucuzdur. Birçok ülkede büyük miktarlarda bulunan amfibol cevherinden elde edilir. Asbest sürtünme malzemeleri esas olarak takviye lifi olarak asbest lifi, yani hidratlı magnezyum silikat (3MgO·2SiO2·2H2O) kullanır. Sürtünme özelliklerini ayarlamak için bir dolgu maddesi eklenir. Yapışkanın sıcak pres kalıbında preslenmesiyle organik matrisli kompozit malzeme elde edilir.
1970'lerden önce. Asbest tipi sürtünme sacları dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır. Ve uzun süre hakimiyet kurdu. Ancak asbestin ısı transfer performansı zayıf olduğundan. Sürtünme ısısı hızlı bir şekilde dağıtılamaz. Sürtünme yüzeyinin termal bozunma tabakasının kalınlaşmasına neden olacaktır. Malzeme aşınmasını artırın. Bu arada. Asbest lifinin kristal suyu 400°C'nin üzerinde çökeltilir. Sürtünme özelliği önemli ölçüde azalır ve 550°C veya daha yüksek bir sıcaklığa ulaştığında aşınma önemli ölçüde artar. Kristal su büyük ölçüde kayboldu. İyileştirme tamamen kaybolur. Daha da önemlisi. Tıbbi olarak kanıtlanmıştır. Asbest insan solunum organlarına ciddi zarar veren bir maddedir. Temmuz 1989. ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA), 1997 yılına kadar tüm asbest ürünlerinin ithalatını, üretimini ve işlenmesini yasaklayacağını duyurdu.
1.2, yarı metal levha
Organik sürtünme malzemesi ve geleneksel toz metalurjisi sürtünme malzemesi temelinde geliştirilen yeni bir sürtünme malzemesi türüdür. Asbest lifleri yerine metal lifleri kullanır. 1970'li yılların başında American Bendis Company tarafından geliştirilen, asbest içermeyen bir sürtünme malzemesidir.
"Yarı metal" hibrit fren balataları (Yarı-met), takviye elyafı ve önemli bir karışım olarak esas olarak kaba çelik yününden yapılır. Asbestli ve asbestsiz organik fren balataları (NAO), görünümlerinden (ince lifler ve parçacıklar) kolayca ayırt edilebilir ve ayrıca belirli bir manyetik özelliğe sahiptirler.
Yarı metalik sürtünme malzemeleri aşağıdaki ana özelliklere sahiptir:
(l) Sürtünme katsayısının altında çok kararlı. Termal bozunma yaratmaz. İyi termal stabilite;
(2) İyi aşınma direnci. Servis ömrü asbest sürtünme malzemelerinin 3-5 katıdır;
(3) Yüksek yük ve sabit sürtünme katsayısı altında iyi sürtünme performansı;
(4) İyi ısı iletkenliği. Sıcaklık gradyanı küçüktür. Özellikle daha küçük disk fren ürünleri için uygundur;
(5) Küçük fren sesi.
Amerika Birleşik Devletleri, Avrupa, Japonya ve diğer ülkeler 1960'lı yıllarda geniş alanların kullanımını teşvik etmeye başladı. Yarı metal levhanın aşınma direnci asbest levhaya göre %25'ten daha yüksektir. Şu anda Çin'deki fren balatası pazarında hakim bir konuma sahiptir. Ve çoğu Amerikan arabası. Özellikle arabalar ve yolcu ve kargo araçları. Yarı metal fren balatalarının oranı %80'den fazladır.
Ancak ürünün aşağıdaki eksiklikleri de var:
(l) Çelik lifin paslanması kolaydır, paslanmadan sonra çiftin yapışması veya hasar görmesi kolaydır ve paslanmadan sonra ürünün gücü azalır ve aşınma artar;
(2) Fren sisteminin yüksek sıcaklıkta gaz direnci üretmesine neden olan, sürtünme tabakasının ve çelik plakanın ayrılmasına neden olan yüksek termal iletkenlik:
(3) Yüksek sertlik, ikili malzemeye zarar vererek çatırdama ve düşük frekanslı frenleme gürültüsüne neden olur;
(4) Yüksek yoğunluk.
Her ne kadar "yarı metal" küçük bir dezavantaja sahip olmasa da, iyi üretim stabilitesi ve düşük fiyatı nedeniyle otomotiv fren balatalarında hala tercih edilen malzemedir.
1.3. NAO filmi
1980'li yılların başında dünyada çeşitli hibrit elyaf takviyeli asbestsiz fren balataları, yani üçüncü nesil asbestsiz organik madde NAO tipi fren balataları mevcuttu. Amacı çelik elyaf tek takviyeli yarı metalik fren malzemelerinin kusurlarını telafi etmektir, kullanılan elyaflar bitkisel elyaf, aramon elyaf, cam elyaf, seramik elyaf, karbon elyaf, mineral elyaf vb. Birden fazla elyafın uygulanması nedeniyle, fren balatasındaki elyaflar performans açısından birbirini tamamlar ve mükemmel kapsamlı performansa sahip fren balatası formülünü tasarlamak kolaydır. NAO tabakasının ana avantajı, düşük veya yüksek sıcaklıkta iyi frenleme etkisini korumak, aşınmayı azaltmak, gürültüyü azaltmak ve sürtünme malzemelerinin mevcut gelişim yönünü temsil eden fren diskinin servis ömrünü uzatmaktır. Dünyaca ünlü Benz/Philodo fren balatalarının tüm markalarının kullandığı sürtünme malzemesi, her sıcaklıkta serbestçe fren yapabilen, sürücünün ömrünü koruyan ve frenin ömrünü maksimuma çıkaran üçüncü nesil NAO asbest içermeyen organik malzemedir. disk.
1.4, karbon karbon levha
Karbon karbon kompozit sürtünme malzemesi, karbon fiber takviyeli karbon matrisli bir tür malzemedir. Sürtünme özellikleri mükemmeldir. Düşük yoğunluk (yalnızca çelik); Yüksek kapasite seviyesi. Toz metalurjisi malzemelerine ve çeliğe göre çok daha yüksek ısı kapasitesine sahiptir; Yüksek ısı yoğunluğu; Deformasyon yok, yapışma fenomeni. 200°C'ye kadar çalışma sıcaklığı; İyi sürtünme ve aşınma performansı. Uzun servis ömrü. Frenleme sırasında sürtünme katsayısı sabit ve orta düzeydedir. Karbon-karbon kompozit levhalar ilk olarak askeri uçaklarda kullanıldı. Daha sonra otomotiv fren balatalarında karbon karbon malzemelerinin tek uygulaması olan Formula 1 yarış arabaları tarafından benimsendi.
Karbon karbon kompozit sürtünme malzemesi, termal stabilite, aşınma direnci, elektriksel iletkenlik, spesifik mukavemet, spesifik elastikiyet ve diğer birçok özelliğe sahip özel bir malzemedir. Ancak karbon-karbon kompozit sürtünme malzemelerinin aşağıdaki dezavantajları da vardır: Sürtünme katsayısı kararsızdır. Nemden büyük ölçüde etkilenir;
Zayıf oksidasyon direnci (havada 50°C'nin üzerinde şiddetli oksidasyon meydana gelir). Çevre için yüksek gereksinimler (kuru, temiz); Çok pahalı. Kullanımı özel alanlarla sınırlıdır. Bu aynı zamanda karbonu sınırlandıran karbon malzemelerinin geniş çapta tanıtılmasının zor olmasının ana nedenidir.
1.5, seramik parçalar
Sürtünme malzemelerinde yeni bir ürün olarak. Seramik fren balataları gürültü yapmama, kül düşmemesi, tekerlek göbeğinde korozyon olmaması, uzun servis ömrü, çevre koruma vb. avantajlara sahiptir. Seramik fren balataları ilk olarak 1990'lı yıllarda Japon fren balatası şirketleri tarafından geliştirildi. Yavaş yavaş fren balatası pazarının yeni sevgilisi haline gelin.
Seramik bazlı sürtünme malzemelerinin tipik temsilcisi C/C-sic kompozitleri, yani karbon fiber takviyeli silisyum karbür matris C/SiC kompozitleridir. Stuttgart Üniversitesi ve Alman Havacılık ve Uzay Araştırma Enstitüsü'nden araştırmacılar, C/C-sic kompozitlerinin sürtünme alanındaki uygulamalarını incelediler ve Porsche otomobillerinde kullanılmak üzere C/C-SIC fren balataları geliştirdiler. Honeywell Gelişmiş kompozitler, HoneywellAireratf Kaplama Sistemleri ve Honeywell Ticari Araç sistemleri ile Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı Şirket, ağır hizmet araçlarında kullanılan dökme demir ve dökme çelik fren balatalarının yerine düşük maliyetli C/SiC kompozit fren balataları geliştirmek için birlikte çalışıyor.
2, karbon seramik kompozit fren balatası avantajları:
1, geleneksel gri dökme demir fren balatalarıyla karşılaştırıldığında, karbon seramik fren balatalarının ağırlığı yaklaşık %60 oranında azalır ve süspansiyonsuz kütle yaklaşık 23 kilogram azalır;
2, fren sürtünme katsayısı çok yüksek bir artışa sahiptir, fren reaksiyon hızı artar ve fren zayıflaması azalır;
Şekil 3'te, karbon seramik malzemelerin çekme uzaması %0,1 ila %0,3 arasında değişmektedir; bu, seramik malzemeler için çok yüksek bir değerdir;
4, seramik disk pedalı son derece rahat hissettirir, frenlemenin ilk aşamasında anında maksimum frenleme kuvvetini üretebilir, böylece fren destek sistemini artırmaya bile gerek kalmaz ve genel frenleme, geleneksel fren sisteminden daha hızlı ve daha kısadır. ;
5, yüksek ısıya dayanabilmesi için fren pistonu ile fren balatası arasında seramik ısı yalıtımı vardır;
6, seramik fren diski olağanüstü dayanıklılığa sahiptir, eğer normal kullanım ömür boyu ücretsiz değiştirme ise ve sıradan dökme demir fren diski genellikle birkaç yıl boyunca değiştirilmek üzere kullanılırsa.
Gönderim zamanı: Eylül-08-2023