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陶瓷剎車(chē)片的由來(lái)

2018-10-19 / 管理員:遠(yuǎn)東
  最早用于車(chē)輛制動(dòng)的材料是諸如木材、皮革等天然材料。由于當(dāng)時(shí)車(chē)速很低,制動(dòng)產(chǎn)生的溫度也很低,直到1897年一個(gè)叫Aerbertfrood的英國(guó)人首先發(fā)明了類(lèi)似今天的制動(dòng)鼓,并研制出一種以頭發(fā)或棉花為主要材料制成的制動(dòng)帶,用瀝青浸透。這種材料不僅用于當(dāng)時(shí)的馬車(chē),也適用于早期的機(jī)動(dòng)車(chē)。由于棉花等天然纖維在270°C下將變成碳,并失去它的摩擦性能和強(qiáng)度,因而限制了應(yīng)用。Frood很快認(rèn)識(shí)到這個(gè)缺點(diǎn),并在1908年開(kāi)發(fā)出了纏繞石棉摩擦片。一直到20世紀(jì)60年代末期,石棉摩擦材料一直是剎車(chē)片的主要材料。
  粗略劃分,剎車(chē)片摩擦材料發(fā)展經(jīng)歷了下面幾個(gè)階段:
  1930年前,主要以石棉長(zhǎng)纖維加其他線類(lèi)(如黃銅絲)編制浸漬方式為主。浸漬材料由瀝青發(fā)展到油和膠的混合物,并開(kāi)始用短纖維替代長(zhǎng)纖維。后期出現(xiàn)了無(wú)編制干法混合熱壓工藝。
  1930年,化學(xué)家們研制出了一種柔性樹(shù)脂粘合劑,具有更好的熱穩(wěn)定性。這使得干法工藝有了摻進(jìn)更多填料的可能性,并逐步研制出我們今天熟悉的鼓式制動(dòng)片。在后續(xù)的30年中,石棉一直是主要原料。與此同時(shí),橡膠工業(yè)的研究成果也促進(jìn)了摩擦材料工藝的改進(jìn)。用橡膠混合物膠液刷涂布狀編制物,然后再折疊或堆積熱壓,此方法至今仍被廣泛采用。
  1950年,美國(guó)SKWELLMAN公司首先研制出來(lái)用鐵粉、石墨和其他填料加樹(shù)脂做粘合劑熱壓而成的摩擦材料,即所謂半金屬摩擦材料。1970年,這種材料被用于盤(pán)式剎車(chē)片,至今仍被廣泛接受,大量半金屬剎車(chē)片仍占據(jù)著世界各地市場(chǎng)。
  1960以來(lái),隨著汽車(chē)設(shè)計(jì)的不斷改進(jìn),汽車(chē)對(duì)制動(dòng)器的要求也越來(lái)越高,迫使許多摩擦材料公司開(kāi)始研究摩擦材料與制動(dòng)鼓/盤(pán)的關(guān)系,并尋求石棉的替代材料。經(jīng)過(guò)分析人們認(rèn)識(shí)到石棉的應(yīng)用受到很多限制。石棉資源是有限的,石棉的質(zhì)量有很大差異,尤其是石棉對(duì)人體健康和環(huán)境有較大傷害。這些問(wèn)題的存在,推動(dòng)了用玻璃纖維、礦物纖維、金屬纖維替代石棉的進(jìn)程,近期則越來(lái)越多的采用芳綸纖維、鈦酸鉀晶須和合成纖維。
  縱觀剎車(chē)片的發(fā)展歷史,不難看出,剎車(chē)片的發(fā)展是循序漸進(jìn)的。它隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展,不斷的去滿足汽車(chē)新技術(shù)所帶來(lái)的速度、溫度、舒適、穩(wěn)定、環(huán)保等要求的變化。而地域和材料的不同則培育了不同的配方體系。
  目前,全球市面上有三類(lèi)汽車(chē)剎車(chē)片配方體系。一類(lèi)是代表歐系的低金屬配方,一類(lèi)是代表北美的半金屬配方,另外則是以日本為代表的陶瓷配方。這三種配方體系各有千秋,都有自己的優(yōu)點(diǎn)。
  像寶馬、 奔馳類(lèi)歐洲車(chē)原車(chē)基本是以低金屬配方為主,這是因?yàn)楫?dāng)時(shí)給這些車(chē)配套的摩擦材料公司都在歐洲,選擇材料時(shí)以歐洲本地的材料為主開(kāi)始研發(fā)的,從而形成了自己獨(dú)特的配方體系,這就是低金屬配方。由于歐洲車(chē)重、且不限速,必須要求其摩擦系數(shù)很大。這樣就大大縮短了了剎車(chē)片的使用壽命,并且這類(lèi)產(chǎn)品的落灰非常嚴(yán)重,所以,我們看寶馬奔馳的車(chē)轱轆黑灰很多,就是這個(gè)原因。
  以通用、福特為代表的北美汽車(chē)車(chē)體也很重,但在北美是限速的,區(qū)域材料和汽車(chē)性能的不同產(chǎn)生了新的配方體系,就是北美的半金屬配方。由于它的適中,既可以在比較重的歐洲、北美車(chē)上用,也可以在日韓等輕型車(chē)體上取得較好的效果,所以,長(zhǎng)時(shí)間以來(lái),半金屬配方一直是市場(chǎng)的主流。
  現(xiàn)在,我們?cè)摻榻B一下陶瓷剎車(chē)片了。說(shuō)到陶瓷剎車(chē)片,很多消費(fèi)者很容易聯(lián)想到我們平時(shí)吃飯用的碗和盤(pán),實(shí)際這兩者完全不是一回事,之所以叫陶瓷剎車(chē)片是因?yàn)椴牧现写罅渴褂昧藷o(wú)機(jī)類(lèi)陶瓷纖維材料,和半金屬、少金屬配方有著明顯的不同。
  上面我們已經(jīng)談到,剎車(chē)片的設(shè)計(jì)是以滿足汽車(chē)性能要求為目的的。歐洲、北美和日韓的汽車(chē)設(shè)計(jì)風(fēng)格不同,提出的剎車(chē)片設(shè)計(jì)要求自然也有差異。低金屬配方和半金屬配方很好的適應(yīng)了歐美汽車(chē)車(chē)身重、慣量大的性能要求,但同時(shí)又有各自不理想的一面。低金屬配方壽命短、落灰多;半金屬配方含有很多的金屬纖維,導(dǎo)熱快,高溫衰退大。這些缺失成為了剎車(chē)片配方研發(fā)的動(dòng)力。
  世界上最早解決半金屬配方導(dǎo)熱的方法是:采取兩種混合料。表面的是功能性摩擦材料,而底部靠近鋼背板的地方有2毫米厚度的一層特殊研發(fā)的材料。這層材料的作用是增加剪切面積、降低噪音和隔斷熱傳導(dǎo)。由于技術(shù)和成本增加的原因,目前,國(guó)內(nèi)只有信義“braxcel布雷塞爾”等極少數(shù)品牌的產(chǎn)品采取這種工藝,一般的都是只使用一種摩擦材料,而沒(méi)有底部的特殊材料。
  通過(guò)分析低金屬和半金屬配方的缺點(diǎn),并結(jié)合日本車(chē)的性能特點(diǎn),日本的阿基波諾公司研發(fā)出了新的材料配方體系。它立足于實(shí)現(xiàn)耐高溫、低導(dǎo)熱、耐磨、不落灰、環(huán)保等多個(gè)傳統(tǒng)技術(shù)要求,很好的解決了低金屬和半金屬配方的不足。理論上,半金屬導(dǎo)熱快是因?yàn)榻饘倮w維多,它就用芳綸纖維(防彈衣所用材料)代替金屬纖維;但僅有芳綸纖維又不耐磨,所以,又發(fā)明了一種新材料:六鈦酸鉀晶須(晶須:就是單個(gè)的晶粒。我們所說(shuō)的金屬是由一個(gè)個(gè)晶粒組成的,像動(dòng)植物是由無(wú)數(shù)的細(xì)胞組成一樣,金屬斷裂主要是從晶粒間裂開(kāi)。但基本不會(huì)從晶粒中間斷裂,所以晶粒強(qiáng)度極高。晶須就是通過(guò)工藝控制,讓晶粒單方向生長(zhǎng),成須狀。類(lèi)似于我們冬天看到的窗上的冰花,冰花開(kāi)始時(shí)就是往一個(gè)方向生長(zhǎng)的。鈦,屬貴金屬,常見(jiàn)于核潛艇殼體和航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片)。做為粘接劑的樹(shù)脂,考慮到它要滿足耐高溫性能,而傳統(tǒng)樹(shù)脂高溫不穩(wěn)定,于是又開(kāi)發(fā)出耐高溫型號(hào)。僅僅這樣還是不夠的,因?yàn)樵诎虢饘倥浞嚼锩?,金屬纖維起到的作用類(lèi)似于我們蓋房子所用的梁,摩擦材料由10至20多種材料組成,除了纖維類(lèi)增強(qiáng)劑、樹(shù)脂粘接劑以外,還有一些工藝調(diào)節(jié)劑、摩擦調(diào)節(jié)劑等顆粒填料。當(dāng)金屬纖維這種大梁換成晶須等小纖維后,空間小了,原來(lái)的大粒度填料都放不進(jìn)去了,只能采用小粒度材料。而各種填料的純度又必須很高,這樣才能保證性能的穩(wěn)定。
  從上面的介紹大家可能多少有些了解,這種配方和少金屬、半金屬配方是完全不一樣的。因?yàn)榧夹g(shù)要求的提高,導(dǎo)致從材料,到結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的變化,從而形成了一種全新的摩擦材料配方體系。因?yàn)椴牧现写罅渴褂昧藷o(wú)機(jī)類(lèi)陶瓷纖維材料,所以定義為了陶瓷剎車(chē)片。這就是陶瓷剎車(chē)片的由來(lái)。
  日本人發(fā)明了陶瓷配方,也發(fā)明了陶瓷配方中的關(guān)鍵材料:六鈦酸鉀晶須。所以,在08年以前,除了日本,其他國(guó)家沒(méi)有陶瓷剎車(chē)片。
  回到我們中國(guó)。我們靠著改革開(kāi)放的30年迅速追趕著國(guó)外水平。我們真應(yīng)該感謝黨。開(kāi)始我們靠的是人力資源,靠給人家打工、貼牌來(lái)生產(chǎn)。在幫人家加工的同時(shí),自己的水平也得到了鍛煉和提升。國(guó)內(nèi)開(kāi)始涌現(xiàn)出大量的品牌和廠家,特別是近幾年,由于看好市場(chǎng)保有量和剎車(chē)片工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備投入少的原因,大量的工廠如雨后春筍般蜂擁而起。
  和很多的行業(yè)一樣,我們窮怕了,還沒(méi)有時(shí)間學(xué)會(huì)沉淀,大家先賺快錢(qián)。老板們有錢(qián)買(mǎi)設(shè)備,搞展覽,做推廣,做高仿,給假貨起個(gè)好聽(tīng)的名字:正包,卻很少有人靜下心來(lái)鉆研剎車(chē)片最核心的東西:配方??纯船F(xiàn)在的市面上,假貨、高仿、所謂的正廠副廠,讓人暈頭轉(zhuǎn)向。有些經(jīng)銷(xiāo)商則迷信老外的品牌,生產(chǎn)廠家也借機(jī)打著來(lái)自于“非國(guó)內(nèi)”的噱頭招搖過(guò)市。
  真為國(guó)內(nèi)的消費(fèi)者鳴不平?。?/span>
  我們習(xí)慣了欣賞和崇拜別人,卻不去想如何讓自己成為他們的崇拜對(duì)象。別人高大是因?yàn)槲覀兌字瑳](méi)必要崇拜,自己努力站起來(lái)就可以了??纯催@幾天歐洲的新聞,掛牛頭賣(mài)馬肉的事也有,新西蘭的牛奶也不完美。
  市面上很多品牌打的都是陶瓷的旗號(hào)。但很少是和日本的阿基波諾類(lèi)似的材料、工藝和技術(shù)配方。一是沒(méi)有這個(gè)技術(shù),二是用不起這類(lèi)材料組合。陶瓷剎車(chē)片有著特別的效果,在各種路況、環(huán)境下的摩擦系數(shù)基本穩(wěn)定;耐高溫性能極佳;對(duì)盤(pán)的磨損極?。粵](méi)有黑灰;使用壽命比半金屬配方延長(zhǎng)30%;剎車(chē)舒服;基本沒(méi)有噪音。這些是鑒別純正陶瓷配方很好的視角。市面上,如用這些標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷,很多只能稱(chēng)呼為:“添加了零星芳綸纖維的低金屬配方剎車(chē)片”而已,算不得純正意義上的陶瓷剎車(chē)片。米飯就是米飯,加了點(diǎn)雞蛋只能叫蛋炒飯,不會(huì)是蛋糕,米飯的本質(zhì)是沒(méi)變的。要想做蛋糕,不僅僅要用雞蛋,還要用作蛋糕的其他材料和工藝。還有很多更炫的,這些品牌喊著賣(mài)“蛋糕”,而這個(gè)“蛋糕”連最起碼的雞蛋都沒(méi)有。還不如城隍廟的蟹黃包,最起碼人家還在包子頂上有那么一點(diǎn)用放大鏡可以看到的黃色的蟹黃。我天,想起來(lái)心哇涼哇涼的。
  日本阿基波諾之所以是陶瓷剎車(chē)片的鼻祖,是因?yàn)樗鼊?chuàng)造和控制了核心的材料:六鈦酸鉀晶須,創(chuàng)造了新的工藝和技術(shù)。08年,中國(guó)東營(yíng)信義公司和中科院合作,開(kāi)發(fā)完成了六鈦酸鉀晶須和晶片,打破了日本企業(yè)的壟斷。推動(dòng)陶瓷配方技術(shù)實(shí)現(xiàn)了和國(guó)際同步。市面上,只通過(guò)加盟店專(zhuān)賣(mài)的信義“braxcel布雷塞爾”品牌的陶瓷和半金屬配方為20多家汽車(chē)廠原車(chē)配套,使用了信義六鈦酸鉀晶須、美國(guó)杜邦的芳綸纖維、瑞典的陶瓷纖維、瑞士特米高的高純度石墨、進(jìn)口高純度硫酸鋇,芬蘭的礦物纖維、日本伊騰忠的耐高溫樹(shù)脂等材料。高端材料的使用固然大幅增加了成本,卻從根本上保證了陶瓷配方的原汁原味。
  當(dāng)然,陶瓷剎車(chē)片也不是萬(wàn)能。消費(fèi)者選擇時(shí)可根據(jù)自己的車(chē)況自由選擇,三種配方體系的都不錯(cuò)。盡量選擇原車(chē)的或有原車(chē)配套實(shí)力的品牌會(huì)最保險(xiǎn)。
  最后說(shuō)個(gè)秘密:只要是正宗的陶瓷剎車(chē)片,不管是阿基波諾、信義“braxcel布雷塞爾”還是其他品牌,凌晨第一腳倒車(chē)時(shí)會(huì)有輕微噪音,只是第一腳,其他時(shí)間不會(huì)有,第二腳都沒(méi)有。什么原因?不知道。從陶瓷配方誕生的第一天起就是這樣了,解釋不了,也解決不了,因此,它也成了鑒別純正陶瓷剎車(chē)片的一個(gè)視角。這個(gè)秘密很少有人知道哦。
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