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【学术】半金属盘式刹车片的噪声问题
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【学术】半金属盘式刹车片的噪声问题
双击自动滚屏 【类别】:企业新闻 【发布时间】:2012-10-12 16:17:35 【阅读】:1098次 【字体:

     简述:刹车噪音是刹车衬片的一个重要指标,也是质量控制中的一个棘手问题。而减少噪音、防止对偶件损伤,目前已经成为我国摩擦材料行业的一个极为突出的问题,当前国内半金属制品普遍存在这一问题,有时开始使用没有噪音,但到了一定公里数,例如1-2万公里后就有噪音,有的配用质量一般的刹车盘有噪音、而配用高质量的刹车盘却无噪音了。同时也与刹车盘的材质有关。


      对于刹车噪音而言,可以认为是刹车系统发生共振引起的,而摩擦振动可认为是噪音源。产生刹车噪声的原因是多种多样的,(它已成为一个复杂的系统工程)。在天津菲迪奥(VADEO)配方研发中心从事摩阻材料研制过程中,不单考虑到材料的本身固有特性对其噪音的影响,还要考虑到与材料配合的对偶件的相关特性。一般认为刹车时由于摩擦振动周波数发生变化而引起刹车噪音。(高频刹车尖叫声频率在1-15KHZ,低频刹车噪音频率在200-500HZ)其中摩擦振动与摩擦材料的硬度、表面处理、压缩弹性率、抗拉强度、气孔率、粘弹性、摩擦系数→温度关系曲线、摩擦系数→速度关系曲线等参数有关。


      本文重点叙述有关噪声与刹车材料结构,配方设计及工艺处理方面有关因素,作一简单论述力求能在实际生产过程使产品尽可能少的产生噪声,以最大限度地满足客户使用需求。

 
    一.产品的综合摩擦性能与制品产生噪声的相关因素:


    1.一个好的摩擦制品并非是摩擦系数越高越好,对于轿车用盘式刹车片而言,根据天津菲迪奥(VADEO)配方研发中心多年实际生产经验表明,产品的摩擦系数控制在0.4以下为好,最佳范围应在μ=0.35~0.38之间,一般半金属盘式制品在此范围内使用时很少发生刹车噪声,而当产品的摩擦系数大于0.4时发生噪声的可能性要大1-2倍。一般而言,产品的摩擦系数是否稳定,刹车过程中是否平稳都与是否产生大的噪声有着密切关联。具体的说:产品在使用过程中接触比压的增加,瞬间温度突然升高接触表面出现局部凸起点“粘着”与“分离”引起摩擦特性发生变化,比压增大、磨损加剧,对偶相互位置发生改变,出现振动产生噪声。因此:瞬时摩擦系数的稳定、传动力矩的恒定是确保不产生刹车噪声的先决条件。这就要求刹车产品的摩擦系数对速度可比,对温度及压力的可比性均要稳定。在产品刹车过程瞬时摩擦系数变化率越少越好。


    动摩擦系数μ动/静摩擦系数μ静;μ瞬时最小/μ瞬时最大的比值接近1为最好。这种刹车产品安装在车上一般是很少产生噪声。

    2.产品整体硬度不能过大。其中产品本身树脂含量,表面处理,增摩剂的多少,加料量的多少(密度)都与硬度有关,适当调整这些配比,优化其结构会得到满意的结果。这里应该指出的是:天津菲迪奥(VADEO)配方研发中心提倡产品硬度适中。不能说整体弹性越大,硬度越低越好,例如:多含量橡胶制品本身弹性很好硬度也低,但实际刹车时往往噪声反之很大,这正如前所说那样,材料弹性过大,力矩传动不平稳有抖动,反会引起更大噪声,但树脂的橡胶改性对减少产品刹车噪声是有效的,这主要是它的碳化膜不硬脆。

    3.增摩剂的超细化会使噪声减到最小,摩擦制品中往往加入本身固有较大摩擦系数的物质,例如:长石粉、铬矿粉、白刚玉、三氧化二铝等物质。这些物质本身的莫氏硬度较高(一般大于5-8)这些物资常作为增摩剂加入到制品中,但实践证明这些增摩剂的超细化在防止制品产生噪音方面的因素是至关重要的。
例如:在制品中加入等量的200目的增摩剂就会产生噪声,改用325目就会没有噪声,如果把同样的增摩剂超细化到1500目以上,用量多加3%百分点而不会发生刹车噪声。这是说明增摩剂的超细化更有实际应用意义。

    4.产品热固化时间长的产品比固化时间短的产品易产生噪声,这主要是因为固化时间长了其结构发生变化,整体硬度有所增大之故。

    5.加料量的多少也会引起噪声的大小不同,这可能与本身制品的密度和固有频率有关。

    6.钢纤维的质量也会影响刹车噪声,一般含碳量偏高的钢纤维或经热处理温度过高的钢纤维都会引起刹车噪声。因此在天津菲迪奥(VADEO)配方研发中心选择纤维、填料及增减摩擦调节剂时应尽量选择本身固有莫氏硬度较低或适中的材料应用,例如:耐热性好、强度高的芳纶(KEVLAR)它本身不仅耐磨且不损伤对偶,加入少量芳纶就可减少刹车噪声的发生,但陶瓷纤维虽然高温摩擦系数稳定,但陶瓷纤维本身的莫氏硬度较高(6以上)往往在制品中使用陶瓷纤维会增大噪声的发生率。为了减少噪声的发生机率天津菲迪奥(VADEO)配方研发中心常常提倡使用那些莫氏硬度较低或适中的物料作增强填加料。例如:硫酸钡、硅藻土、冰晶粉、辉矿粉、铜粉、铝粉、铁粉、石墨、云母、蛭石粉及橡胶类、丁晴粉等,力求制品的整体硬度不高,有利于减少刹车噪声。

天津菲迪奥(VADEO)刹车片配方研发中心

 
 

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