自從世界上出現(xiàn)動(dòng)力機(jī)械和機(jī)動(dòng)車(chē)輛后,在其傳動(dòng)和制動(dòng)機(jī)構(gòu)中就使用摩擦片。初期的摩擦片系用棉花、棉布、皮革等作為基材,如:將棉花纖維或其織品浸漬橡膠漿液后,進(jìn)行加工成型制成剎車(chē)片或剎車(chē)帶。其缺點(diǎn):耐熱性較差,當(dāng)摩擦面溫度超過(guò)120℃后,棉花和棉布會(huì)逐漸焦化甚至燃燒。隨著車(chē)輛速度和載重的增加,其制動(dòng)溫度也相應(yīng)提高,這類(lèi)摩擦材料已經(jīng)不能滿(mǎn)足使用要求。人們開(kāi)始尋求耐熱性好的、新的摩擦材料類(lèi)型,石棉摩擦材料由此誕生。
石棉是一種天然的礦物纖維,它具有較高的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度,還具有較長(zhǎng)的纖維長(zhǎng)度、很好的散熱性,柔軟性和浸漬性也很好,可以進(jìn)行紡織加工制成石棉布或石棉帶并浸漬粘結(jié)劑。石棉短纖維和其布、帶織品都可以作為摩擦材料的基材。更由于其具有較低的價(jià)格(性?xún)r(jià)比),所以很快就取代了棉花與棉布而成為摩擦材料中的主要基材料。1905年石棉剎車(chē)帶開(kāi)始被應(yīng)用,其制品的摩擦性能和使用壽命、耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度均有較大的提高。1918年開(kāi)始,人們用石棉短纖維與瀝青混合制成模壓剎車(chē)片。20世紀(jì)20年代初酚醛樹(shù)脂開(kāi)始工業(yè)化應(yīng)用,由于其耐熱性明顯高于橡膠,所以很快就取代了橡膠,而成為摩擦材料中主要的粘結(jié)劑材料。由于酚醛樹(shù)脂與其他的各種耐熱型的合成樹(shù)脂相比價(jià)格較低,故從那時(shí)起,石棉-酚醛型摩擦材料被世界各國(guó)廣泛使用至今。
20世紀(jì)60年代,人們逐漸認(rèn)識(shí)到石棉對(duì)人體健康有一定的危險(xiǎn)性。在開(kāi)采或生產(chǎn)過(guò)程中,微細(xì)的石棉纖維易飛揚(yáng)在空氣中被人吸入肺部,長(zhǎng)期間處于這種環(huán)境下的人們比較容易患上石棉肺一類(lèi)的疾病。因此人們開(kāi)始尋求能取代石棉的其它纖維材料來(lái)制造摩擦材料,即無(wú)石棉摩擦材料或非石棉摩擦材料。20世紀(jì)70年代,以鋼纖維為主要代替材料的半金屬材料在國(guó)外被首先采用。80年代-90年代初,半金屬摩擦材料已占據(jù)了整個(gè)汽車(chē)用盤(pán)式片領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代后期以來(lái),NAO(少金屬)摩擦材料在歐洲的出現(xiàn)是一個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)。無(wú)石棉,采用兩種或兩種以上纖維(以無(wú)機(jī)纖維為主,并有少量有機(jī)纖維)只含少量鋼纖維、鐵粉。NAO(少金屬)型摩擦材料有助于克服半金屬型摩擦材料固有的高比重、易生銹、易產(chǎn)生制動(dòng)噪音、傷對(duì)偶(盤(pán)、鼓)及導(dǎo)熱系數(shù)過(guò)大等缺陷。目前,NAO(少金屬)型摩擦材料已得到廣泛應(yīng)用,取代半金屬型摩擦片材料。2004年開(kāi)始,隨汽車(chē)工業(yè)飛速發(fā)展,人們對(duì)制動(dòng)性能要求越來(lái)越高,開(kāi)始研發(fā)陶瓷型摩擦材料。陶瓷型摩擦材料主要以無(wú)機(jī)纖維和幾種有機(jī)纖維混雜組成,無(wú)石棉,無(wú)金屬。其特點(diǎn)為:
1、 無(wú)石棉符合環(huán)保要求;
2、摩擦材料不生銹,不腐蝕;
3、磨耗低,粉塵少(輪轂);
4、無(wú)金屬和多孔性材料的使用可降低制品密度,有利于減少損傷制動(dòng)盤(pán)(鼓)和產(chǎn)生制動(dòng)噪音的粘度。
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