Autode ja ehitustehnika piduriklotsid on omamoodi hõõrdematerjal. Peamine ülesanne on kineetilise energia neelamine metalliga hõõrdumise kaudu, et sõiduk saaks ohutult ja usaldusväärselt töötada. Sellel peaks olema hea hõõrdejõud ja kulumiskindlus ning samal ajal hea mehaaniline tugevus ja kuumuskindlus. Piduriklotside materjali koostise järgi jaguneb see asbesti (asbesti) piduriklotsideks, poolmetallist piduriklotsideks, NAO (mitte-asbestist orgaanilise hõõrdematerjaliga) piduriklotsideks ja keraamilistel alustel piduriklotsideks. Asbesti piduriklotside tootmine ja kasutamine on nüüd keelatud; pärast poolmetallist piduriklotside hõõrdumist õhku pääsevad tolm ja metallipulbrid on inimkehale ja keskkonnale kahjulikud; NAO piduriklotsidel ei ole kõrgel temperatuuril head kuumakindlust ja hõõrdeteguri stabiilsust; Keraamikal põhinevatel piduriklotsidel on stabiilne hõõrdetegur, hea termiline stabiilsus ja hea kulumiskindlus, need ei sisalda metallist komponente ja nende kasutusiga on üle kahe korra suurem kui teistel piduriklotsidel. Nende üldine jõudlus on suurepärane ja puhtad ning keskkonnasõbralikud tooted. Kasutatakse turul järk-järgult laialdaselt.
Keraamiliste baasil valmistatud piduriklotside komponendid
Keraamilised piduriklotsid koosnevad peamiselt tugevdatud kiust, mineraalsest täiteainest, hõõrdejõudluse regulaatorist ja sideainest ning on valmistatud toodetest ja nende töötlemisest.
Selle koostis (massiprotsent) on: tugevdatud kiud 25 ~ 40, täiteaine 10 ~ 30, kleepuv maatriks 15 ~ 30, hõõrdumisomaduste regulaator 10 ~ 20, kulumisvastane määrdeaine 15 ~ 30, elastne karastusaine 5 ~ 10.
1.1 Keraamiliste piduriklotside tugevduskiud ja nende rollid
Tabel 1 Keraamiliste kiudude parameetrid
Kiudaineid kasutatakse keraamikal põhinevate piduriklotside tugevdava raami materjalina ja sellel on oluline roll piduriklotside tugevuses, hõõrdejõudluses ja kulumiskindluses. Keraamikapõhiste piduriklotside tavaliselt kasutatavad tugevdavad kiud on alumiinium silikaatkiud, alumiiniumoksiidkiud, süsinikkiud ja tsirkooniumoksiid. Esialgu kasutatakse enamasti alumiiniumsilikaat- ja alumiiniumoksiidkiudu. Hilisemates uuringutes on leitud, et tsirkooniumoksiidkiud on paremad kui alumiiniumoksiidkiud ja alumiiniumsilikaat. Kiududel on parem jõudlus, selle oksüdatsioonikindlus, korrosioonikindlus, madal soojusjuhtivus, parem jõudlus kõrgel temperatuuril on parem tugevdav kiudmaterjal. Keraamikapõhises piduriklotsis kasutatav tugevdav kiud on hübriidkiud, milles on ülalnimetatud kiud suures osas, millel on parem tugevdav toime kui ühel kiul. Mitmed keraamiliste kiudude parameetrid on toodud tabelis 1.
1.2 Mineraalsed täiteained ja funktsioonid keraamikal põhinevatel piduriklotsidel
Keraamilistel piduriklotsidel olev mineraalne täiteaine võib parandada piduriklotside füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi (nagu soojusjuhtivus, soojuspaisumine, tihedus, tugevus, jäikus ja kõvadus jne) ning reguleerida ka hõõrdejõudu ja toote maksumus. Pakkimine jaguneb hõõrdumisvastaseks pakkimiseks, hõõrdumist suurendavaks või hõõrdepakendiks. Hõõrdumisvastased täiteained võivad parandada piduriklotside kulumiskindlust, vähendada hõõrdetegurit ja vähendada pidurdusmüra; hõõrdumist suurendavad või hõõrdejäägid võivad parandada piduriklotside füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi, suurendada hõõrdetakistust, stabiliseerida hõõrdetegurit ja parandada kulumiskindlust.
Piduriklotside üldise jõudluse parandamiseks segatakse hõõrdumist vähendavaid täiteaineid ja hõõrdumist suurendavaid täiteaineid ning kasutatakse teatud proportsioonides vastavalt kasutusnõuetele. Keraamilistel piduriklotsidel kasutatakse peamiselt mineraalseid täiteaineid: bariit, paisutatud vermikuliit, sepioliit, korund, tsirkoon, grafiit, talk, wollastoniit, tseoliit, kobediatomiit, brutsiit, hüdotalkiit jne.
Bariit võib suurendada ja stabiliseerida hõõrdetegurit, vähendada kulumist ja pidurdusmüra ning moodustada kõrgel temperatuuril suhteliselt stabiilse hõõrdumisliidese, mis võib takistada hõõrdumispaari pinna kriimustamist ja muuta hõõrdepaari pinna siledamaks. See on hõõrdumist suurendav kontrollmaterjal.
Paisutatud vermikuliidil on suurepärased füüsikalised ja keemilised omadused, mis võivad vähendada elektrostaatilist nakkumist piduriklotside pinnal, vähendada toote tihedust ja pidurdusmüra ning suurendada selle elastsust. See on täiteaine müra vähendamise ja löökide neeldumise reguleerimiseks.
Sepioliit on kiuline silikaatmineraal. Piduriklotsile lisatakse tugevdava alusmaterjalina seepioli kolloid. Sellel on hea sitkus, kõrge tõmbetugevus ja paindetugevus, suur löögitugevus, kõrge temperatuuritaluvus ja madal kulumiskindlus ning hea lagunemine kõrgel temperatuuril. .
Korund ja tsirkoon on kõrge kõvadusega ja kõvad täiteained. Tsirkooni või korundi lisamine võib avaldada head hõõrdumist suurendavat efekti ja madalamat pidurdusmüra.
Grafiit on hõõrdumisvastane juhtimismaterjal ja hõõrdejõudluse regulaator. Sellel on hea soojusjuhtivus, see võib vähendada kulumiskiirust, stabiliseerida hõõrdetegurit ja kiirendada ka hõõrdsoojuse hajumist piduriklotside pinnal ja parandada piduriklotside termilist stabiilsust.
Talk on kihilise struktuuriga silikaatmineraal. See mängib rolli hõõrdumise vähendamisel ja täiteainete reguleerimisel. Sellel on sideainetega hea haarduvus ja see võib parandada piduriklotside tugevust.
Wollastoniidil on nõelataolised omadused, madal soojuspaisumine ja suurepärane termiline löögikindlus, mis võib suurendada hõõrdetegurit ja vähendada kulumist, aidata piduriklotsil moodustada sileda kontaktpinna ja vähendada kulumist.
Tseoliidil ja kobediatomiidil on suurepärased adsorptsiooniomadused, mis suudavad täielikult absorbeerida kõrgel temperatuuril piduriklotsi lagundatud väikemolekulseid aineid, hõõrdumispaari pinnal tekkivat soojust ja pidurdusmüra. See on hõõrdejõudluse juhtimise täiteaine.
Brutsiit sisaldab teatud koguses kristallivett ja plaaditaoline kristallstruktuur muutub deformeerudes kiuliseks brutsiidikiuks. Sellel on paindlikkus ja paindlikkus, kõrge temperatuuritaluvus ja suurepärane leeliskindlus.
Hüdrotalsiiditaolisel on suurepärane termiline kaalukaotus ja soojuse neeldumine, see võib absorbeerida hõõrduvat soojust, läbida faasi muutusi kõrgel temperatuuril ja järk-järgult muunduda spinell-mineraalideks, millel on suurem mõju piduriklotside füüsikalistele ja mehaanilistele omadustele ning see on määritav, hõõrdumise vähendamine ja reguleeritud materjalide parandamine.
1.3 Keraamikal põhinevate piduriklotside sideained ja funktsioonid
Sideainel on kiudude, täiteainete ja muude komponentide tugevdamiseks head märgamisomadused. See seob need materjalid kokku ja moodustab nendega stabiilse keemilise sideme. See on piduriklotside maatriks. Keraamilistel piduriklotsidel kasutatakse sideainena fenoolvaiku (modifitseeritud vaik) ja sünteetilist kummipulbrit, peamiselt fenoolvaiku. Teatud kuumutamistemperatuuri korral see kõigepealt pehmeneb ja seejärel siseneb viskoossesse vedeliku olekusse voolu tekitamiseks ja ühtlaseks jaotamiseks. Keraamikapõhises piduriklotside vormimismaterjalis on armeerimiskiud ja täiteaine vaigu kõvenemise ja vulkaniseerimise teel ühendatud, moodustades tiheda tekstuuri, kindla mehaanilise tugevusega ja piduriklotside hõõrdumisnõuetele vastava toote; kummipulbrit saab parandada. Toote pehmus vähendab selle kõvadust.
Keraamikal põhinevad piduriklotsid töötavad pidurdamise ajal kõrge temperatuuriga 200–500 ℃. Selles temperatuurivahemikus on anorgaanilistel tugevdatud keraamilistel kiududel ja täiteainetel stabiilne jõudlus ning neid ei lagundata termiliselt. Orgaanilised sideained, fenoolvaik ja kumm siseneb termilise lagunemise tsooni, mistõttu hea kuumuskindlusega liimi valimine mõjutab piduriklotside tööd väga olulisel määral.
2 Keraamiliste aluste piduriklotside test
2.1 Tooraine koostise test
Tabel 2 Tooraine valemi põhiparameetrid
Keraamikapõhiste piduriklotside hõõrdejõud sõltuvad peamiselt tooraine valikust, valemi suhtest ja tootmisprotsessist. Katse ajal on vaja lahendada kiudude ühtlase hajumise, materjali täpse mõõtmise, ühtlase segamise, pressi moodustamise protsessi juhtimise ja stabiilse hõõrdeteguri probleemid. . Katsete ja analüüside abil saadi palju testiandmeid ning määrati parema valemi põhiparameetrid. Tulemused on toodud tabelis 2.
2.2 Ettevalmistusprotsessi test
2.2.1 Segamine
Söödakogus on 5 kg, segaja spindli kiirus on 180 r / min, rehuri kiirus on 2 200 r / min ja segamisaeg on 210 s.
2.2.2 Pressi vormimine
Süstimismaht vormiõõnes on 200 g ± 2 g, rõhk on vastavalt 3,0 MPa, 4,0 MPa ja 5,0 MPa. Heitgaasi aeg on 3,0 s, vormi heitgaasi tõstekaugus 3,0 mm ja heitgaasi viibeaeg 3,5 s. Hoidmisrõhk on 5,0 MPa, hoidmisaeg on 180 s, vaakumkraad on 0,4 MPa ja proovi paksus on 11,5 mm ± 0,2 mm.
2.2.3 Kuumtöötlus
Proovi ahju hoidmisaeg on 140 ℃ / 1 h, 160 ℃ / 1 h, 180 ℃ / 1 h, 200 ℃ / 2 h, 210 ℃ / 3 h ja kuumutamise kiirus on 1 ℃ / 10 min.
2.3 Hõõrdeteguri määramine
Proovi hõõrdeteguri testimiseks vastavalt GB / T 5763-2008 kontrollimeetodile kasutage püsikiirusega hõõrdetegurit XD-MSM. Hõõrdeteguri parameetrid on toodud tabelis 3.
Tabel 3 Proovide katse hõõrdetegur
pilt
3 Keraamikal põhinevate piduriklotside tootmisprotsess ja omadused
3.1 Keraamiliste baasil valmistatud piduriklotside tootmisprotsess
Keraamikal põhinevad piduriklotsid koosnevad peamiselt tugevdatud keraamilistest kiududest, mineraalsetest täiteainetest ja sideainetest. Tootmisprotsess on näidatud joonisel 1.
Tooraine → koostisosade kaalumine → segamine → eelvormimine (vormimine) → paagutamine → jahvatamine → soonimine (puurimine) → pihustamine → muutmine → kontroll → kodeerimine → pakendamine
Joonis 1 Keraamikal põhinevate piduriklotside tootmisprotsess
3.2 Keraamikal põhinevate piduriklotside omadused
Keraamikal põhinevatel piduriklotsidel on stabiilne hõõrdetegur, hea termiline stabiilsus, madal soojusjuhtivus ja hea kulumiskindlus. Pidurdamise käigus tekitab hõõrdumine soojust ja töötemperatuur tõuseb. Töötemperatuuri tõustes hakkab tavaliste piduriklotside hõõrdetegur vähenema ja hõõrdejõud väheneb, vähendades seeläbi pidurdusefekti. Keraamiliste baasil töötavate piduriklotside hõõrdetegur on endiselt stabiilne 0,45 ～ 0,50, kui töötemperatuur on kuni 650 ℃. See talub suuremat survet ja nihkejõudu, tal on head mehaanilised tugevused ja füüsikalised omadused ning see sobib erinevate suure jõudlusega pidurimaterjalide jaoks. Nõuded piduriklotside suurele kiirusele, ohutusele ja suurele kulumiskindlusele.
Poolmetallist piduriklotsidel ja NAO (None Asbestos Organic) piduriklotsidel pole materiaalsetel põhjustel häid lahendusi; keraamikapõhistel piduriklotsidel on vähe tugevdatud kiudkuupallide sisaldust, hea tugevdus ja need ei sisalda metalli, mis võib piduriklotse kahekordset kulumist ja pidurdusmüra oluliselt vähendada. Keraamiliste baasil valmistatud piduriklotside hõõrdetegur on kõrgem kui poolmetallist piduriklotsidel ja NAO (None Asbestos Organic) piduriklotsidel. Termiline sumbumine on madal, mis võib parandada pidurdustõhusust ja ohutust. Selle põhjustab piduriklotside ja paaritumise vaheline ebaharilik hõõrdumine pidurdamise ajal. Müra jaoks on kolme tüüpi piduriklotside pildid toodud joonisel 2.
Poolmetallist piduriklotside ja NAO (None Asbestos Organic) piduriklotside kasutusiga on alla 60 000 km, keraamikal põhinevate piduriklotside kasutusiga on aga üle 100 000 km ja eluiga pikeneb üle 50 000 %. Piduriklots ületab traditsiooniliste piduriklotside materjalide ja tehnoloogia defektid ning on kõige arenenum piduriklotside toode.
Keraamikal põhinevad piduriklotsid on valmistatud uutest keraamilistest kiudmaterjalidest, millel on stabiilne koostisosade kvaliteet ja kvaliteet, metallkomponendid puuduvad, stabiilne hõõrdejõud ja pikk kasutusiga. Need on puhtad ja keskkonnasõbralikud tooted, millel on stabiilne jõudlus. Laialdaselt reklaamitud ja rakendatud ettevõtte maine ja kaubamärgi parandamiseks. Väärtus mängib olulist rolli toodete täiendamisel ja muutmisel ning kvaliteetsel arendamisel.