Zavorne ploščice avtomobilov in gradbenih strojev so nekakšen torni material. Glavna naloga je absorbirati kinetično energijo s trenjem s kovino, da vozilo deluje varno in zanesljivo. Imeti mora dobro trenje in odpornost proti obrabi, hkrati pa mora imeti dobro mehansko trdnost in toplotno odpornost. Glede na sestavo materiala zavornih ploščic je razdeljen na azbestne (azbestne) zavorne ploščice, polkovinske zavorne ploščice, zavorne ploščice NAO (neazbestni organski treni) in zavorne ploščice na keramični osnovi. Proizvodnja in uporaba azbestnih zavornih ploščic je zdaj prepovedana; prah in kovinski prah, ki uidejo v zrak po trenju polkovinskih zavornih ploščic, so škodljivi za človeško telo in okolje; NAO zavorne ploščice nimajo dobre toplotne odpornosti in koeficienta trenja pri visokih temperaturah; Zavorne ploščice na keramični osnovi imajo stabilen koeficient trenja, dobro toplotno stabilnost in dobro odpornost proti obrabi, ne vsebujejo kovinskih komponent in imajo življenjsko dobo več kot podvojijo kot druge zavorne ploščice. Imajo vrhunsko splošno zmogljivost in so čisti in okolju prijazni izdelki. Postopoma se bo široko uporabljal na trgu.
Sestavni deli zavornih ploščic na osnovi keramike
Keramične zavorne ploščice so v glavnem sestavljene iz ojačanih vlaken, mineralnega polnila, regulatorja trenja in veziva ter so izdelane iz izdelkov po proizvodnji in predelavi.
Njegova sestava (masni%) je: ojačana vlakna 25 ~ 40, polnilo 10 ~ 30, lepilna matrica 15 ~ 30, regulator lastnosti trenja 10 ~ 20, mazivo proti obrabi 15 ~ 30, elastično kaljenje 5 ~ 10.
1.1 Ojačevalna vlakna v keramičnih zavornih ploščicah in njihove vloge
Tabela 1 Parametri učinkovitosti keramičnih vlaken
Vlakna se uporabljajo kot ojačitveni okvir v zavornih ploščicah na osnovi keramike in igrajo pomembno vlogo pri trdnosti, tornih lastnostih in odpornosti proti obrabi zavornih ploščic. Pogosto uporabljena ojačevalna vlakna za zavorne ploščice na keramični osnovi so aluminijeva silikatna vlakna, aluminijeva vlakna, ogljikova vlakna in cirkonijeva vlakna. Sprva se večinoma uporabljajo aluminijeva silikatna vlakna in aluminijeva vlakna. Kasnejše študije so pokazale, da so cirkonijeva vlakna boljša od aluminijevih oksidov in aluminijevega silikata. Vlakna imajo boljše lastnosti, njegova odpornost proti oksidaciji, odpornost proti koroziji, nizka toplotna prevodnost, boljše delovanje pri visokih temperaturah so boljši ojačitveni material. Armaturno vlakno, uporabljeno v zavorni ploščici na keramični osnovi, je hibridno vlakno z zgoraj omenjenimi vlakni v dobrem deležu, ki ima boljši ojačitveni učinek kot posamezno vlakno. V tabeli 1 je prikazanih več parametrov zmogljivosti keramičnih vlaken.
1.2 Mineralna polnila in funkcije zavornih ploščic na keramični osnovi
Mineralno polnilo v zavornih ploščicah na keramični osnovi lahko izboljša fizikalne in mehanske lastnosti zavornih ploščic (kot so toplotna prevodnost, toplotna razteznost, gostota, trdnost, togost in trdota itd.), Lahko pa tudi prilagodi torno zmogljivost in stroški izdelka. Embalaža je razdeljena na embalažo proti trenju, trenje, ki povečuje ali torno embalažo. Polnila proti trenju lahko izboljšajo odpornost proti obrabi zavornih ploščic, zmanjšajo koeficient trenja in zmanjšajo zavorni hrup; polnila za povečanje trenja ali trenje lahko izboljšajo fizikalne in mehanske lastnosti zavornih ploščic, povečajo odpornost proti trenju, stabilizirajo koeficient trenja in izboljšajo odpornost proti obrabi.
Za izboljšanje splošne učinkovitosti zavornih ploščic bodo polnila za zmanjšanje trenja in polnila za povečanje trenja pomešana in uporabljena v določenem razmerju glede na zahteve uporabe. Glavna mineralna polnila, ki se uporabljajo v zavornih ploščicah na keramični osnovi, so: barit, ekspandirani vermikulit, sepiolit, korund, cirkon, grafit, smukec, vollastonit, zeolit, diatomejska zemlja, brucit, hidrotalcit itd.
Barit lahko poveča in stabilizira koeficient trenja, zmanjša obrabo in zavorni hrup ter pri visokih temperaturah tvori razmeroma stabilen torni vmesnik, ki lahko prepreči praske površine tornega para in naredi površino tornega para bolj gladko. Je kontrolni material, ki povečuje trenje.
Razširjeni vermikulit ima odlične fizikalne in kemijske lastnosti, kar lahko zmanjša elektrostatični oprijem na površini zavorne obloge, zmanjša gostoto izdelka in zavorni hrup ter poveča njegovo elastičnost. Je polnilo za uravnavanje zmanjšanja hrupa in absorpcije udarcev.
Sepiolit je vlaknast silikatni mineral. Sepiolitni koloid je dodan zavorni oblogi kot ojačitveni osnovni material. Ima dobro žilavost, visoko natezno in upogibno trdnost, visoko udarno trdnost, visoko temperaturno odpornost in nizko odpornost proti obrabi ter dobro upadanje pri visokih temperaturah. .
Korund in cirkon imata visoko trdoto in sta trdi polnili. Dodajanje cirkona ali korunda lahko povzroči dober učinek trenja in zmanjša zavorni hrup.
Grafit je material za nadzor proti trenju in regulator trenja. Ima dobro toplotno prevodnost, lahko zmanjša stopnjo obrabe, lahko stabilizira koeficient trenja, lahko pa tudi pospeši razprševanje torne toplote na površino zavorne obloge in izboljša toplotno stabilnost zavorne obloge.
Smukec je silikatni mineral z večplastno strukturo. Ima vlogo zmanjšanja trenja in uravnavanja polnil. Ima dober oprijem z vezivi in lahko izboljša trdnost zavornih ploščic.
Wollastonite ima igle podobne lastnosti, nizko toplotno raztezanje in odlično odpornost proti toplotnim udarcem, kar lahko poveča koeficient trenja in zmanjša stopnjo obrabe, pomaga zavorni ploščici, da tvori gladko kontaktno površino in zmanjša obrabo.
Zeolit in diatomejska zemlja imata odlične adsorpcijske lastnosti, ki lahko v celoti absorbirajo majhne molekularne snovi, ki jih pri visoki temperaturi razgradi zavorna obloga, toploto, ki nastane na površini tornega para, in zavorni hrup. Je polnilo za nadzor trenja.
Brucit vsebuje določeno količino kristalne vode, ploščasti kristalni strukturi pa postanejo vlaknasta brucitna vlakna, ko se deformirajo. Ima prilagodljivost in prilagodljivost, odpornost na visoke temperature in odlično odpornost na alkalije.
Hidrotalcitu podoben ima odlično toplotno izgubo teže in absorpcijo toplote, lahko absorbira toploto trenja, spremeni fazo pri visoki temperaturi in se postopoma preoblikuje v minerale špinela, kar povečano vpliva na fizikalne in mehanske lastnosti zavornih ploščic in je mazivo, zmanjšanje trenja in popravilo reguliranih materialov.
1.3 Veziva in funkcije zavornih ploščic na keramični osnovi
Vezivo ima dobre mokre lastnosti za ojačitev vlaken, polnil in drugih komponent. Te materiale veže skupaj in z njimi tvori stabilno kemijsko vez. Je matrica zavorne obloge. Vezivo, ki se uporablja v zavornih ploščicah na osnovi keramike, je fenolna smola (modificirana smola) in sintetični kavčuk v prahu, predvsem fenolna smola. Pod določeno temperaturo ogrevanja se bo najprej zmehčal in nato vstopil v viskozno tekoče stanje, da bo ustvaril pretok in ga enakomerno porazdelil. V materialu za oblikovanje zavornih ploščic na osnovi keramike sta ojačevalna vlakna in polnilo med seboj strjeni in vulkanizirani, tako da tvorijo izdelek z gosto teksturo, določeno mehansko trdnostjo in izpolnjujejo zahteve zavorne obloge glede trenja; gumijasti prah je mogoče izboljšati Mehkoba izdelka zmanjša njegovo trdoto.
Zavorne ploščice na keramični osnovi med zaviranjem delujejo v pogojih visoke temperature 200–500 ℃. V tem temperaturnem območju imajo anorganska ojačana keramična vlakna in polnila stabilne lastnosti in se ne bodo toplotno razgradili. Organska veziva, fenolna smola in guma vstopajo v območje toplotne razgradnje, zato ima izbira lepila z dobro toplotno odpornostjo zelo pomemben učinek na zavorno ploščico.
2 Preskus zavornih ploščic na keramični osnovi
2.1 Preskus formulacije surovin
Tabela 2 Osnovni parametri formule surovin
Učinek trenja zavornih ploščic na keramični osnovi je v glavnem odvisen od izbire surovin, razmerja formule in proizvodnega procesa. Med preskusom je treba rešiti probleme enakomerne disperzije vlaken, natančnega merjenja materiala, enakomernega mešanja, nadzora postopka oblikovanja stiskalnice in stabilnega koeficienta trenja. . Z eksperimenti in analizami smo dobili veliko testnih podatkov in določili osnovne parametre boljše formule. Rezultati so prikazani v tabeli 2.
2.2 Preskus postopka priprave
2.2.1 Mešanje
Količina dovajanja je 5 kg, hitrost vretena mešalnika 180 vrt / min, hitrost razvitja 2200 vrt / min in čas mešanja 210 s.
2.2.2 Oblikovanje stiskalnice
Prostornina vbrizga v votlino kalupa je 200 g ± 2 g, tlak 3,0 MPa, 4,0 MPa oziroma 5,0 MPa. Čas izpuha je 3,0 s, razdalja dviga izpušnih plinov plesni je 3,0 mm, čas zadrževanja izpuha pa 3,5 s. Zadrževalni tlak je 5,0 MPa, čas zadrževanja 180 s, stopnja vakuuma 0,4 MPa in debelina vzorca 11,5 mm ± 0,2 mm.
2.2.3 Toplotna obdelava
Čas zadrževanja vzorčne peči je 140 ℃ / 1 h, 160 ℃ / 1 h, 180 ℃ / 1 h, 200 ℃ / 2 h, 210 ℃ / 3 h in hitrost ogrevanja 1 ℃ / 10 min.
2.3 Določitev koeficienta trenja
Z merilnikom trenja s konstantno hitrostjo XD-MSM preskusite koeficient trenja vzorca po kontrolni metodi GB / T 5763-2008. Parametri koeficienta trenja so prikazani v tabeli 3.
Preglednica 3 Preskusni koeficient trenja vzorcev
slike
3 Proizvodni postopek in značilnosti zavornih ploščic na keramični osnovi
3.1 Proizvodni postopek zavornih ploščic na keramični osnovi
Zavorne ploščice na keramični osnovi so v glavnem sestavljene iz ojačanih keramičnih vlaken, mineralnih polnil in veziv. Proizvodni postopek je prikazan na sliki 1.
Surovine → tehtanje sestavin → mešanje → predoblikovanje (kalup) → sintranje → brušenje → žlebljenje (vrtanje) → brizganje → modifikacija → pregled → kodiranje → embalaža
Slika 1 Postopek izdelave zavornih ploščic na keramični osnovi
3.2 Značilnosti zavornih ploščic na keramični osnovi
Zavorne ploščice na keramični osnovi imajo stabilen koeficient trenja, dobro toplotno stabilnost, nizko toplotno prevodnost in dobro odpornost proti obrabi. V procesu zaviranja trenje ustvarja toploto in delovna temperatura se poveča. Ko se delovna temperatura poveča, se začne koeficient trenja običajnih zavornih ploščic zmanjševati, sila trenja pa se zmanjšuje in s tem zmanjšuje zavorni učinek. Koeficient trenja zavornih ploščic na keramični osnovi je še vedno stabilen pri 0,45 ～ 0,50, ko je delovna temperatura kar 650 ℃. Lahko prenese večje pritiske in strižne sile, ima dobro mehansko trdnost in fizikalne lastnosti ter je primeren za različne visoko zmogljive zavorne materiale. Zahteve za visoko hitrost, varnost in visoko odpornost na zavorne ploščice.
Polmetalne zavorne ploščice in zavorne ploščice NAO (None Asbestos Organic) zaradi materialnih razlogov nimajo dobrih rešitev; Zavorne ploščice na keramični osnovi vsebujejo nizko vsebnost žlindre iz ojačanih vlaken, dobro ojačitev in ne vsebujejo kovine, kar lahko močno zmanjša zavorne ploščice. Dvojna obraba in zavorni hrup. Koeficient trenja zavornih ploščic na keramični osnovi je večji kot koeficient trenja zavornih ploščic na polizdelku in zavornih ploščic NAO (None Asbestos Organic). Termično slabljenje je nizko, kar lahko izboljša zavorne lastnosti in varnost. Vzrok je nenavadno trenje med zavornimi ploščicami in spajanjem med zaviranjem. Za hrup so slike treh vrst zavornih ploščic prikazane na sliki 2.
Življenjska doba polkovinskih zavornih ploščic in zavornih ploščic NAO (None Asbestos Organic) je manjša od 60.000 km, medtem ko je življenjska doba zavornih ploščic na keramični osnovi več kot 100.000 km, življenjska doba pa se poveča za več kot 50 %. Zavorna ploščica odpravlja napake tradicionalnih materialov in tehnologije zavornih ploščic in je najnaprednejši izdelek zavornih ploščic.
Zavorne ploščice na keramični osnovi so izdelane iz novih materialov iz keramičnih vlaken, s stabilno kakovostjo in kakovostjo sestavin, brez kovinskih komponent, stabilnim trenjem in dolgo življenjsko dobo. So čisti in okolju prijazni izdelki s stabilnim delovanjem. Široko promoviran in uporabljen za izboljšanje celostne podobe in blagovne znamke ima pomembno vlogo pri nadgradnji in preoblikovanju izdelkov ter visokokakovostnem razvoju.