ब्रेक पॅडची उत्पत्ती आणि विकास

ब्रेक पॅड हे ब्रेक सिस्टीममधील सर्वात महत्त्वाचे सुरक्षा भाग आहेत, जे ब्रेक इफेक्टच्या गुणवत्तेत निर्णायक भूमिका बजावतात आणि एक चांगला ब्रेक पॅड लोक आणि वाहनांचे (विमान) संरक्षक आहे.

प्रथम, ब्रेक पॅडची उत्पत्ती

1897 मध्ये, हर्बर्टफ्रूडने पहिल्या ब्रेक पॅडचा शोध लावला (कापूस धागा रीइन्फोर्सिंग फायबर म्हणून वापरला) आणि त्यांचा वापर घोडागाडी आणि सुरुवातीच्या कारमध्ये केला, ज्यातून जगप्रसिद्ध फेरोडो कंपनीची स्थापना झाली. त्यानंतर 1909 मध्ये, कंपनीने जगातील पहिल्या सॉलिफाईड एस्बेस्टोस-आधारित ब्रेक पॅडचा शोध लावला; 1968 मध्ये, जगातील पहिल्या अर्ध-धातू-आधारित ब्रेक पॅडचा शोध लावला गेला आणि तेव्हापासून, घर्षण सामग्री एस्बेस्टोस-मुक्त दिशेने विकसित होऊ लागली. देश-विदेशात स्टील फायबर, ग्लास फायबर, अरामिड फायबर, कार्बन फायबर आणि घर्षण सामग्रीमधील इतर ऍप्लिकेशन्स यांसारख्या एस्बेस्टोस रिप्लेसमेंट फायबरच्या विविधतेचा अभ्यास करण्यास सुरुवात केली.

दुसरे, ब्रेक पॅडचे वर्गीकरण

ब्रेक सामग्रीचे वर्गीकरण करण्याचे दोन मुख्य मार्ग आहेत. संस्थांच्या वापराने एक विभागला जातो. जसे की ऑटोमोबाईल ब्रेक मटेरियल, ट्रेन ब्रेक मटेरियल आणि एव्हिएशन ब्रेक मटेरियल. वर्गीकरण पद्धत सोपी आणि समजण्यास सोपी आहे. सामग्रीच्या प्रकारानुसार एक विभागलेला आहे. ही वर्गीकरण पद्धत अधिक वैज्ञानिक आहे. आधुनिक ब्रेक मटेरियलमध्ये प्रामुख्याने खालील तीन श्रेणींचा समावेश होतो: राळ-आधारित ब्रेक मटेरियल (एस्बेस्टोस ब्रेक मटेरियल, नॉन-एस्बेस्टोस ब्रेक मटेरियल, पेपर बेस्ड ब्रेक मटेरियल), पावडर मेटलर्जी ब्रेक मटेरियल, कार्बन/कार्बन कंपोझिट ब्रेक मटेरियल आणि सिरॅमिक आधारित ब्रेक मटेरियल.

तिसरे, ऑटोमोबाईल ब्रेक साहित्य

1, उत्पादन सामग्रीनुसार ऑटोमोबाईल ब्रेक सामग्रीचा प्रकार भिन्न आहे. हे एस्बेस्टोस शीट, सेमी-मेटल शीट किंवा लो मेटल शीट, NAO (एस्बेस्टोस फ्री सेंद्रिय पदार्थ) शीट, कार्बन कार्बन शीट आणि सिरॅमिक शीटमध्ये विभागले जाऊ शकते.
1.1.एस्बेस्टोस शीट

अगदी सुरुवातीपासूनच, एस्बेस्टॉसचा उपयोग ब्रेक पॅडसाठी मजबुतीकरण सामग्री म्हणून केला जात आहे, कारण एस्बेस्टोस फायबरमध्ये उच्च शक्ती आणि उच्च तापमान प्रतिरोधक क्षमता असते, त्यामुळे ते ब्रेक पॅड आणि क्लच डिस्क आणि गॅस्केटची आवश्यकता पूर्ण करू शकते. या फायबरमध्ये मजबूत तन्य क्षमता आहे, उच्च-दर्जाच्या स्टीलशी बरोबरी साधू शकते आणि 316 डिग्री सेल्सिअस उच्च तापमान सहन करू शकते. इतकेच काय, एस्बेस्टोस तुलनेने स्वस्त आहे. हे ॲम्फिबोल धातूपासून काढले जाते, जे अनेक देशांमध्ये मोठ्या प्रमाणात आढळते. एस्बेस्टोस घर्षण सामग्री मुख्यतः एस्बेस्टोस फायबर वापरतात, म्हणजे हायड्रेटेड मॅग्नेशियम सिलिकेट (3MgO·2SiO2·2H2O) मजबुतीकरण फायबर म्हणून. घर्षण गुणधर्म समायोजित करण्यासाठी एक फिलर जोडला आहे. हॉट प्रेस मोल्डमध्ये ॲडहेसिव्ह दाबून सेंद्रिय मॅट्रिक्स संमिश्र सामग्री मिळते.

1970 च्या आधी. एस्बेस्टोस प्रकारची घर्षण पत्रके जगामध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरली जातात. आणि दीर्घकाळ वर्चस्व गाजवले. तथापि, एस्बेस्टोसच्या खराब उष्णता हस्तांतरण कार्यक्षमतेमुळे. घर्षण उष्णता वेगाने विसर्जित होऊ शकत नाही. यामुळे घर्षण पृष्ठभागाचा थर्मल क्षय थर घट्ट होईल. साहित्य पोशाख वाढवा. याच दरम्यान. एस्बेस्टोस फायबरचे क्रिस्टल पाणी 400 ℃ पेक्षा जास्त अवक्षेपित आहे. घर्षण गुणधर्म लक्षणीयरीत्या कमी होतात आणि जेव्हा ते 550℃ किंवा त्याहून अधिक पोहोचते तेव्हा परिधान नाटकीयरित्या वाढते. क्रिस्टल पाणी मोठ्या प्रमाणात नष्ट झाले आहे. सुधारणा पूर्णपणे गमावली आहे. अधिक महत्त्वाचे. हे वैद्यकीयदृष्ट्या सिद्ध झाले आहे. एस्बेस्टॉस हा एक पदार्थ आहे ज्यामुळे मानवी श्वसन अवयवांना गंभीर नुकसान होते. जुलै 1989. यूएस एन्व्हायर्नमेंटल प्रोटेक्शन एजन्सी (EPA) ने घोषित केले की ते 1997 पर्यंत सर्व एस्बेस्टोस उत्पादनांच्या आयात, उत्पादन आणि प्रक्रियेवर बंदी घालतील.

1.2, अर्ध-धातू शीट

हे सेंद्रिय घर्षण सामग्री आणि पारंपारिक पावडर धातुकर्म घर्षण सामग्रीच्या आधारे विकसित केलेले घर्षण साहित्याचा एक नवीन प्रकार आहे. यात एस्बेस्टोस तंतूंऐवजी धातूचे तंतू वापरतात. हे 1970 च्या दशकाच्या सुरुवातीला अमेरिकन बेंडिस कंपनीने विकसित केलेले नॉन-एस्बेस्टोस घर्षण सामग्री आहे.
"सेमी-मेटल" हायब्रीड ब्रेक पॅड (सेमी-मेट) हे मुख्यत्वे रफ स्टील लोकरपासून बनवलेले असतात ते मजबूत करणारे फायबर आणि एक महत्त्वाचे मिश्रण म्हणून. एस्बेस्टोस आणि नॉन-एस्बेस्टॉस ऑरगॅनिक ब्रेक पॅड (NAO) दिसण्यावरून (बारीक तंतू आणि कण) सहज ओळखले जाऊ शकतात आणि त्यांच्याकडे विशिष्ट चुंबकीय गुणधर्म देखील आहेत.

अर्ध-धातूच्या घर्षण सामग्रीमध्ये खालील मुख्य वैशिष्ट्ये आहेत:
(l) घर्षण गुणांकाच्या खाली अतिशय स्थिर. थर्मल क्षय निर्माण करत नाही. चांगली थर्मल स्थिरता;
(2) चांगला पोशाख प्रतिकार. सेवा जीवन एस्बेस्टोस घर्षण सामग्रीच्या 3-5 पट आहे;
(3) उच्च भार आणि स्थिर घर्षण गुणांक अंतर्गत चांगले घर्षण कार्यप्रदर्शन;
(4) चांगली थर्मल चालकता. तापमान ग्रेडियंट लहान आहे. लहान डिस्क ब्रेक उत्पादनांसाठी विशेषतः योग्य;
(5) लहान ब्रेकिंग आवाज.
युनायटेड स्टेट्स, युरोप, जपान आणि इतर देशांनी 1960 च्या दशकात मोठ्या क्षेत्राच्या वापरास प्रोत्साहन देण्यास सुरुवात केली. अर्ध-धातूच्या शीटचा पोशाख प्रतिरोध एस्बेस्टोस शीटच्या तुलनेत 25% पेक्षा जास्त आहे. सध्या, चीनमधील ब्रेक पॅड मार्केटमध्ये ते प्रबळ स्थान व्यापलेले आहे. आणि बहुतेक अमेरिकन कार. विशेषतः कार आणि प्रवासी आणि मालवाहू वाहने. सेमी-मेटल ब्रेक अस्तर 80% पेक्षा जास्त आहे.
तथापि, उत्पादनात खालील कमतरता देखील आहेत:
(l) स्टीलच्या फायबरला गंज लागणे सोपे आहे, गंज लागल्यानंतर जोडीला चिकटवणे किंवा खराब करणे सोपे आहे आणि गंजानंतर उत्पादनाची ताकद कमी होते आणि पोशाख वाढतो;
(२) उच्च थर्मल चालकता, ज्यामुळे ब्रेक सिस्टमला उच्च तापमानात गॅस प्रतिरोधकता निर्माण करणे सोपे होते, परिणामी घर्षण थर आणि स्टील प्लेट डिटेचमेंट:
(३) उच्च कडकपणामुळे दुहेरी सामग्रीचे नुकसान होईल, परिणामी बडबड आणि कमी-फ्रिक्वेंसी ब्रेकिंग आवाज होईल;
(4) उच्च घनता.
जरी "अर्ध-धातू" मध्ये काही लहान कमतरता नाहीत, परंतु त्याच्या उत्पादनाची चांगली स्थिरता, कमी किंमतीमुळे, तरीही ऑटोमोटिव्ह ब्रेक पॅडसाठी ही पसंतीची सामग्री आहे.

१.३. NAO चित्रपट
1980 च्या दशकाच्या सुरुवातीस, जगात विविध प्रकारचे हायब्रीड फायबर प्रबलित एस्बेस्टोस-फ्री ब्रेक लाइनिंग होते, म्हणजेच एस्बेस्टोस-मुक्त सेंद्रिय पदार्थ NAO प्रकारच्या ब्रेक पॅडची तिसरी पिढी. स्टील फायबर सिंगल रीइन्फोर्स्ड सेमी-मेटलिक ब्रेक मटेरियलमधील दोषांची पूर्तता करणे हा त्याचा उद्देश आहे, प्लांट फायबर, अरामॉन्ग फायबर, ग्लास फायबर, सिरॅमिक फायबर, कार्बन फायबर, खनिज फायबर इत्यादी फायबर वापरले जातात. एकाधिक तंतूंच्या वापरामुळे, ब्रेक अस्तरातील तंतू कार्यक्षमतेत एकमेकांना पूरक असतात आणि उत्कृष्ट सर्वसमावेशक कामगिरीसह ब्रेक अस्तर सूत्र डिझाइन करणे सोपे आहे. NAO शीटचा मुख्य फायदा म्हणजे कमी किंवा जास्त तापमानात चांगला ब्रेकिंग इफेक्ट राखणे, पोशाख कमी करणे, आवाज कमी करणे आणि ब्रेक डिस्कचे सर्व्हिस लाइफ वाढवणे, जे घर्षण सामग्रीच्या सध्याच्या विकासाची दिशा दर्शवते. बेंझ/फिलोडो ब्रेक पॅड्सच्या सर्व जगप्रसिद्ध ब्रँड्सद्वारे वापरले जाणारे घर्षण साहित्य हे तिसऱ्या पिढीतील NAO एस्बेस्टोस-मुक्त सेंद्रिय पदार्थ आहे, जे कोणत्याही तापमानात मुक्तपणे ब्रेक करू शकते, ड्रायव्हरच्या जीवनाचे रक्षण करू शकते आणि ब्रेकचे आयुष्य वाढवू शकते. डिस्क

1.4, कार्बन कार्बन शीट
कार्बन कार्बन संमिश्र घर्षण सामग्री कार्बन फायबर प्रबलित कार्बन मॅट्रिक्ससह एक प्रकारची सामग्री आहे. त्याचे घर्षण गुणधर्म उत्कृष्ट आहेत. कमी घनता (केवळ स्टील); उच्च क्षमता पातळी. पावडर धातुकर्म साहित्य आणि स्टीलच्या तुलनेत त्याची उष्णता क्षमता खूप जास्त आहे; उच्च उष्णता तीव्रता; विकृती नाही, आसंजन घटना. ऑपरेटिंग तापमान 200 ℃ पर्यंत; चांगले घर्षण आणि परिधान कामगिरी. दीर्घ सेवा जीवन. ब्रेकिंग दरम्यान घर्षण गुणांक स्थिर आणि मध्यम असतो. कार्बन-कार्बन संमिश्र पत्रके पहिल्यांदा लष्करी विमानात वापरली गेली. हे नंतर फॉर्म्युला 1 रेसिंग कारने स्वीकारले, जे ऑटोमोटिव्ह ब्रेक पॅडमध्ये कार्बन कार्बन सामग्रीचा एकमेव वापर आहे.
कार्बन कार्बन मिश्रित घर्षण सामग्री ही थर्मल स्थिरता, पोशाख प्रतिरोधकता, विद्युत चालकता, विशिष्ट सामर्थ्य, विशिष्ट लवचिकता आणि इतर अनेक वैशिष्ट्यांसह एक विशेष सामग्री आहे. तथापि, कार्बन-कार्बन मिश्रित घर्षण सामग्रीमध्ये देखील खालील कमतरता आहेत: घर्षण गुणांक अस्थिर आहे. हे आर्द्रतेमुळे मोठ्या प्रमाणात प्रभावित होते;
खराब ऑक्सिडेशन प्रतिरोध (गंभीर ऑक्सीकरण हवेत 50 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त होते). पर्यावरणासाठी उच्च आवश्यकता (कोरडे, स्वच्छ); ते खूप महाग आहे. वापर विशेष फील्ड मर्यादित आहे. हे देखील मुख्य कारण आहे की कार्बन कार्बन सामग्री मर्यादित करणे मोठ्या प्रमाणावर प्रचार करणे कठीण आहे.

1.5, सिरेमिक तुकडे
घर्षण सामग्रीमध्ये नवीन उत्पादन म्हणून. सिरॅमिक ब्रेक पॅडमध्ये आवाज नाही, राख पडणार नाही, व्हील हबला गंज नाही, दीर्घ सेवा आयुष्य, पर्यावरण संरक्षण इत्यादी फायदे आहेत. सिरेमिक ब्रेक पॅड मूळतः 1990 च्या दशकात जपानी ब्रेक पॅड कंपन्यांनी विकसित केले होते. हळूहळू ब्रेक पॅड मार्केटचे नवीन प्रिय बनले.
सिरेमिक आधारित घर्षण सामग्रीचे वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिनिधी म्हणजे C/ C-sic कंपोजिट्स, म्हणजेच कार्बन फायबर प्रबलित सिलिकॉन कार्बाइड मॅट्रिक्स C/SiC कंपोजिट्स. स्टुटगार्ट विद्यापीठ आणि जर्मन एरोस्पेस रिसर्च इन्स्टिट्यूटच्या संशोधकांनी घर्षण क्षेत्रात C/ C-sic कंपोझिटच्या वापराचा अभ्यास केला आहे आणि पोर्श कारमध्ये वापरण्यासाठी C/ C-SIC ब्रेक पॅड विकसित केले आहेत. ओक रिज नॅशनल लॅबोरेटरीसह हनीवेल ॲडव्हान्स्ड कंपोझिट्स, हनीवेल एअररॅटफ लनेडिंग सिस्टम आणि हनीवेल कमर्शिअल व्हेईकल सिस्टम्स हेवी-ड्युटी वाहनांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या कास्ट आयर्न आणि कास्ट स्टील ब्रेक पॅड्स बदलण्यासाठी कमी किमतीचे C/SiC कंपोझिट ब्रेक पॅड विकसित करण्यासाठी कंपनी एकत्रितपणे काम करत आहे.

2, कार्बन सिरेमिक कंपोझिट ब्रेक पॅड फायदे:
1, पारंपारिक राखाडी कास्ट आयर्न ब्रेक पॅडच्या तुलनेत, कार्बन सिरेमिक ब्रेक पॅडचे वजन सुमारे 60% कमी झाले आहे आणि नॉन-सस्पेंशन वस्तुमान सुमारे 23 किलोग्रॅमने कमी झाले आहे;
2, ब्रेक घर्षण गुणांक खूप जास्त आहे, ब्रेक प्रतिक्रिया गती वाढली आहे आणि ब्रेक क्षीणन कमी आहे;
3, कार्बन सिरॅमिक मटेरियलचे तन्य वाढवणे 0.1% ते 0.3% पर्यंत असते, जे सिरेमिक सामग्रीसाठी खूप उच्च मूल्य आहे;
4, सिरॅमिक डिस्क पेडल अत्यंत आरामदायक वाटते, ब्रेकिंगच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात ताबडतोब जास्तीत जास्त ब्रेकिंग फोर्स तयार करू शकते, त्यामुळे ब्रेक असिस्ट सिस्टम वाढवण्याचीही गरज नाही, आणि एकूण ब्रेकिंग पारंपारिक ब्रेकिंग सिस्टमपेक्षा वेगवान आणि लहान आहे. ;
5, उच्च उष्णतेचा प्रतिकार करण्यासाठी, ब्रेक पिस्टन आणि ब्रेक लाइनर दरम्यान सिरेमिक उष्णता इन्सुलेशन आहे;
6, सिरेमिक ब्रेक डिस्कमध्ये असाधारण टिकाऊपणा आहे, जर सामान्य वापर आजीवन विनामूल्य बदली असेल आणि सामान्य कास्ट आयर्न ब्रेक डिस्क बदलण्यासाठी काही वर्षांसाठी वापरली जाते.