配方设计功能与材料性能.ppt

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1、配方设计功能与材料性能摩擦密封材料协会济南讲座二、配方设计基础与发展配方设计功能与材料性能配方设计配方设计基础基础基于基于原理原理设计设计方法方法测试测试技术技术1、摩擦磨、摩擦磨损损机理机理2、材料属性、材料属性 （特性、（特性、贡贡献献值值）3、应应用原理用原理 （研究（研究对对象）象）1、复合效、复合效应应原理原理2、有限元分析或三元、有限元分析或三元图图方法方法 （两元素或三元素）（两元素或三元素）加和法加和法（理（理论论）1.分子表面性能应该等于 各原子的贡献值之和。接触界面接触界面势垒势垒理理论论。是一种新发展的理论，有望取代摩擦系数成为 表征指标。3、模型、模型、数据数据库库 1

2、、测试设备测试设备和手段和手段 物理化学物理化学 微观到宏观分析（结构和性能）摩擦磨摩擦磨损损、机械物理性能、机械物理性能动动力学模力学模拟拟（惯惯性性测测力台）力台）噪音噪音测试测试分析分析2、分析技、分析技术术和和评评估估3、数据、数据库库产品设计产品设计应用应用材料机械物理特性摩擦副摩擦条件（PTV)IE 工程工程配方设计功能与材料性能一、配方设计功能与要求概要 纤维纤维 基体 填料填料材料材料结结构构设设 计计复复 合合 机机 理理功能和性能要求功能和性能要求三元三元组组合材料合材料 (三元体系三元体系)1.配方配方-有限元有限元设计设计2.共混机理共混机理-混混杂杂效效应应的混合物的

3、混合物 体体积积模模压压法法 热压热压法法:3.制造工制造工艺艺:（盘盘制制动动器）器）注塑法注塑法 冷冷压压法法 冷冷压压制后固化制后固化 辊压法辊压法 鼓制动器鼓制动器 模压法模压法功能功能:1.摩擦副相摩擦副相对对运运动动，产产生摩擦力做生摩擦力做 功吸收功吸收动动能制能制动动停止停止;2.摩擦副相摩擦副相对对运运动动，产产生摩擦力做生摩擦力做 功吸收功吸收动动能能传递传递扭矩；扭矩；基基 体体高分子高分子陶瓷陶瓷(无机无机)金属金属CC,C-陶陶增增强强纤维纤维有机有机纤维纤维 性能要求性能要求:合适的摩擦系数合适的摩擦系数;（设计设计名誉系数名誉系数）摩擦系数摩擦系数稳稳定性定性;（

4、动动摩擦系数）摩擦系数）耐衰减性能；耐衰减性能；（PTV)制制动动器噪音器噪音 (NVH)耐磨性能耐磨性能(盘盘/片片);(寿命）寿命）不不损伤盘损伤盘(鼓鼓);摩擦副相摩擦副相对对性性涉水恢复性涉水恢复性;舒适性好舒适性好健康健康.安全安全.环环保保无机无机纤维纤维金属金属纤维纤维晶晶须须，纳纳米米功能填料功能填料摩擦摩擦调节剂调节剂（有机无机）（有机无机）减磨和减磨和润润滑滑剂剂阻氧阻氧剂剂增塑增塑剂剂功能摩擦功能摩擦颗颗粒粒金属粉末金属粉末二、.基体:高分子粘结剂-树脂高分子粘高分子粘结剂结剂结结 构构 特特 性性 树树脂性能的要求脂性能的要求合成机埋合成机埋酚酚醛树醛树脂脂因主键是刚性

5、,对材料硬度,弹性模量.柔性等不利影响.1.结构强度.力学性 能拉伸,抗压,模量.2.耐热性.(热分解,热氧化,热降解)3.次摩擦层的强度4.活化能E5.良好的工艺性能1.TGA,DSC 热分析1、缩聚反应主键刚性,次键接枝长链柔性.合成工合成工艺艺-控制平均分子控制平均分子量量 2、物理共混柔性粒子,界面,吸收应力 增加柔性。3、悬浮法合成4.毛细管合成改性酚改性酚醛树醛树脂脂柔性基团,金属键改性丁晴橡胶改性丁晴橡胶改性对材料硬度.弹性模量.柔性等有很好的改善,腰果壳油改性腰果壳油改性三聚三聚氰氰胺改性胺改性1.金属键改性树脂有很高的耐热性.分解温度410硼硼.钼钼.钛钛 磷磷 改性改性聚聚

6、酰亚酰亚胺改性胺改性二苯甲烷二苯甲烷双马来酰亚胺双马来酰亚胺1.双键能树脂有很高的耐热性.分解温度440有机硅树脂有机硅树脂配方设计功能与材料性能二、.基体:高分子粘结剂-树脂（范例）配方设计功能与材料性能1.1.三元图的制动性能试验（摩擦和磨损）以及热性能的试验评价三元图的制动性能试验（摩擦和磨损）以及热性能的试验评价 研究配比的三元研究配比的三元图图 制制动试验动试验 热热性能性能试验试验 GTA 和和 TGA温度曲温度曲线线配方设计功能与材料性能三、增强纤维:国内外使用纤维类别国内外使用纤维类别物理力学性能物理力学性能纤维纤维抗拉抗拉强强度度(Mpa)杨杨氏模氏模(Gpa)密度密度 g/

7、cm3温度极限温度极限()纤维纤维分分类类和性能要求和性能要求:芳芳纶纤维纶纤维Aramid,Kevlar fiber2600-380062-1601.45200-300一、增一、增强强纤维纤维分分类类:有机有机纤维纤维.无机无机纤维纤维.金属金属纤维纤维,陶瓷陶瓷纤维纤维.碳碳纤维纤维聚炳聚炳烯烯晴晴纤维纤维Polyacrylonitrile(Pan)fiber25036010-1901.17-1.40285纤维纤维素素纤维纤维Cellulose fiber300860101.26-1.45120-232玻璃玻璃纤维纤维(E)Glass fiber1250360075-952.45-2.70

8、300-540陶瓷陶瓷纤维纤维Ceramic fiber1400-1700103-41011200-1800二、二、纤维纤维的性能要求的性能要求:力学性能力学性能(比比强强度度),工工艺艺性能性能(松解松解).浸浸润润性性,吸附性吸附性.比表面比表面积积等等矿矿物物纤维纤维Rock wool180700碳碳纤维纤维Carbon fiber1650-3200200-7001.76-1.91400-3500钢纤维钢纤维 Steel fiber4501707.86400-600酞酞酸酸钾纤维钾纤维(晶晶须须)70002803.31200配方设计功能与材料性能四、功能填料:添加添加剂类剂类型型作作 用

9、用 机机 理理应应 用用 技技 术术摩擦摩擦调节剂调节剂（低摩、高摩）（低摩、高摩）1、相对运动的界面由材料的固有特性,粘着.分子引力,机械剪切力等产生的摩擦阻力,用于摩擦控制.2、分非磨蚀类、磨磨蚀类1、金属氧化物,铬合物,摩擦粒子,高聚物.金属粒子C-碳等.2、不同运用有弱摩擦，强摩擦，低温摩擦和高温摩擦减摩固体减摩固体润润骨骨剂剂1、能有效地改善衰退,提高部件的磨损寿命,摩擦的稳定性,改善摩擦副的工作状态,还能提高刹车的舒适性.金属硫化物在高温下分解生成各种氧化膜,能够很好地稳定摩擦,降低磨损.2、石墨对金属的粘附性不好,不易成膜能力.3、极性石墨表现出非常好的粘附性和成膜能力1、金属硫

10、化物包括二硫化钼、硫化铅、硫化锡、硫化钛、硫化铜、三硫化二锑、硫化锌等.2、合成：C-复合物3、石墨:天然和合成抗氧抗氧剂剂抗氧剂是聚合物对热氧化作用的防护,当抗氧剂被各种形式的链式反应消耗完时就终止.降解反应继续进行芳香胺类,氢氧化物，硫化物 等增塑增塑剂剂促进聚合物物理形态的稳定性,改善工艺性,流动性,分散性,可塑性.有机和无机型增塑剂金属粒子金属粒子改善热传导,热效应,扩散热能量;自洁对偶和控制转移膜金属粒子:铁、铝、锌.铜.鈦.等新型功能添加新型功能添加剂剂新发展的摩擦控制添加剂,对降低片和盘的磨损,稳定摩擦,降低衰退,降低噪音,提高刹车的舒适性和安全性.1、有机复合物（橡胶颗粒）2、

11、C-C复合物3.C-陶复合物无机固体无机固体润润滑滑剂类剂类型型:LUBOLID稳定摩擦降低磨损降低热磨损(铁路刹车)降低噪音提高刹车的舒适性 摩擦摩擦产产品品组组分性能分性能综综合合评评评评估：估：摩擦水平摩擦水平片的磨片的磨损损噪音噪音振振动动 盘盘的状的状态态树树脂脂有机有机纤维纤维无机无机纤维纤维摩摩蚀蚀润润滑滑剂剂填充填充剂剂配方设计功能与材料性能 惯惯性性测测力力试验试验：综合综合性能性能Pa Vb(T)（P-,v-,T-)复合效应复合效应配方设计功能与材料性能五、配方五、配方设计设计程序程序&方法方法&工具工具:确定目标功能1.车型：轿车.轻卡.重卡2.确定动能：（动能量级）3.

12、制动器型号结构最大制动力矩 盘/鼓直径(mm)盘/鼓厚度(mm)名誉摩擦系数机械效率(%)3.摩擦产品功能4.客户标准材料属性产品性能设计模型技术参数转化1.合成化学物理性能组分材料性质密度孔隙率比热热传导，热容量升温速率2.材料力学性质硬度弹性模量抗压.绕.弯.剪强度3.摩擦特性1.化学物理性能抗腐蚀，防锈2.摩擦性能合适的摩擦系数;（设计系数）摩擦系数稳定性;（动摩擦系数）耐衰减性能；（PTV)制动器噪音 (NVH)耐磨性能，(寿命）摩擦副相对性差异涉水恢复性;舒适性好健康.安全.环保1.化学物理特性密度(g/cm3)PH 值气孔率,抗腐蚀粘附性硬度强度(M.Pa)粘结强度(M.Pa)冷热

13、压缩(m)热膨胀(10min)(m)热传导()2.摩擦系数和磨损 （各类标准）冷态.工作.系数3.制动性能 台架标准（按类别要求）1.摩擦磨损模型：静摩擦动摩擦磨损2.配方体系模型配方体系模型3.产品模型4.设计试验5.试验测试6.数据库数据库设计设计方法方法:有限元分析有限元分析设计设计&（三角坐（三角坐标标法）法）+数据数据库库模型模型+经验经验工具工具:DFMEA 分析，分析，优优化化试验设计试验设计，6SD设计设计，数据，数据库库配方设计功能与材料性能1、设计模型、设计模型-摩擦在制动器应用的设计概念摩擦在制动器应用的设计概念 摩擦磨摩擦磨损损古典摩擦定律古典摩擦定律摩擦理摩擦理论发论

14、发展的展的应应用概念用概念古典摩擦定律 阿蒙阿蒙顿顿-库仑库仑定律定律1.摩擦力和载荷成正比，即F=fN；2.摩擦系数与（名义）接触面积无关；3.静摩擦系数大于动摩擦系数;4.摩擦系数与滑动速度无关。1.摩擦力与名义接触面积无关，而与真实接触面积有关,2.有一定屈服限的材料（如金属），其摩擦力才与（名义）接触面积无关，粘弹性材料的摩擦力与接触面积有关；3.粘弹性材料的静摩擦系数不大于动摩擦系数。4.摩擦力与滑动速度有关.一般，速度对金属的摩擦力的影响不像对粘弹性显著的弹性体的摩擦力那样明显。一般认为，f=F/Nk，k=2/31。(盘.鼓)制动摩擦副动动摩擦摩擦设计设计：F=FF=F1 1F F

15、2 2F-F-摩擦力F F1 1-粘着阻力+剪切F F2 2-变形阻力1.纯金属与铁的表面会产生”粘着”作用;2.不同金属对铁的”粘着”力不同;如Al 和 Fe 的粘着”力最大.3.”粘着”力将随着表面的极性或极性分子地增加而增大.4.摩擦副”粘着”力即产生摩擦力的主要部分之一,F粘=si*i=S*5 5 摩擦副”粘着”力即产生的摩擦力与实际接触面积相关,接触面积随着外 载荷大小,擦擦副材质不同,形变不同,接触面积也不同.制动擦擦副可看作塑性接触.故故”粘着粘着”项项摩擦阻力系数摩擦阻力系数为为:F=:F=粘着阻力系数粘着阻力系数+变变形阻力系数形阻力系数动动摩擦系数摩擦系数动动摩擦系数摩擦系

16、数对对速度速度,压压力力,温度的敏感性温度的敏感性1.摩擦副的摩擦力定性分析:摩擦力的几种机理组成,粘着,机械-撕裂,犁削,弹性和塑性变形,这些单独机理作用与温度温度,速度速度.压压力密切相关力密切相关.摩擦力为:F=Pa Vb(T)P-,v-,T-F-摩擦力 -摩擦系数 P 压力1.V-速度动摩擦系数：动摩擦系数：=（P-,v-,T-）配方设计功能与材料性能1、设计模型、设计模型-摩擦在制动器应用的设计概念摩擦在制动器应用的设计概念 动摩擦系数系统影响因素：动摩擦系数系统影响因素：材料的机械特性材料的机械特性 摩擦副摩擦副材料属性材料属性 对偶属性对偶属性 条件属性条件属性 接触面形态尺寸接

17、触面形态尺寸（PTV)弹性模量弹性模量 E泊桑比泊桑比剪切强度剪切强度抗压屈服强度抗压屈服强度q/q 比值比值 F=Pa Vb(T)盘片：平面盘片：平面/平面平面鼓片：曲面鼓片：曲面/曲面曲面摩擦界面摩擦界面尺寸尺寸制动效率制动效率 鼓鼓 盘盘 P M 配方设计功能与材料性能磨磨损类损类型型(机理机理)磨磨损损表面外表面外观观失效模式失效模式失失 效效 机机 理理粘着磨粘着磨损损锥锥刺、刺、鳞鳞尾、麻点尾、麻点 接触的不均匀性和分散性,接触点在高压.高温下而形成局部”粘着”,当粘着”受剪切所产生的摩擦阻力大于表面膜与基体结合力或基体材料本身的流动极限时,表面膜破裂.挤出,剪断总在不平的表面.一

18、般是较软材料转移到较硬材料表面.磨料磨磨料磨损损擦擦伤伤、沟、沟纹纹、条痕、条痕 磨料磨损是由硬颗粒或硬凸起引起的摩擦表面破坏，能分离出磨屑或形成划伤的过程。疲疲劳劳磨磨损损裂裂纹纹、点、点蚀蚀 在制动高温作用下,表面层.变项的晶界面或界面将产生热疲劳裂纹,裂纹扩展至磨粒脱落,在热应力的作用下,出现疲劳磨琐损摩擦化学磨摩擦化学磨损损（磨蚀磨损）反反应产应产物物（膜、微粒）（膜、微粒）摩擦化学磨损是在摩擦促进作用下，摩擦副的一方或双方与中间物质或环境介质中的某些成分发生化学或电化学的过程，有时也称为磨蚀磨损。化学磨损区分为氧化磨氧化磨损损和磨和磨蚀蚀磨磨损损两种基本两种基本类类型。型。1、设计模

19、型、设计模型-摩擦在制动器应用的设计概念摩擦在制动器应用的设计概念 磨损类型磨损类型产生磨损的根本原因：产生磨损的根本原因：在于受摩擦负荷作用的物体与摩擦副系统在于受摩擦负荷作用的物体与摩擦副系统中相关元素之间发生的机械、物理和化学中相关元素之间发生的机械、物理和化学作用的结果作用的结果。配方设计功能与材料性能1、设计模型、设计模型-摩擦在制动器应用的设计概念摩擦在制动器应用的设计概念 磨损类型磨损类型“氢脆氢脆”磨损和断裂形成磨损和断裂形成 在摩擦刹车的制动过程中，有机刹车片与铸铁的刹车盘之间为滑动接触。在更高的摩擦温度下,有机物的热降解和力化学反应,氢从有机树脂中脱离出来，致使刹车片表面发

20、生碳富集。氢扩散到铸铁表面，导致氢浓度的增加,很轻易地氢浓度会超越临界浓度(饱和状态)后,即产生”氢脆氢脆”现象现象。还有，刹车盘上的水或蒸汽也会导致氢扩散到刹车盘表面。刹车盘表面温度在200600范围内时，可以观测到氢与碳化铁之间的反应。该反应的结果是甲烷和铁，方程式如下：Fe3C+4H CH4+3Fe这意味着，该反应导致了刹车盘表面的脱碳化。不含碳的铁比基质的其它部分表现出更低的硬度。这会导致两种不同类型的铁之间的张力。虽然刹车盘表面不会发生化学变化，但物理结构变为马氏铁。断裂会沿与刹车盘表面平行的方向发生，刹车盘材质的薄膜会从刹车盘转移到刹车片内。为了防止氢在刹车过程中向刹车盘表面的大量

21、扩散，推荐在刹车片中用其他添加剂来“束缚（捆绑）”氢。另一种可能是通过在刹车盘表面形成一层转移膜作为壁垒以防止氢扩散。刹车片中的一定添加剂在摩擦表面形成纳米级的转移膜作为壁垒防止了氢的扩散,降低了刹车盘的表面磨损发生裂痕、裂纹的危险性.火车闸瓦是典型的案例。配方设计功能与材料性能1、设计模型、设计模型-摩擦在制动器应用的设计概念摩擦在制动器应用的设计概念 磨损类型磨损类型“氢脆氢脆”磨损和断裂形成磨损和断裂形成失效模式失效模式作用机理作用机理原因原因 制制动盘动盘 裂裂纹纹和形成和形成1 1、氢氢脆脆”现现象象该反应导致了刹车盘表面的脱碳化,降低表面硬度,这会导致两种不同类型的铁之间的张力,虽

22、然刹车盘表面不会发生化学变化，但物理结构变为马氏铁,断裂和裂痕会沿与刹车盘表面平行的方向发生.有机刹车片与铸铁的刹车盘之间为滑动接触。在更高的摩擦温度下,有机物的热降解和力化学反应,氢从有机树脂中脱离出来，致使刹车片表面发生碳聚集。氢扩散到铸铁表面,即产生”氢氢脆脆”现现象象1.刹车盘表面温度在200600范围内时,氢与碳化铁之间的反应:FeFe3 3C+4H CHC+4H CH4 4+3Fe+3Fe1.刹车盘中氢含量的扩散,随着压力和速度的增大而增加,当达到相变温度时(t 1000),氢的容解度增大一个数量极2.刹车片和刹车盘接触处的弹性或塑性变型,可加速氢的扩散.金属金属镶镶嵌嵌刹刹车盘车

23、盘磨磨损损 同样的机理,刹车盘材质的薄膜脱落,聚积,会从刹 车盘转移到刹车片内,形成金属镶嵌,在更高的摩擦温度作用下,磨粒磨损会擦伤对偶.配方设计功能与材料性能1、材料属性 材料结构与性能材料结构与性能 材料属性材料属性 设计模型1、化学材料 组成化学性能理论密度孔隙率比热热传导，热容量升温速率2.材料力学性质硬度弹性模量抗压.绕.弯.剪强度3.摩擦特性配方体系结构和和功能功能桥架作用桥架作用理论密度理论密度 材料类型材料类型 半金属半金属 低金属低金属 NAO-陶陶导热系数导热系数 高高 中中高高 低低 较高较高 中高中高 低低理论密度理论密度 产品设计性能产品设计性能 1.化学物理性能抗腐

24、蚀，防锈2.摩擦性能合适的摩擦系数;（设计系数）摩擦系数稳定性;（动摩擦系数）耐衰减性能；（PTV)制动器噪音 (NVH)耐磨性能，(寿命）摩擦副相对性差异涉水恢复性;舒适性好健康.安全.环保压实密度压实密度 相关性和摩擦贡献值相关性和摩擦贡献值 转化转化 1.产品性能评价和控制产品性能评价和控制2.产品技术参数的转化产品技术参数的转化3.工艺技术参数转化工艺技术参数转化4.成本成本&性价比分析性价比分析 （1 1）密度：特性参数的意义：）密度：特性参数的意义：密度参数对摩擦和磨损、升温速率、热导性及压缩模量等材料特性有着敏感性，是保证原型产品设计定型后集中反映材料属性的非常重要指标。原型产品

25、设计定型后，将配方确定的理论密度和相对密度即是将结果转化为生产过程控制的重要特性参数。并给出参数的偏差。相对密度是根据车型概念、产品特性要求并由化学材料组成和工艺条件确定的，它反映了配方的固有属性，并用于生产过程的质量控制，保证投产的产品和原始配方的一致性。配方设计功能与材料性能1、材料属性 密度特性参数密度特性参数&性能性能 （2）如密度低于要求密度时的影响：）如密度低于要求密度时的影响：偏低密度偏低密度 标准密度标准密度 偏低密度偏低密度 标准密度标准密度 磨损磨损 制动力矩制动力矩 2、用于过程的质量控制用于过程的质量控制 用离散度大小和偏离中心值，用离散度大小和偏离中心值，评价质量的稳

26、定性和一致性。评价质量的稳定性和一致性。1、用于配方材料属性的控、用于配方材料属性的控制和结果转化到生产：制和结果转化到生产：偏离密度降低了制动力矩和增加磨损。控制和转化控制和转化密度的功能和物理意义密度的功能和物理意义 关于压缩性在制动特性方面的物理意义：关于压缩性在制动特性方面的物理意义：问题的提出：问题的提出：1、摩擦片需要做压缩测试的意义？是因为噪音吗？如果是，会有什么影响呢？、摩擦片需要做压缩测试的意义？是因为噪音吗？如果是，会有什么影响呢？2、不同的材料，如、不同的材料，如NAO和低金属，在压缩上会有显著区别吗？和低金属，在压缩上会有显著区别吗？压缩性是衡量压缩性是衡量NVH的重要

27、评价指标。的重要评价指标。压缩性即压缩率（Compressibility）是二十一世纪才被定义为摩擦材料的一个新的重要评价指标，由Honeywell公司提出相关标准，并被广大业界接受和成为衡量噪声、振动、舒适性（NVH）的重要评价指标。压缩性会有什么影响呢？压缩性会有什么影响呢？对制动噪音的研究已建立实际制动器结构的动力学模型，从理论上对制动噪音进行了定量和定对制动噪音的研究已建立实际制动器结构的动力学模型，从理论上对制动噪音进行了定量和定性的分析。这一阶段较成熟的观点认为制动噪音是由摩擦闭环耦合诱发制动器各组成部件动态特性性的分析。这一阶段较成熟的观点认为制动噪音是由摩擦闭环耦合诱发制动器各

28、组成部件动态特性匹配不当引起的自激振动。匹配不当引起的自激振动。基于此观点，对盘式制动器的制动噪音的研究中，建立了包括制动钳、制动片和制动盘在内的藕基于此观点，对盘式制动器的制动噪音的研究中，建立了包括制动钳、制动片和制动盘在内的藕合模型，此模型分析了结构参数对噪音倾向的影响，定义出控制压缩性是控制摩擦片产生噪音的一合模型，此模型分析了结构参数对噪音倾向的影响，定义出控制压缩性是控制摩擦片产生噪音的一个合适范围。个合适范围。显然，压缩性是在研究制动器系统中控制噪音的一个重要评价指标。而摩擦片的压缩性对噪音会显然，压缩性是在研究制动器系统中控制噪音的一个重要评价指标。而摩擦片的压缩性对噪音会有什

29、么影响呢？有什么影响呢？配方设计功能与材料性能1、材料属性 压缩性参数压缩性参数&性能性能 配方设计功能与材料性能1、材料属性 压缩性参数压缩性参数&性能性能 这些因素在制动摩擦时会产生高频振动及相应噪音，但这些因素可以通过控制压缩性即压缩率在合理的范围内来避免这些因素。控制压缩率，实际上还可以控制制动片的整体硬度在一个合适的范围内，尽量减少制动噪音，同时兼顾摩擦材料的耐磨性。因此，普遍认为制动片的压缩率与整个制动系统的噪音有直接关系，实际中表现为压缩率值高则噪音小，压缩率值低则噪音大，但没有明确的相关性和相关指标。在制动器系统中，藕和振动频率（共振）是产生噪音的主要原因，因此摩擦片的压缩率指

30、标范围因此摩擦片的压缩率指标范围是根据藕和振动频率匹配的，是根据藕和振动频率匹配的，如测试制动盘和卡钳在系统中的振动频率，测试摩擦片的振动频率和压缩率指标范围，这样可以吸收共振频率而减少噪音。当然，这些指标是在产品设计时就已确这些指标是在产品设计时就已确定并在生产过程中加以控制。定并在生产过程中加以控制。1、摩擦系数过高；摩擦系数过高；2、摩擦材料硬度高；3高硬度材料含量高；高硬度材料含量高；4、高温制动后摩擦材料表面形 成光滑而硬的氧化层5、碳化膜；6、摩擦材料气孔率；7、制动速度负阻尼制动速度负阻尼8、摩擦材料高温蠕变性和塑性摩擦材料高温蠕变性和塑性 变形；变形；摩擦片的压缩性对噪音会摩擦

31、片的压缩性对噪音会会有什么影响呢？会有什么影响呢？产生噪音因素产生噪音因素噪音噪音NVH配方设计功能与材料性能1、材料属性 压缩性参数压缩性参数&性能性能 从材料力学性能研究，压缩率与材料的弹性模量有关，但也所不同。弹性模量E 是弹性应力和弹性应变之间的比值，如下公式：弹性模量弹性模量E=/=弹性应力弹性应力=弹性应变弹性应变压缩性与弹性模量的相关性压缩性与弹性模量的相关性摩擦材料的弹性模量主要有三大因素的影响：1、摩擦材料的组成；2、摩擦材料的化学键；3、摩擦材料的气孔率；压缩率不同压缩率不同弹性模量弹性模量不同不同 压缩性与材料噪音相关因素的影响：从压缩性的影响，半金属到低金属材料对噪音的

32、影响因素，尤其钢纤维对低频和高频噪音的显著性影响，其解决方案更多的技术是从材料结构上改进匹配，如底料、消音片，通过控制压缩率范围从而达到减少噪音的目的，所以控制压缩率是显著的。而NAO则不同，它从材料结构上不同与低金属材料，本身材料性质已减少降低了对噪音的影响因素，也降低了对压缩性敏感性。所以压缩性与低金属材料是显著不同的。压缩模量压缩模量不同不同半金属半金属低金属低金属NAO压缩性对噪音的影响压缩性对噪音的影响配方设计功能与材料性能1、材料属性-压缩性参数压缩性参数&性能性能 压缩性另外还有个重要的物理意义。这也是新的研究概念。压缩性另外还有个重要的物理意义。这也是新的研究概念。1、压缩性与

33、摩擦表面温度场的相关性。、压缩性与摩擦表面温度场的相关性。控制压缩性合适的范围，可改善摩擦表面温度场。制动过程是动能转化热能的过程，是通过摩擦界面热转换传递热能。摩擦热与摩擦界面接触面积和触点性质有关。界面接触面积定义为宏观接触、微观接触、微型触点。界面接触面积定义为宏观接触、微观接触、微型触点。宏观接触不等于有良好的微观接触，而微观接触又有不同的微型触点，这些微观摩擦行为对摩擦热产生的温度场、升温速率有着显著的影响。微观接触面积越大，微型触点越多，可降低瞬间闪点摩擦热和升温速率改善温度场。微观接触面积又与材料硬度有关，这些影响因素可以通过控制压缩性指标范围调节减少这些影响因素。通常压缩率值大

34、获得微观接触面积越大，减少瞬间闪点摩擦热和低的热传导，改善摩擦界面温度场。改善摩擦界面温度场。2 2、热传导和热压缩性的关系。、热传导和热压缩性的关系。热传导和压缩性是间接关系。热传导和温度场是直接关系。热传导和压缩性是间接关系。热传导和温度场是直接关系。在标准中一般规定热传导要小于220，如果热传导温度过高，通过制动片传导到制动缸，会引起制动液沸腾产生汽化，致使热压缩失效而导致制动失效。配方设计功能与材料性能1、材料性能 防锈蚀防锈蚀 性能性能PH 值、粘附性值、粘附性 制动盘：C Si Mn P S Cu Cr+Mo%3.6-3.8 1.75-1.95 0.5-0.8 0.1max 0.1

35、3man 0.40 0.30PH,粘附性：盘片的防锈、防粘能力粘附性：盘片的防锈、防粘能力可预防制动失效。可预防制动失效。如盘片锈蚀，表面氧化层易诱发如盘片锈蚀，表面氧化层易诱发粘连，制动时，粘附力使片易发生局部脱粘连，制动时，粘附力使片易发生局部脱落。落。1.制动盘严重侵蚀制动盘严重侵蚀（锈蚀）后易和摩（锈蚀）后易和摩 擦片发生了粘连。擦片发生了粘连。Cr+Mo元素影响元素影响PH值中性值中性或略偏碱或略偏碱铬铬:铬是碳化物形成元素。铬除与碳结合成碳化物外，其余部分溶于基体内，从而提高基体的电极电位，对抗腐蚀是有利的.含量含量减少减少1.抗氧化能力下降2.硬度和韧性都降低。含量含量增多增多韧性 硬度耐磨性下降