Bantalan rem mobil dan mesin konstruksi adalah semacam bahan gesekan. Fungsi utamanya adalah menyerap energi kinetik melalui gesekan dengan logam agar kendaraan bekerja dengan aman dan andal. Ini harus memiliki kinerja gesekan yang baik dan ketahanan aus, dan pada saat yang sama Memiliki kekuatan mekanik yang baik dan ketahanan panas. Menurut komposisi bahan bantalan rem, dibagi menjadi bantalan rem asbes (asbes), bantalan rem semi-logam, bantalan gesekan organik NAO (non-asbes), bantalan rem, dan bantalan rem berbasis keramik. Produksi dan penggunaan bantalan rem asbes sekarang dilarang; debu dan bubuk logam yang melarikan diri ke udara setelah gesekan bantalan rem semi-logam berbahaya bagi tubuh manusia dan lingkungan; Bantalan rem NAO tidak memiliki ketahanan panas yang baik dan stabilitas koefisien gesekan pada suhu tinggi; Bantalan rem berbasis keramik memiliki koefisien gesekan yang stabil, stabilitas termal yang baik dan ketahanan aus yang baik, tidak mengandung komponen logam, dan memiliki masa pakai lebih dari dua kali lipat bantalan rem lainnya. Mereka memiliki kinerja keseluruhan yang unggul dan merupakan produk yang bersih dan ramah lingkungan. Secara bertahap akan banyak digunakan di pasar.
Komponen bantalan rem berbasis keramik
Bantalan rem keramik terutama terdiri dari serat yang diperkuat, pengisi mineral, pengatur kinerja gesekan dan pengikat, dan terbuat dari produk setelah produksi dan pemrosesan.
Komposisinya (massa %) adalah: serat diperkuat 25 ~ 40, pengisi 10 ~ 30, matriks perekat 15 ~ 30, pengatur properti gesekan 10 ~ 20, pelumas anti-aus 15 ~ 30, agen tangguh elastis 5 ~ 10.
1.1 Serat penguatan pada bantalan rem keramik dan perannya
Parameter kinerja serat keramik tabel 1
Serat digunakan sebagai bahan rangka yang memperkuat pada bantalan rem berbasis keramik dan memainkan peran penting dalam kekuatan, kinerja gesekan dan ketahanan aus bantalan rem. Serat penguat yang umum digunakan untuk bantalan rem berbasis keramik adalah serat silikat aluminium, serat alumina, serat karbon, dan serat zirkonia. Awalnya, serat silikat aluminium dan serat alumina sebagian besar digunakan. Kemudian penelitian telah menemukan bahwa serat zirkonia lebih baik daripada serat alumina dan silikat aluminium. Serat memiliki kinerja yang lebih unggul, ketahanan oksidasinya, ketahanan korosi, konduktivitas termal yang rendah, kinerja suhu tinggi yang lebih baik, adalah bahan serat penguat yang lebih baik. Serat memperkuat yang digunakan dalam bantalan rem berbasis keramik adalah serat hibrida dengan serat yang disebutkan di atas dalam proporsi yang baik, yang memiliki efek memperkuat yang lebih baik daripada serat tunggal. Beberapa parameter kinerja serat keramik ditampilkan dalam Tabel 1.
1.2 Pengisi mineral dan fungsi dalam bantalan rem berbasis keramik
Pengisi mineral dalam bantalan rem berbasis keramik dapat meningkatkan sifat fisik dan mekanik bantalan rem (seperti konduktivitas termal, ekspansi termal, kepadatan, kekuatan, kekakuan, dan kekerasan, dll.), dan juga dapat menyesuaikan kinerja gesekan dan biaya produk. Pengepakan dibagi menjadi kemasan anti-gesekan, gesekan-meningkat atau pengepakan gesekan. Pengisi anti-gesekan dapat meningkatkan ketahanan aus bantalan rem, mengurangi koefisien gesekan, dan mengurangi kebisingan pengereman; pengisi gesekan atau gesekan dapat meningkatkan sifat fisik dan mekanis bantalan rem, meningkatkan ketahanan gesekan, menstabilkan koefisien gesekan dan meningkatkan ketahanan aus.
Untuk meningkatkan kinerja keseluruhan bantalan rem, pengisi pengurangan gesekan dan pengisi peningkatan gesekan akan dicampur dan digunakan dalam proporsi tertentu sesuai dengan persyaratan penggunaan. Pengisi mineral utama yang digunakan dalam bantalan rem berbasis keramik adalah: barite, vermiculite diperluas, sepiolite, corundum, zircon, grafit, talc, wollastonite, zeolite, diatomaceous earth, brucite, hydrotalcite, dll.
Barite dapat meningkatkan dan menstabilkan koefisien gesekan, mengurangi keausan dan kebisingan pengereman, dan membentuk antarmuka gesekan yang relatif stabil pada suhu tinggi, yang dapat mencegah permukaan pasangan gesekan menggaruk dan membuat permukaan pasangan gesekan lebih halus. Ini adalah bahan kontrol yang meningkatkan gesekan.
Vermiculite yang diperluas memiliki sifat fisik dan kimia yang sangat baik, yang dapat mengurangi adhesi elektrostatik pada permukaan bantalan rem, mengurangi kepadatan produk dan kebisingan pengereman, dan meningkatkan elastisitasnya. Ini adalah pengisi untuk mengatur pengurangan kebisingan dan penyerapan kejut.
Sepiolite adalah mineral silikat berserat. Koloid sepiolite ditambahkan ke bantalan rem sebagai bahan dasar yang memperkuat. Ini memiliki ketangguhan yang baik, kekuatan tarik dan lentur yang tinggi, kekuatan benturan tinggi, ketahanan suhu tinggi dan ketahanan aus rendah, dan pembusukan suhu tinggi yang baik. .
Corundum dan zircon memiliki kekerasan tinggi dan pengisi keras. Menambahkan zircon atau corundum dapat memberikan efek peningkatan gesekan yang baik dan kebisingan pengereman yang lebih rendah.
Grafit adalah bahan kontrol anti-gesekan dan regulator kinerja gesekan. Ini memiliki konduktivitas termal yang baik, dapat mengurangi laju keausan, dapat menstabilkan koefisien gesekan, dan juga dapat mempercepat dispersi panas gesekan pada permukaan bantalan rem dan meningkatkan stabilitas termal bantalan rem.
Talc adalah mineral silikat dengan struktur berlapis. Ini memainkan peran mengurangi gesekan dan mengatur pengisi. Ini memiliki adhesi yang baik dengan pengikat dan dapat meningkatkan kekuatan bantalan rem.
Wollastonite memiliki karakteristik seperti jarum, ekspansi termal rendah, dan ketahanan kejut termal yang sangat baik, yang dapat meningkatkan koefisien gesekan dan mengurangi laju keausan, membantu bantalan rem untuk membentuk permukaan kontak yang halus dan mengurangi keausan.
Zeolite dan diatomaceous earth memiliki sifat adsorpsi yang sangat baik, yang dapat sepenuhnya menyerap zat molekul kecil yang terurai oleh bantalan rem pada suhu tinggi, panas yang dihasilkan pada permukaan pasangan gesekan, dan kebisingan pengereman. Ini adalah pengisi kontrol kinerja gesekan.
Brucite mengandung sejumlah air kristal, dan struktur kristal seperti piring menjadi serat brucite berserat ketika cacat. Ini memiliki fleksibilitas dan fleksibilitas, ketahanan suhu tinggi, dan ketahanan alkali yang sangat baik.
Seperti hidrotaliat memiliki penurunan berat badan termal yang sangat baik dan penyerapan panas, dapat menyerap panas gesekan, mengalami perubahan fase pada suhu tinggi, dan secara bertahap berubah menjadi mineral spinel, yang memiliki efek yang ditingkatkan pada sifat fisik dan mekanik bantalan rem, dan melumasi, mengurangi gesekan, dan memperbaiki bahan yang diatur.
1.3 Pengikat dan fungsi di bantalan rem berbasis keramik
Pengikat memiliki sifat pembasahan yang baik untuk memperkuat serat, pengisi, dan komponen lainnya. Ini mengikat bahan-bahan ini bersama-sama dan membentuk ikatan kimia yang stabil dengan mereka. Ini adalah matriks bantalan rem. Pengikat yang digunakan dalam bantalan rem berbasis keramik adalah resin fenolik (resin yang dimodifikasi) dan bubuk karet sintetis, terutama resin fenolik. Di bawah suhu pemanasan tertentu, ia akan melunak terlebih dahulu dan kemudian memasuki keadaan cairan kental untuk menghasilkan aliran dan mendistribusikannya secara merata. Dalam bahan pembentuk bantalan rem berbasis keramik, serat yang memperkuat dan pengisinya terikat bersama melalui penyembuhan resin dan vulkanisasi untuk membentuk produk dengan tekstur padat, kekuatan mekanis tertentu dan memenuhi persyaratan kinerja gesekan bantalan rem; bubuk karet dapat ditingkatkan Kelembutan produk mengurangi kekerasannya.
Bantalan rem berbasis keramik bekerja di bawah kondisi suhu tinggi 200-500 ° C selama pengereman. Dalam kisaran suhu ini, serat keramik dan pengisi yang diperkuat anorganik memiliki kinerja yang stabil dan tidak akan terurai secara termal. Pengikat organik, resin fenolik dan Karet memasuki zona dekomposisi termal, sehingga pilihan perekat dengan ketahanan panas yang baik memiliki efek yang sangat penting pada kinerja bantalan rem.
2 Uji bantalan rem berbasis keramik
2.1 Uji formulasi bahan baku
Tabel 2 Parameter dasar rumus bahan baku
Kinerja gesekan bantalan rem berbasis keramik terutama tergantung pada pemilihan bahan baku, rasio formula dan proses produksi. Selama pengujian, perlu untuk memecahkan masalah dispersi serat seragam, pengukuran bahan yang akurat, pencampuran seragam, kontrol proses pembentukan pers, dan koefisien gesekan yang stabil. . Banyak data pengujian diperoleh melalui eksperimen dan analisis, dan parameter dasar rumus yang lebih baik ditentukan. Hasilnya diperlihatkan dalam Tabel 2.
2.2 Tes proses persiapan
2.2.1 Pencampuran
Jumlah makan adalah 5 kg, kecepatan spindle mixer adalah 180 r / menit, kecepatan reamer adalah 2 200 r / menit, dan waktu pencampuran adalah 210 d.
2.2.2 Pembentukan pers
Volume injeksi di rongga cetakan adalah 200 g±2 g, tekanannya masing-masing 3,0 MPa, 4,0 MPa, dan 5,0 MPa. Waktu knalpot adalah 3,0 s, jarak lift knalpot cetakan adalah 3,0 mm, dan waktu tempat tinggal knalpot adalah 3,5 s. Tekanan penahanan adalah 5,0 MPa, waktu penahanan adalah 180 d, derajat vakum adalah 0, 4 MPa, dan ketebalan sampel adalah 11,5 mm ± 0, 2 mm.
2.2.3 Perlakuan panas
Waktu penahanan oven sampel adalah 140 ° C / 1 jam, 160 ° C / 1 jam, 180 ° C / 1 jam, 200 ° C / 2 jam, 210 ° C / 3 jam, dan laju pemanasan adalah 1 ° C / 10 menit.
2.3 Penentuan koefisien gesekan
Gunakan penguji gesekan kecepatan konstan XD-MSM untuk menguji koefisien gesekan sampel sesuai dengan metode pemeriksaan GB/ T 5763-2008. Parameter koefisien gesekan diperlihatkan dalam Tabel 3.
Tabel 3 Uji koefisien gesekan sampel
Gambar
3 Proses produksi dan karakteristik bantalan rem berbasis keramik
3.1 Proses produksi bantalan rem berbasis keramik
Bantalan rem berbasis keramik terutama terdiri dari serat keramik yang diperkuat, pengisi mineral, dan pengikat. Proses produksi ditunjukkan pada Gambar 1.
Bahan baku → bahan penimbangan → pencampuran → pra-pembentukan (cetakan) → sintering → grinding → grooving (pengeboran) → penyemprotan → modifikasi → inspeksi → pengkodean → kemasan
Gambar 1 Proses produksi bantalan rem berbasis keramik
3.2 Karakteristik bantalan rem berbasis keramik
Bantalan rem berbasis keramik memiliki koefisien gesekan yang stabil, stabilitas termal yang baik, konduktivitas termal yang rendah, dan ketahanan aus yang baik. Dalam proses pengereman, gesekan menghasilkan panas dan suhu kerja meningkat. Ketika suhu kerja meningkat, koefisien gesekan bantalan rem biasa mulai berkurang, dan gaya gesekan menurun, sehingga mengurangi efek pengereman. Koefisien gesekan bantalan rem berbasis keramik masih stabil pada 0,45 ~ 0,50 ketika suhu kerja setinggi 650 ° C. Ini dapat menahan tekanan dan gaya geser yang lebih besar, memiliki kekuatan mekanik dan sifat fisik yang baik, dan cocok untuk berbagai bahan rem berkinerja tinggi. Persyaratan untuk memenuhi ketahanan kecepatan tinggi, keamanan, dan keausan tinggi pada bantalan rem.
Bantalan rem semi-logam dan bantalan rem NAO (None Asbestos Organic) tidak memiliki solusi yang baik karena alasan material; bantalan rem berbasis keramik memiliki kandungan rendah bola terak serat yang diperkuat, penguatan yang baik, dan tidak mengandung logam, yang dapat sangat mengurangi bantalan rem Keausan ganda dan suara pengereman. Koefisien gesekan bantalan rem berbasis keramik lebih tinggi daripada bantalan rem semi-logam dan bantalan rem NAO (None Asbestos Organic). Pelemahan termal rendah, yang dapat meningkatkan kinerja dan keamanan pengereman. Hal ini disebabkan oleh gesekan abnormal antara bantalan rem dan perkawinan selama pengereman. Untuk kebisingan, gambar dari tiga jenis bantalan rem ditampilkan pada Gambar 2.
Masa hidup servis bantalan rem semi-logam dan bantalan rem NAO (None Asbestos Organic) kurang dari 60.000 km, sedangkan masa servis bantalan rem berbasis keramik lebih dari 100.000 km, dan masa hidup servisnya meningkat lebih dari 50%. Bantalan rem mengatasi cacat bahan dan teknologi bantalan rem tradisional, dan merupakan produk bantalan rem paling canggih.
Bantalan rem berbasis keramik terbuat dari bahan serat keramik baru, dengan kualitas dan kualitas bahan yang stabil, tidak ada komponen logam, kinerja gesekan yang stabil, dan umur panjang. Mereka adalah produk yang bersih dan ramah lingkungan dengan kinerja yang stabil. Dipromosikan dan diterapkan secara luas untuk meningkatkan citra perusahaan dan merek Value memainkan peran penting dalam peningkatan dan transformasi produk dan pengembangan berkualitas tinggi.