・41・2021年第50卷第5期
Voi.50No.52021INDUSTRIAL HEATING
DOO10.3969/j.issn.1002-1639.2021.05.011
宋真玉
(陕西工业职业技术学院汽车工程学院，陕西咸阳712000)
摘要：以青铜基材料制备刹车片，其中添加不同质量分数A2O3陶瓷粉末，以制备汽车刹车片金属陶瓷复合材料，并对其摩擦性能做了试验分析，结果表明，添加A2O3陶瓷粉末可有效改善刹车片金属陶瓷复合材度与硬度，确保硬度值处于合理范围之内；随着温度增加，汽车刹车片表层摩擦系数变小，而随A2O3陶瓷粉末含量增加，表层摩擦系数，于4%；2。3陶瓷粉末含量时，摩擦能最佳；auo3陶瓷粉末可以有效刹车片金属陶瓷复合材料的磨损，可延长刹车片使(
关键词：汽车刹车片；金属；陶瓷；复合材料；摩擦性能
中图分类号:TB331文献标志码:A文章编号：1002-1639(2021)05-0041-03
Preparation and Friction Properties of Cermets Composite for Automobile Brake Pad
SONGZhenyu
(Shaanxi Polytechnic Institute Schooi of Automotive Engineering,Xianyang712000,Chino)
Abstract:Taking bronee base materioi preparation of brake pads,adding dOerent mass fraction of Ag O3ceramics pow M cs,in the preparation of cor brake pad metoi ceramic composite materials,and has made the experioentoi analysis on the friction properties,the results show that adding AI2O3ceramic powder can Cectivelg iniprove the brake lining metoi ceramic composite materioi density and hardness,to ensure the hardness value is within a reasonable range；with the increase of temperature,the surface friction coefficient of automobile brake pad decreases,while with the increase of Ag O3ceramic powder conhnt,the surface friction coefficient increases.When the conhnt of Ag O3ceramic powder is 4%,the friction performance is the best.Ag O3ceramic powder can effectiveg restrain the wear of ceram composite materioi and prolong the service life of brake pad.
Key Worls:cor brake pad；metoi；ceramic；composite materials；friction performance
刹车片即刹车皮，是汽车刹车系统中最为关键的安全部件，定着汽车刹车效果的好坏，因的刹车片与
汽车安全的最佳保护(刹车片主要有钢板、粘隔热层、摩擦块共同构成，钢板通涂防理，以SMT-4炉温跟踪仪涂温度分布状态，以有效确保；隔热层则基于热材构成，作有效隔热；摩擦块则由摩擦材料、黏合剂共同构成，汽车刹车时，被挤于刹车盘者刹车鼓上生成摩擦力，车辆的。长期受摩擦力作用，摩擦块逐渐被磨损，成本越低，刹车片于磨损，因刹车片，选择摩擦块材料才主要的，其定着刹车片的制动能[1](
汽车刹车片大多金属摩擦材料、石棉材料为主，但是其出现噪声过大、振动太强、磨损
收稿日期：2020-09-09；修回日期：2020-9-22
基金项目：陕西工技术学院项目(2020YKYB-025)
作者简介：宋真玉(1987—)，男，硕士，讲师，研究方向为汽车应
能源汽车技术.
高、使较短良现象。相对于金属材料，陶瓷材料在摩擦性能层面，不仅
高，硬度大，且磨较低，化学稳定，耐腐，比重小，因在摩擦材料中倍受青睐，已成为研究的重点对象。，有设计了汽车刹车片用高分合材料，其由100份橡胶、30-58份墨与焦炭混合物、15~20份玻璃
纤维、15~27份钢棉、15~2份树脂黏结剂、1~2份、7~10份二、5-9份金属钻、0.2~0.5份粉构成。此高分子材料于各组分共同作用，构成特定结构，在热性与散热面独，可在增加摩擦系数的上，强摩擦系数稳定性与可[2](在上，本文制备了汽车刹车片金属陶瓷复合材料，并详细分其摩擦性能。
1陶瓷刹车片分析
谓陶瓷刹车片纤维、纤、陶瓷纤成的，较、清，成本较高。在汽车制动时，可在摩擦表约800-900d高温，还高，出现烧结，以促使制动片
亠星如無
INDUSTRIAL HEATING
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2021年第50卷第5期Vol. 5 0 N o.5 2021
稳定性与可 ( 刹车片制动时，不烧结现象，因镇江汽车网
动性能相对较差。据 可知，陶瓷刹
车片具有其自身独特 特性，即
噪声，摩擦
系数稳定，抗热
良好，
强度与 强度较
强，安全高，刹车距离短， 轻，需与陶瓷刹车盘共同使用， 才可有效发挥其最佳性能)3］(
2材料制备
2.1原料
为对比分析汽车刹车片纯铜基材料与基于
质
分数AI 2O 3的汽车刹车片金属陶瓷复合材料摩擦性
能的显著差异，面向四种 分数auo 3刹车片金属陶瓷 合材 与 铜 刹车片陶瓷 合材 验比较⑷。第一组刹车片以青铜材料作为 粉末，
其 组刹车片则添加 分数分别为0.5%、1.5 % +
2.5%+4%的A12O 3金属陶瓷粉末。青铜基粉末直径约
0.1-70)m ，A12O 3粉末直径为3-110)m 。青铜化学 成分 表1
(
表1青铜化学成分
%成分%(Cu )% ( Sn )% ( Fe )%( Pb )
墨
组分
69.2
7.4
11.4
8.1
3.9
2.2制
为制备所需要的刹车片样%，先于TurbulaT2C 设
备内混合粉末，再将混合物分别于300 +450 + 600 MPa
液压力下 成型，
佳力值，最后将定型后刹车片传送于烧结炉
加热烧结。为获
佳烧结温度，试验温度设定为700、750 + 800 +
850 d 。基于 详细记录汽车刹车片于
温度
状态时的性能状况，最终 佳烧结温度， 佳
温度为前提 烧结。汽车刹车片金属陶瓷复合材料 烧结工艺过程［5
］
图1 。
图1复合材料烧结工艺过程
由图1可知， 材 备刹车片样本在烧结
过程中一共 约80 mW 。其中10~35min 段为预热
段，预热温度约450 d ，负 充分全面细
，去
备中 的
。然后温度逐步上
J
850 d ，开展25 mix 烧结，最后取出放置于空气中自然 冷却。
2.3方法
JB3680 -84 验
于 MM -1000 型摩擦
验机 验工作，温度 在60 - 400 d ，样本为
25 mm x 25 mm x 7mm 长方体。以测试不同材料制
成的刹车片样本在实际 的摩擦系数、磨
相关参数， 探究分析刹车片金属陶瓷复合材料的
摩擦性能［6］
。
3结果分析
3.1密度
度结果分析
基于不同质量分数auo 3的金属陶瓷复合材料烧 结前后密度 表2
。
表2基于不同含量AI2O 3的金属陶瓷复合材料烧结前后密度
%
%(AI 2O 3)
00.5 1.5 2.5 3.5
烧结前96
88878683烧结后84
75
74
73
68
由表2可知，烧结前与烧结后刹车片金属陶瓷复
合材料的密度会受AI 2O 3含 影响，随着含 力卩，密
度逐 ，烧结之后， 度 比烧结前
度低， 表金属陶瓷复合材料经过烧结之后，压
缩性能
， 缩性能与材料硬度
关。
于
分数auo 3的金属陶瓷复合材料烧
结 后硬度
表3 。
表3基于不同含量Al 03的金属陶瓷复合材料烧结前后硬度
AI 2O 3 含 /%
00.5 1.5 2.5 3.5
烧结54
7274
7068
烧结后
10585
8077
76
由表3可知，烧结之前，刹车片金属陶瓷复合材料
受auo 3含 影响，其硬度随之增加，这主要是由于
auo 3陶瓷粉末硬度相对于青铜材料较大，在
上增
加了材料硬度；烧结之后，刹车片金属陶瓷复合材料的
硬度 105 He ，硬度提高了约99.8%，
主要是由于烧结工艺 对加工金属形成加工硬
作用，急
加其硬度，且对于陶瓷材料的影响非常
。 陶瓷 合材 硬度 ， 汽车刹车
成巨大摩擦噪声，
坏刹车片，而添加auo 3陶
瓷粉末，可 保刹车片硬度值保持于平缓状态，
于合理的硬度范围内， 可延长刹车片使
，强
刹车片 强度［7］
。
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Voe50No)52021INDUSTRIAL HEATING
3.2摩擦系数结果分
于分数avo3的金属陶瓷复合材料摩擦系数表4。
表4基不同Al#。%的金合系数温度/d80110140170200230260290320350 4%0.400.370.360.370.390.380.370.360.350.34
2.5%0.2(0.290.300.290.2(0.270.270.270.250.26 %(AI2O3$
1.5%0.210.230.190.180.190.180.190.180.170.17
0.5%0.160.160.160.160.160.160.150.150.150.16纯铜基材料0.270.240.220.230.240.240.250.250.230.21由表4可知，温度在80〜350d，添加AI2O3的刹车片摩擦系数值在0.21-0.27动；添加0.5%；2。3的刹车片摩擦系数于0.15-0.16动，系数最力、；添加1.5%A12O3的刹车片摩擦系数于0.17〜0.23间动；添加2.5%A12O3的刹车片摩擦系数于0.25-0.30动；添加4%；2。3的刹车片摩擦系数于0.34-0.40动，由此可出，随着A12O3含!加，金属陶瓷复合材料的摩擦系数随之。而刹车片金属陶瓷复合材料摩擦系数随温度增加，微的下态[8](
3.3结果分
于分数ajo3的金属陶瓷复合材料磨表5(
表5基于不同含量Al#。%的金属陶瓷复合材料磨损量% %(A12O3)00.5 1.5 2.54
磨24.217.115.615.214.4由表5可知，不添加AO03的刹车片磨损量约24.2%；添加0.5%A12O3的刹车片磨约17.1%；添加1.5%A12O3的刹车片磨约15.6%；添加2.5% A12O3的刹车片磨约15.2%；添加4%A12O3的刹车片磨约14.4%。由可出，随着A12O3含力卩，刹车片金属陶瓷复合材料磨逐，而添加AI2O3陶瓷粉末与不添加AI2O3陶瓷粉末的刹车片磨值约10%。表，；2。3陶瓷粉末可有效抑汽车刹车片金属陶瓷复合材的磨损，还可延长汽车刹车片使用寿命⑼。
4结论
综上所述，本文制备了汽车刹车片金属陶瓷复合材料，探究了其摩擦性能。得出结论，烧结工艺可有效改善刹车片金属陶瓷复合材度与硬度，而添加avo3陶瓷粉末可有效改善刹车片金属陶瓷复合材硬度，确保硬度值处于合理范围之内，可延长使；着温度加，汽车刹车片表摩擦系数，avo3陶瓷粉末含力卩，表摩擦系数，于4%A12O3陶瓷粉末含，摩擦性能最佳; avo3陶瓷粉末可有效刹车片金属陶瓷复合材料的磨损，可延长刹车片使。
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