ऑटोमोबाइल और निर्माण मशीनरी के ब्रेक पैड एक प्रकार की घर्षण सामग्री हैं। मुख्य कार्य वाहन को सुरक्षित और विश्वसनीय रूप से चलाने के लिए धातु के साथ घर्षण के माध्यम से गतिज ऊर्जा को अवशोषित करना है। इसमें अच्छा घर्षण प्रदर्शन और पहनने का प्रतिरोध होना चाहिए, और साथ ही इसमें अच्छी यांत्रिक शक्ति और गर्मी प्रतिरोध होना चाहिए। ब्रेक पैड सामग्री की संरचना के अनुसार, इसे एस्बेस्टस (एस्बेस्टस) ब्रेक पैड, सेमी-मेटल ब्रेक पैड, एनएओ (गैर-एस्बेस्टस कार्बनिक घर्षण सामग्री) ब्रेक पैड, और सिरेमिक-आधारित ब्रेक पैड में विभाजित किया गया है। एस्बेस्टस ब्रेक पैड का उत्पादन और उपयोग अब प्रतिबंधित है; अर्ध धातु ब्रेक पैड के घर्षण के बाद हवा में उड़ने वाली धूल और धातु पाउडर मानव शरीर और पर्यावरण के लिए हानिकारक हैं; NAO ब्रेक पैड में उच्च तापमान पर अच्छा ताप प्रतिरोध और घर्षण गुणांक स्थिरता नहीं होती है; सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड में स्थिर घर्षण गुणांक, अच्छी थर्मल स्थिरता और अच्छा पहनने का प्रतिरोध होता है, इसमें धातु के घटक नहीं होते हैं, और अन्य ब्रेक पैड की तुलना में सेवा जीवन दोगुना से अधिक होता है। उनका समग्र प्रदर्शन बेहतर है और वे स्वच्छ और पर्यावरण के अनुकूल उत्पाद हैं। धीरे-धीरे बाजार में व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा।
सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड के घटक
सिरेमिक ब्रेक पैड मुख्य रूप से प्रबलित फाइबर, खनिज भराव, घर्षण प्रदर्शन नियामक और बाइंडर से बने होते हैं, और उत्पादन और प्रसंस्करण के बाद उत्पादों से बने होते हैं।
इसकी संरचना (द्रव्यमान%) है: प्रबलित फाइबर 25 ~ 40, भराव 10 ~ 30, चिपकने वाला मैट्रिक्स 15 ~ 30, घर्षण संपत्ति नियामक 10 ~ 20, विरोधी घर्षण स्नेहक 15 ~ 30, लोचदार सख्त एजेंट 5 ~ 10।
1.1 सिरेमिक ब्रेक पैड में सुदृढीकरण फाइबर और उनकी भूमिकाएँ
तालिका 1 सिरेमिक फाइबर प्रदर्शन पैरामीटर
फाइबर का उपयोग सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड में एक मजबूत फ्रेम सामग्री के रूप में किया जाता है और ब्रेक पैड की ताकत, घर्षण प्रदर्शन और पहनने के प्रतिरोध में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले मजबूत फाइबर एल्यूमीनियम सिलिकेट फाइबर, एल्यूमिना फाइबर, कार्बन फाइबर और ज़िरकोनिया फाइबर हैं। प्रारंभ में, एल्यूमीनियम सिलिकेट फाइबर और एल्यूमिना फाइबर का अधिकतर उपयोग किया जाता है। बाद के अध्ययनों से पता चला है कि ज़िरकोनिया फाइबर एल्यूमिना फाइबर और एल्यूमीनियम सिलिकेट से बेहतर है। फाइबर में अधिक बेहतर प्रदर्शन होता है, इसका ऑक्सीकरण प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, कम तापीय चालकता, बेहतर उच्च तापमान प्रदर्शन, एक बेहतर मजबूत फाइबर सामग्री है। सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड में उपयोग किया जाने वाला रीइन्फोर्सिंग फाइबर एक हाइब्रिड फाइबर है जिसमें ऊपर उल्लिखित फाइबर अच्छे अनुपात में होते हैं, जिसका एक फाइबर की तुलना में बेहतर रीइन्फोर्सिंग प्रभाव होता है। कई सिरेमिक फाइबर प्रदर्शन पैरामीटर तालिका 1 में दिखाए गए हैं।
1.2 सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड में खनिज भराव और कार्य
सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड में खनिज भराव ब्रेक पैड के भौतिक और यांत्रिक गुणों (जैसे थर्मल चालकता, थर्मल विस्तार, घनत्व, ताकत, कठोरता और कठोरता इत्यादि) में सुधार कर सकता है, और घर्षण प्रदर्शन और उत्पाद लागत को भी समायोजित कर सकता है। पैकिंग को घर्षण विरोधी पैकिंग, घर्षण बढ़ाने वाली पैकिंग या घर्षण पैकिंग में विभाजित किया गया है। घर्षणरोधी फिलर्स ब्रेक पैड के पहनने के प्रतिरोध में सुधार कर सकते हैं, घर्षण गुणांक को कम कर सकते हैं और ब्रेकिंग शोर को कम कर सकते हैं; घर्षण{{7}बढ़ाने या घर्षण भराव ब्रेक पैड के भौतिक और यांत्रिक गुणों में सुधार कर सकते हैं, घर्षण प्रतिरोध बढ़ा सकते हैं, घर्षण गुणांक को स्थिर कर सकते हैं और पहनने के प्रतिरोध में सुधार कर सकते हैं।
ब्रेक पैड के समग्र प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए, घर्षण कम करने वाले फिलर्स और घर्षण बढ़ाने वाले फिलर्स को मिश्रित किया जाएगा और उपयोग की आवश्यकताओं के अनुसार एक निश्चित अनुपात में उपयोग किया जाएगा। सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड में उपयोग किए जाने वाले मुख्य खनिज भराव हैं: बैराइट, विस्तारित वर्मीक्यूलाइट, सेपियोलाइट, कोरन्डम, जिरकोन, ग्रेफाइट, टैल्क, वोलास्टोनाइट, जिओलाइट, डायटोमेसियस अर्थ, ब्रुसाइट, हाइड्रोटैलसाइट, आदि।
बैराइट घर्षण गुणांक को बढ़ा और स्थिर कर सकता है, घिसाव और ब्रेकिंग शोर को कम कर सकता है, और उच्च तापमान पर अपेक्षाकृत स्थिर घर्षण इंटरफ़ेस बना सकता है, जो घर्षण जोड़ी की सतह को खरोंचने से रोक सकता है और घर्षण जोड़ी की सतह को चिकना बना सकता है। यह एक घर्षण बढ़ाने वाली नियंत्रण सामग्री है।
विस्तारित वर्मीक्यूलाईट में उत्कृष्ट भौतिक और रासायनिक गुण होते हैं, जो ब्रेक पैड की सतह पर इलेक्ट्रोस्टैटिक आसंजन को कम कर सकते हैं, उत्पाद घनत्व और ब्रेकिंग शोर को कम कर सकते हैं और इसकी लोच बढ़ा सकते हैं। यह शोर में कमी और सदमे अवशोषण को विनियमित करने के लिए एक भराव है।
सेपियोलाइट एक रेशेदार सिलिकेट खनिज है। सेपियोलाइट कोलाइड को ब्रेक पैड में एक मजबूत आधार सामग्री के रूप में जोड़ा जाता है। इसमें अच्छी क्रूरता, उच्च तन्यता और लचीली ताकत, उच्च प्रभाव शक्ति, उच्च तापमान प्रतिरोध और कम पहनने का प्रतिरोध, और अच्छा उच्च तापमान क्षय है।
कोरंडम और जिरकोन में उच्च कठोरता होती है और ये कठोर भराव होते हैं। ज़िक्रोन या कोरंडम जोड़ने से अच्छा घर्षण हो सकता है {{1}जिससे प्रभाव बढ़ेगा और ब्रेकिंग शोर कम होगा।
ग्रेफाइट एक घर्षण-विरोधी नियंत्रण सामग्री और घर्षण प्रदर्शन नियामक है। इसमें अच्छी तापीय चालकता है, पहनने की दर को कम कर सकता है, घर्षण गुणांक को स्थिर कर सकता है, और ब्रेक पैड की सतह पर घर्षण गर्मी के फैलाव को भी तेज कर सकता है और ब्रेक पैड की थर्मल स्थिरता में सुधार कर सकता है।
टैल्क एक परतदार संरचना वाला सिलिकेट खनिज है। यह घर्षण को कम करने और भराव को विनियमित करने की भूमिका निभाता है। इसमें बाइंडरों के साथ अच्छा आसंजन है और यह ब्रेक पैड की ताकत में सुधार कर सकता है।
वोलास्टोनाइट में सुई जैसी विशेषताएं, कम थर्मल विस्तार और उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध है, जो घर्षण गुणांक को बढ़ा सकता है और पहनने की दर को कम कर सकता है, ब्रेक पैड को एक चिकनी संपर्क सतह बनाने और पहनने को कम करने में मदद करता है।
जिओलाइट और डायटोमेसियस पृथ्वी में उत्कृष्ट सोखने के गुण होते हैं, जो उच्च तापमान पर ब्रेक पैड द्वारा विघटित छोटे आणविक पदार्थों, घर्षण जोड़ी की सतह पर उत्पन्न गर्मी और ब्रेकिंग शोर को पूरी तरह से अवशोषित कर सकते हैं। यह एक घर्षण प्रदर्शन नियंत्रण भराव है।
ब्रुसाइट में एक निश्चित मात्रा में क्रिस्टल पानी होता है, और प्लेट जैसी क्रिस्टल संरचना विकृत होने पर रेशेदार ब्रुसाइट फाइबर बन जाती है। इसमें लचीलापन और लचीलेपन, उच्च तापमान प्रतिरोध और उत्कृष्ट क्षार प्रतिरोध है।
हाइड्रोटैलसाइट - में उत्कृष्ट थर्मल वजन घटाने और गर्मी अवशोषण होता है, यह घर्षण गर्मी को अवशोषित कर सकता है, उच्च तापमान पर चरण परिवर्तन से गुजर सकता है, और धीरे-धीरे स्पिनल खनिजों में परिवर्तित हो जाता है, जिसका ब्रेक पैड के भौतिक और यांत्रिक गुणों पर बेहतर प्रभाव पड़ता है, और यह चिकनाई, घर्षण को कम करता है और विनियमित सामग्री की मरम्मत करता है।
1.3 सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड में बाइंडर्स और फ़ंक्शन
फाइबर, फिलर्स और अन्य घटकों को मजबूत करने के लिए बाइंडर में अच्छे गीला करने के गुण होते हैं। यह इन सामग्रियों को एक साथ बांधता है और उनके साथ एक स्थिर रासायनिक बंधन बनाता है। यह ब्रेक पैड का मैट्रिक्स है। सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड में उपयोग किया जाने वाला बाइंडर फेनोलिक रेज़िन (संशोधित रेज़िन) और सिंथेटिक रबर पाउडर, मुख्य रूप से फ़ेनोलिक रेज़िन है। एक निश्चित ताप तापमान के तहत, यह पहले नरम हो जाएगा और फिर प्रवाह उत्पन्न करने और इसे समान रूप से वितरित करने के लिए एक चिपचिपी तरल अवस्था में प्रवेश करेगा। सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड बनाने वाली सामग्री में, मजबूत करने वाले फाइबर और भराव को राल इलाज और वल्कनीकरण के माध्यम से एक साथ जोड़ा जाता है ताकि घने बनावट, एक निश्चित यांत्रिक शक्ति और ब्रेक पैड की घर्षण प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने वाला उत्पाद बनाया जा सके; रबर पाउडर में सुधार किया जा सकता है उत्पाद की कोमलता इसकी कठोरता को कम कर देती है।
सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड ब्रेक लगाने के दौरान 200-500 डिग्री के उच्च तापमान की स्थिति में काम करते हैं। इस तापमान सीमा में, अकार्बनिक प्रबलित सिरेमिक फाइबर और फिलर्स का प्रदर्शन स्थिर होता है और वे थर्मल रूप से विघटित नहीं होंगे। ऑर्गेनिक बाइंडर्स, फेनोलिक रेजिन और रबर थर्मल अपघटन क्षेत्र में प्रवेश करते हैं, इसलिए अच्छे ताप प्रतिरोध वाले चिपकने वाले का चुनाव ब्रेक पैड के प्रदर्शन पर बहुत महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है।
2 सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड का परीक्षण
2.1 कच्चा माल निर्माण परीक्षण
तालिका 2 कच्चे माल के फार्मूले के मूल पैरामीटर
सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड का घर्षण प्रदर्शन मुख्य रूप से कच्चे माल के चयन, फॉर्मूला अनुपात और उत्पादन प्रक्रिया पर निर्भर करता है। परीक्षण के दौरान, समान फाइबर फैलाव, सटीक सामग्री माप, समान मिश्रण, प्रेस बनाने की प्रक्रिया का नियंत्रण और स्थिर घर्षण गुणांक की समस्याओं को हल करना आवश्यक है। प्रयोगों और विश्लेषण के माध्यम से बहुत सारे परीक्षण डेटा प्राप्त किए गए, और एक बेहतर सूत्र के बुनियादी पैरामीटर निर्धारित किए गए। परिणामों को तालिका दो में दर्शाया गया है।
2.2 तैयारी प्रक्रिया परीक्षण
2.2.1 मिश्रण
फीडिंग की मात्रा 5 किलोग्राम है, मिक्सर स्पिंडल गति 180 आर/मिनट है, रीमर गति 2 200 आर/मिनट है, और मिश्रण का समय 210 एस है।
2.2.2 प्रेस बनाना
मोल्ड गुहा में इंजेक्शन की मात्रा 200 ग्राम±2 ग्राम है, दबाव क्रमशः 3.0 एमपीए, 4.0 एमपीए और 5.0 एमपीए है। निकास समय 3.0 सेकंड है, मोल्ड निकास लिफ्ट दूरी 3.0 मिमी है, और निकास निवास समय 3.5 सेकंड है। होल्डिंग दबाव 5.0 एमपीए है, होल्डिंग समय 180 एस है, वैक्यूम डिग्री 0.4 एमपीए है, और नमूना मोटाई 11.5 मिमी ± 0.2 मिमी है।
2.2.3 ताप उपचार
नमूना ओवन का होल्डिंग समय 140 डिग्री/1 घंटा, 160 डिग्री/1 घंटा, 180 डिग्री/1 घंटा, 200 डिग्री/2 घंटा, 210 डिग्री/3 घंटा है, और हीटिंग दर 1 डिग्री/10 मिनट है।
2.3 घर्षण गुणांक का निर्धारण
GB/T 5763-2008 निरीक्षण विधि के अनुसार नमूने के घर्षण गुणांक का परीक्षण करने के लिए XD{0}}MSM स्थिरांक-गति घर्षण परीक्षक का उपयोग करें। घर्षण गुणांक पैरामीटर तालिका 3 में दिखाए गए हैं।
तालिका 3 नमूनों के घर्षण गुणांक का परीक्षण करें
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3 सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड की उत्पादन प्रक्रिया और विशेषताएं
3.1 सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड की उत्पादन प्रक्रिया
सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड मुख्य रूप से प्रबलित सिरेमिक फाइबर, खनिज भराव और बाइंडरों से बने होते हैं। उत्पादन प्रक्रिया चित्र 1 में दिखाई गई है।
कच्चा माल → सामग्री तौलना → मिश्रण → पूर्व - बनाना (मोल्ड) → सिंटरिंग → पीसना → ग्रूविंग (ड्रिलिंग) → छिड़काव → संशोधन → निरीक्षण → कोडिंग → पैकेजिंग
चित्र 1 सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड की उत्पादन प्रक्रिया
3.2 सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड के लक्षण
सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड में घर्षण का स्थिर गुणांक, अच्छी तापीय स्थिरता, कम तापीय चालकता और अच्छा पहनने का प्रतिरोध होता है। ब्रेक लगाने की प्रक्रिया में, घर्षण से गर्मी उत्पन्न होती है और काम करने का तापमान बढ़ जाता है। जैसे-जैसे काम करने का तापमान बढ़ता है, साधारण ब्रेक पैड का घर्षण गुणांक कम होने लगता है और घर्षण बल कम हो जाता है, जिससे ब्रेकिंग प्रभाव कम हो जाता है। सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड का घर्षण गुणांक अभी भी 0.45{8}}0.50 पर स्थिर रहता है जब काम करने का तापमान 650 डिग्री तक होता है। यह अधिक दबाव और कतरनी बल का सामना कर सकता है, इसमें अच्छी यांत्रिक शक्ति और भौतिक गुण हैं, और यह विभिन्न उच्च-प्रदर्शन ब्रेक सामग्रियों के लिए उपयुक्त है। ब्रेक पैड की उच्च गति, सुरक्षा और उच्च पहनने के प्रतिरोध को पूरा करने की आवश्यकताएं।
सेमी-मेटैलिक ब्रेक पैड और NAO (नोन एस्बेस्टस ऑर्गेनिक) ब्रेक पैड का भौतिक कारणों से कोई अच्छा समाधान नहीं है; सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड में प्रबलित फाइबर स्लैग बॉल की मात्रा कम होती है, सुदृढीकरण अच्छा होता है, और इसमें कोई धातु नहीं होती है, जो ब्रेक पैड के दोहरे घिसाव और ब्रेकिंग शोर को काफी कम कर सकता है। सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड के घर्षण का गुणांक सेमी {{4} मेटल ब्रेक पैड और NAO (कोई एस्बेस्टस ऑर्गेनिक नहीं) ब्रेक पैड की तुलना में अधिक है। थर्मल क्षीणन कम है, जो ब्रेकिंग प्रदर्शन और सुरक्षा में सुधार कर सकता है। यह ब्रेक लगाने के दौरान ब्रेक पैड और मेटिंग के बीच असामान्य घर्षण के कारण होता है। शोर के लिए, तीन प्रकार के ब्रेक पैड के चित्र चित्र 2 में दिखाए गए हैं।
सेमी{0}}मेटल ब्रेक पैड और NAO (नोन एस्बेस्टस ऑर्गेनिक) ब्रेक पैड की सेवा जीवन 60,000 किमी से कम है, जबकि सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड की सेवा जीवन 100,000 किमी से अधिक है, और सेवा जीवन 50% से अधिक बढ़ गया है। ब्रेक पैड पारंपरिक ब्रेक पैड सामग्री और प्रौद्योगिकी के दोषों को दूर करता है, और यह सबसे उन्नत ब्रेक पैड उत्पाद है।
सिरेमिक आधारित ब्रेक पैड नई सिरेमिक फाइबर सामग्री से बने होते हैं, जिनमें स्थिर घटक गुणवत्ता और गुणवत्ता, कोई धातु घटक नहीं, स्थिर घर्षण प्रदर्शन और लंबी सेवा जीवन होता है। वे स्थिर प्रदर्शन के साथ स्वच्छ और पर्यावरण के अनुकूल उत्पाद हैं। कॉर्पोरेट छवि और ब्रांड वैल्यू को बेहतर बनाने के लिए व्यापक रूप से प्रचारित और लागू किया गया उत्पाद उन्नयन और परिवर्तन और उच्च गुणवत्ता वाले विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।