فرمول بندی لنت های ترمز ماشین: پنج دسته مواد

بیش از 500 ماده اولیه در لنت های ترمز اتومبیل امروزی استفاده می‌شود که فرمولاسیون یک ترکیب معمول شامل حداکثر 30 جز جداگانه است. این ترکیب پیچیده مواد اولیه برای کنار آمدن با فشارهای شدید و شرایطی که لنت ترمز تجربه می‌کند، مورد نیاز است.

هدف اصلی کاهش سایش است. هدف سازندگان، تأمین یک سری لنت ترمز است که در طول عمر خودرو نیازی به تعویض ندارند. همچنین اثرات زیست محیطی را کاهش می‌دهد. اکنون تخمین زده می‌شود که بیش از 90 درصد انتشار ذرات PM10 از ترافیک از انتشارات غیر اگزوز حاصل شود، که نیمی از آن از سایش ترمز حاصل می‌شود. برخی از مواد – مانند الیاف معدنی لاپینوس که به عنوان ماده اولیه استفاده می‌شود. دارای محلول در زیست محیط هستند و بنابراین برای انسان سازگار با محیط زیست و بی‌خطر هستند.

روی، مس و سایر مواد از ترمزها و لاستیک‌های ماشین ریخته می شود و این امر به ویژه در مناطق شهری ناخوشایند است. بهداشت، ایمنی و نگرانی های زیست محیطی در سراسر جهان اهمیت بیشتری پیدا کرده و این شامل مواد اولیه مورد استفاده در مواد اصطکاک است. به عنوان مثال، محتوای مس در مواد اصطکاک در چندین ایالت از ایالات متحده به حداکثر 5٪ در سال 2021 و 0.5٪ در سال 2025 محدود خواهد شد و تری سولفید آنتیموان در پد دیسک اتومبیل مسافری اروپا OE مجاز نیست.

در کوتاه مدت، فیلترها یا پمپ‌های خلأ می‌توانند کمک کنند. راه حل طولانی مدت باید ادامه دادن به کاهش سایش و استفاده از فقط مواد خوش‌خیم در خود لنت‌ها باشد. تولیدکنندگان دیسک همچنین در حال کار بر روی پوشش‌های با دوام و درمان‌های دما یا شیمیایی برای کاهش سایش هستند.

کاهش سایش ترمز و انتشارات محیطی

آزبست زمانی به عنوان ماده اولیه استاندارد مورد استفاده قرار می‌گرفت (شکل 1)، اما اکنون در اکثر جهان از رده خارج شده است. در دهه 1990 با فرمولاسیون نیمه فلزی برای عملکرد بالاتر و غیر آزبست آلی (NAO) برای صدای کمتر و ترمز نرمتر جایگزین شد.

اکنون دو فرمول اصلی غالب است. فرمولاسیون کم فولاد (LS) بر اساس الیاف فولاد عملکرد بالاتری دارد و در بیشتر اروپا و آمریکای جنوبی مورد استفاده قرار می‌گیرد. مواد اصطکاک فرمولاسیون کمتر NAO بر ایالات متحده و شرق دور تسلط دارد. هدف نهایی استفاده از فرمولاسیون جهانی NAO یا ترکیبی در سراسر جهان برای ساده‌سازی تولید و تدارکات در بازار OE است.

جدول 1. نسبت مواد برای تولید لنت ترمز

مواد تشکیل دهنده اصلی در لنت ترمز

پنج دسته اصلی مواد وجود دارد. البته، همه مواد با یکدیگر در تعامل هستند و افزودن کمی بیشتر از یک ماده می‌تواند بر عملکرد سایر مواد تأثیر بگذارد. مواد اولیه واقعی مورد استفاده در لنت ترمز تا حد زیادی به نیازهای فردی بستگی دارد.

ساینده ضریب اصطکاک را افزایش می‌دهد، اما همچنین ممکن است سرعت سایش دیسک را افزایش دهد. آن‌ها همچنین اکسیدهای آهن را از دیسک و همچنین سایر غشاءهای سطح ناخواسته تشکیل شده در هنگام ترمز را حذف می کنند. این ساینده‌های ملایم لایه سوم بدنه را تشکیل می‌دهند، یکپارچگی سطح را حفظ می‌کنند و عملکرد اصطکاک را تثبیت می‌کنند. معمولاً مواد زیر مورد استفاده قرار می گیرند:

• تیتانات پتاسیم (PoTi)
• PROMAXON -D
• اکسیدهای آهن (Fe2O3 ،Fe3O4)
• ترکیبات کلسیم (Ca (OH) 2)

روان‌کننده‌ها ضمن کاهش سایش در هنگام ترمز، به ویژه در دماهای بالا، سطح اصطکاک را تثبیت و حفظ می‌کنند. نمونه‌هایی از این مواد:

• گرافیت
• مس (فیبر، پودر)
• سولفیدهای فلزی

چسب‌ها در صورت فشارهای مکانیکی و حرارتی، یکپارچگی ساختاری را حفظ می‌کنند. آن‌ها از خرد شدن و جدا شدن قطعات تشکیل‌دهنده جلوگیری می‌کنند. چسب‌های معمولی:

رزین فنلیک
رزین های دیگر (شامل رزین گام یا همان کالیفن)

پرکننده‌ها قابلیت تولید لنت ترمز و همچنین کاهش هزینه کلی لنت ترمز را بهبود می‌بخشند. آن‌ها همچنین نقش مهمی در تغییر ویژگی‌های خاص مواد اصطکاک ترمز از جمله NVH دارند. مواد پرکننده عبارتند از:

• باریت‌ها
• کلسیم کربنات CaCO3

مواد اصطکاکی همچنین می‌توانند شامل مواد اولیه برای تثبیت اصطکاک باشند. موادی مانند ذرات اصطکاک و لاستیک یکپارچگی ساختار را حفظ کرده و عملکرد NVH را بهبود می‌بخشد.

الیاف تقویت‌کننده مقاومت مکانیکی به ماده اصطکاک می دهد و عملکرد اصطکاک را تثبیت می‌کند. آن‌ها در فلات و تشکیل بدنه لایه سوم برای یک غشاء اصطکاک پایدار تحت تمام شرایط ترمز کمک می‌کنند. الیاف آلی در دماهای پایین لنت ترمز را تقویت کرده و پردازش راحت‌تری را ایجاد می‌کنند. با افزایش دما (> 150-300 درجه سانتی‌گراد) تخریب می‌شوند و الیاف معدنی مانند الیاف معدنی ساخته شده توسط لاپینوس وارد عمل می‌شوند:

• آرامید
• پلی (اکریلونیتریل): PAN
• سلولز
• الیاف معدنی
• الیاف فولادی

تقویت الیافی که باعث بهبود خواص اصطکاک نیز می‌شوند. الیاف معدنی لاپینوس تقریباً در نیمی از لنت‌های ترمز اتومبیل‌های مسافربری مورد استفاده قرار می‌گیرند و باعث بهبود عملکرد اصطکاک و تقویت ویژگی‌های اصطکاک می‌شوند. آنها مقاومت مکانیکی به لنت ترمز می‌دهند و به فلات تشکیل شده در سطح لنت هنگام ترمز کمک می‌کنند. الیاف بهمراه سایر اجزای تشکیل‌دهنده لنت ترمز، در هر شرایط ترمز، یک غشاء اصطکاک پایدار را تضمین می‌کنند.

الیاف لاپینوس برای انسان و محیط زیست پایدار و ایمن هستند. آن‌ها به دلیل ترکیب شیمیایی منحصر به فرد و کنترل دقیق فرآیند، محلول در زیست هستند.

گواهینامه EUCEB و RAL به این معنی است که شیمی محلول در زیست الیاف تحت آزمایش تصادفی آزمایشگاه‌های خارجی قرار دارد. مطالعات نشان داده است که این محلول زیستی مهم حتی در بقایای سایش نیز بدون تغییر باقی‌مانده است، که توسط آزمایش دینامومتر در مرکز آزمایش لاپینوس نشان داده شده است.

فرمول‌بندی‌های مختلف لنت ترمز برای انواع مختلف اتومبیل (مثلاً اتومبیل‌های اسپرت، SUV و اتومبیل‌های هوشمند) و سیستم‌عامل‌هایی با نیازهای بسیار متفاوت مورد نیاز است. آن‌ها همچنین از الیاف معدنی مختلفی استفاده می‌کنند: با طول و قطر فیبرهای معدنی مختلف، درصد شات و پوشش‌ها / تیمارهای سطح. آن‌ها اثرات مختلف لنگر انداختن، اثرات مخزن، و مقادیر پیوند، میرایی، تقویت سطح و تخلخل را می‌دهند. این بدان معناست که محصولی متناسب با هر نوع فرمولاسیون است. این همچنین بدان معنی است که فرمولاسیون می‌تواند متناسب با نیازهای خاص (به عنوان مثال برای بازارهای محلی خاص) باشد.
سازگاری مواد کلیدی است

تولید ترمز باید به عنوان یک کل یکپارچه دیده شود. الیاف از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند زیرا در به دست آوردن عملکرد ترمز ثابت، صدا و لرزش کم و سایش محدود نقش مهمی دارند. بنابراین ضروری است که خواص آنها پایدار باشد. ترمزهای اتومبیل به عملکرد ثابت بین اولین و آخرین ترمز تولید شده روی یک خط نیاز دارند. این حتی برای لنت‌های جایگزین پس از فروش نیز صادق است، که ترجیحاً عملکردی مشابه لنت های تعویض شده ارائه می‌دهند. این امر مستلزم کنترل دقیق و مداوم کیفیت است.

منبع:

• lapinus