顏京才，張化朝，高杰，季強(qiáng)能

（長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車(chē)工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

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汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器摩擦片銹粘著問(wèn)題分析與改善

顏京才，張化朝，高杰，季強(qiáng)能

（長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車(chē)工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

摘 要：汽車(chē)盤(pán)式制動(dòng)器因摩擦片暴露于環(huán)境中，車(chē)輛過(guò)水、雨淋、洗車(chē)等復(fù)雜條件會(huì)對(duì)制動(dòng)器性能造成較大影響，產(chǎn)生不可預(yù)料的問(wèn)題，摩擦片銹粘著就是其中典型的問(wèn)題。文章根據(jù)某車(chē)型后摩擦片銹粘著實(shí)例，通過(guò)故障調(diào)查、原因分析、對(duì)策驗(yàn)證、結(jié)果分析、方案選取的解決思路，提出了一種從燒蝕工藝改善銹粘著問(wèn)題的方法。

關(guān)鍵詞：銹粘著；原因分析；對(duì)策驗(yàn)證；燒蝕工藝

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.02.055

CLC NO.: U467.2 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2016)02-154-03

前言

銹粘著現(xiàn)象，即由生銹導(dǎo)致摩擦片與制動(dòng)盤(pán)發(fā)生粘連不容易脫開(kāi)的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)車(chē)輛起步會(huì)伴隨“嘭”的噪音，并可能存在摩擦材料脫落問(wèn)題，銹粘著的發(fā)生機(jī)理為氧化還原反應(yīng)。

陰極：

陽(yáng)極：

圖1

某車(chē)型投放市場(chǎng)后沿海及南方多雨地區(qū)反饋多例后摩擦材料脫落問(wèn)題：制動(dòng)盤(pán)與摩擦片發(fā)生銹粘著，駐車(chē)釋放后摩擦片與制動(dòng)盤(pán)仍粘連在一起，車(chē)輛強(qiáng)行起步時(shí)造成摩擦材料脫落。經(jīng)調(diào)查，故障均發(fā)生在陰雨、潮濕天氣，或洗車(chē)后長(zhǎng)時(shí)間帶水駐車(chē)情況下。

某車(chē)型摩擦片銹粘著照片：

圖2

1、故障件檢測(cè)

通過(guò)對(duì)制動(dòng)盤(pán)粘接物質(zhì)進(jìn)行顯微分析，制動(dòng)盤(pán)粘附物質(zhì)與摩擦材料特征一致，證明制動(dòng)盤(pán)上的粘結(jié)物質(zhì)為摩擦材料。

圖3

對(duì)故障摩擦片表面進(jìn)行磨削，磨至0.6mm時(shí)摩擦片掉料部分完全去除，說(shuō)明掉料發(fā)生在摩擦片的表面。

圖4

檢測(cè)故障摩擦片的物理性能，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，如表1所示：

表1 物理性能檢測(cè)表

2、原因分析

故障摩擦片檢測(cè)結(jié)果顯示PH=12，逞強(qiáng)堿性，且摩擦片不含鐵成份，所以摩擦片自身不會(huì)生銹，引起銹粘著的誘導(dǎo)因素是制動(dòng)盤(pán)銹蝕。制動(dòng)盤(pán)為鑄鐵件，雨淋、洗車(chē)、長(zhǎng)時(shí)間駐車(chē)后會(huì)產(chǎn)生銹蝕，由于摩擦材料由粉狀原材料和樹(shù)脂壓制而成[1]， 表面高溫?zé)g時(shí)（為保證初始制動(dòng)性能，摩擦片生產(chǎn)時(shí)要經(jīng)過(guò)表面燒蝕工序[2]，如下圖）有機(jī)物質(zhì)分解產(chǎn)生孔隙，導(dǎo)致制動(dòng)盤(pán)的銹蝕逐漸滲入到摩擦片燒蝕層，使制動(dòng)盤(pán)與摩擦片發(fā)生銹粘著。銹粘著發(fā)生后，車(chē)輛起步需克服制動(dòng)盤(pán)與摩擦片的粘結(jié)力，因摩擦片表面燒蝕碳化，材質(zhì)疏松、強(qiáng)度低，車(chē)輛強(qiáng)行起步會(huì)造成摩擦材料脫落。

圖5

摩擦片銹粘著在使用電子駐車(chē)制動(dòng)器的車(chē)輛上更易發(fā)生，因?yàn)殡娮玉v車(chē)制動(dòng)器的駐車(chē)夾緊力（16～19KN）遠(yuǎn)大于普通集成式駐車(chē)制動(dòng)器（8.4KN左右），為銹蝕的傳遞提供了有利條件，加重了摩擦片與制動(dòng)盤(pán)銹粘著問(wèn)題的發(fā)生。

3、對(duì)策驗(yàn)證

解決銹粘著的根本是控制制動(dòng)盤(pán)銹蝕、銹滲透及摩擦片表面燒蝕程度。因制動(dòng)盤(pán)為鑄鐵材質(zhì)，無(wú)法避免生銹，需要從控制生銹條件上入手，比如洗車(chē)、過(guò)水或雨淋后多踩幾次制動(dòng)，將制動(dòng)盤(pán)上的水分除掉；長(zhǎng)時(shí)間停放車(chē)輛時(shí)，盡量將車(chē)停放在車(chē)庫(kù)等密閉、干燥的環(huán)境中；控制摩擦片燒蝕程度，減小銹蝕滲透深度，降低粘結(jié)力，避免車(chē)輛克服較大粘結(jié)力起步時(shí)造成摩擦材料脫落；控制燒蝕程度并增加耐磨性UV涂層，耐磨性UV涂層主要成分為SiO2[3]，具有提高初始制動(dòng)性能、阻止制動(dòng)盤(pán)銹蝕傳遞到摩擦片上的作用。

在無(wú)法控制用戶用車(chē)習(xí)慣的情況下，避免銹粘著的有效措施是在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)之初就將摩擦片抗銹粘著能力作為制動(dòng)器性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，通過(guò)控制摩擦片燒蝕程度等方式控制銹粘著問(wèn)題的發(fā)生。

為解決該車(chē)型銹粘著問(wèn)題，針對(duì)不同摩擦片燒蝕程度分別制作加強(qiáng)燒蝕（燒蝕溫度485℃～535℃，燒蝕45S）、普通燒蝕（燒蝕溫度200℃～500℃，燒蝕30S）、去燒蝕、去燒蝕+UV涂層四種樣件，并將四種樣件分別裝到四臺(tái)試驗(yàn)車(chē)的后制動(dòng)器上，車(chē)輛駐車(chē)制動(dòng)、停放戶外并升離地面，接受雨水等相同環(huán)境影響，靜置15天后測(cè)量左右制動(dòng)器銹粘著分離力(制動(dòng)盤(pán)和摩擦片沿摩擦片所在圓周的切線方向使其脫開(kāi)滑動(dòng)的力)，驗(yàn)證結(jié)果如下：

圖6

加強(qiáng)燒蝕：銹粘著分離力最大（左右平均分離力＞182N·m），摩擦片銹蝕明顯，摩擦材料脫落嚴(yán)重（左側(cè)外片、右側(cè)外片），制動(dòng)盤(pán)上有明顯摩擦材料痕跡。

圖7

普通燒蝕：銹粘著分離力較加強(qiáng)燒蝕有所減?。ㄗ笥移骄蛛x力為142.5 N·m），摩擦片銹蝕，摩擦材料脫落明顯（左側(cè)外片，右側(cè)內(nèi)片），制動(dòng)盤(pán)上有摩擦材料痕跡。

圖8

去燒蝕：銹粘著分離力明顯減?。ㄗ笥移骄蛛x力為103.5 N·m），摩擦片銹蝕輕微，摩擦材料無(wú)明顯脫落，制動(dòng)盤(pán)上無(wú)明顯摩擦材料痕跡。

圖9

去燒蝕+UV涂層：銹粘著分離力最?。ㄗ笥移骄蛛x力為45.5N·m），摩擦片表面無(wú)銹蝕，摩擦材料無(wú)脫落，制動(dòng)盤(pán)上無(wú)摩擦材料痕跡。銹粘著分離力折線圖如下：

圖10

從折線圖上可以看出，銹粘著分離力成依次降低趨勢(shì)：加強(qiáng)燒蝕—普通燒蝕—去燒蝕—去燒蝕+UV涂層。

4、方案選取

摩擦片不同燒蝕程度銹粘著表現(xiàn)的實(shí)車(chē)驗(yàn)證表明：隨著摩擦片表面燒蝕程度的減小和UV涂層的使用，摩擦片表面強(qiáng)度得到提高，制動(dòng)盤(pán)銹蝕滲透到摩擦片的深度逐漸減小，雨淋、洗車(chē)、過(guò)水、或長(zhǎng)時(shí)間駐車(chē)后銹粘著分離力降低，避免了摩擦材料受較大分離力而脫落的問(wèn)題發(fā)生。市場(chǎng)證明，該車(chē)型選用“去燒蝕+UV涂層”的解決方案后售后市場(chǎng)再未發(fā)生銹粘著問(wèn)題。

5、結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)摩擦材料脫落問(wèn)題，綜合考慮環(huán)境、周邊件、生產(chǎn)工藝等影響因素，分析問(wèn)題根本原因，制定不同解決方案及驗(yàn)證計(jì)劃，實(shí)車(chē)進(jìn)行驗(yàn)證，分析驗(yàn)證結(jié)果，選取最佳方案，最終解決銹粘著問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊昆鵬,姚文俊,馮新,王昌松.從專(zhuān)利角度看剎車(chē)片摩擦材料的發(fā)展[J].化工新型材料,2015,(1).

[2] 白克江.燒蝕工藝對(duì)少金屬摩擦材料性能的影響[A].第十一屆中國(guó)摩擦密封材料技術(shù)交流暨產(chǎn)品展示會(huì)論文集(摩擦卷),2009.

[3] 李宏濤,付爭(zhēng)兵.紫外光固化涂料耐磨性的研究[J].河北化工,2005,(4).

綜 述

Vehicle disc brake pad stiction issue analysis and countermeasure verification

Yan Jingcai, Zhang Huazhao, Gao Jie, Ji Qiangneng
（R&D Center of Great Wall Motor Company, Automotive Engineering Technical Center of HeBei, Hebei Baoding 071000）

Abstract:Vehicle disc brake pads always expose to the air, when vehicle runs through ponds、after rain or wash vehicle etc. The complex condition will affect brake performance a lot, it will cause unpredictable issues, pad stiction is one of typical issues. This article base on a certain vehicle pad stiction issue, after failure investigation、root-cause analysis、countermeasure verification、effect analysis、countermeasure selection finally we choose one method that through scorching process to settle pad stiction issue.

Keywords:pad stiction; root-cause analysis; countermeasure verification; scorching process

作者簡(jiǎn)介：顏京才，助理工程師，就職于長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司底盤(pán)研究院，學(xué)士學(xué)位，汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

中圖分類(lèi)號(hào)：U467.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-7988(2016)02-154-03