ब्रेक पैड की उत्पत्ति और विकास

ब्रेक पैड ब्रेक सिस्टम में सबसे महत्वपूर्ण सुरक्षा भाग हैं, जो ब्रेक प्रभाव की गुणवत्ता में निर्णायक भूमिका निभाते हैं, और एक अच्छा ब्रेक पैड लोगों और वाहनों (विमान) का रक्षक होता है।

सबसे पहले, ब्रेक पैड की उत्पत्ति

1897 में, हर्बर्टफ्रूड ने पहले ब्रेक पैड (मजबूत फाइबर के रूप में सूती धागे का उपयोग करके) का आविष्कार किया और उन्हें घोड़े से खींची जाने वाली गाड़ियों और शुरुआती कारों में इस्तेमाल किया, जिससे विश्व प्रसिद्ध फेरोडो कंपनी की स्थापना हुई। फिर 1909 में, कंपनी ने दुनिया के पहले ठोस एस्बेस्टस-आधारित ब्रेक पैड का आविष्कार किया; 1968 में, दुनिया के पहले अर्ध-धातु-आधारित ब्रेक पैड का आविष्कार किया गया था, और तब से, एस्बेस्टस-मुक्त घर्षण सामग्री का विकास शुरू हो गया है। देश और विदेश में विभिन्न प्रकार के एस्बेस्टस प्रतिस्थापन फाइबर जैसे स्टील फाइबर, ग्लास फाइबर, एरामिड फाइबर, कार्बन फाइबर और घर्षण सामग्री में अन्य अनुप्रयोगों का अध्ययन शुरू हुआ।

दूसरा, ब्रेक पैड का वर्गीकरण

ब्रेक सामग्री को वर्गीकृत करने के दो मुख्य तरीके हैं। एक को संस्थाओं के उपयोग से विभाजित किया गया है। जैसे ऑटोमोबाइल ब्रेक सामग्री, ट्रेन ब्रेक सामग्री और विमानन ब्रेक सामग्री। वर्गीकरण विधि सरल और समझने में आसान है। एक को सामग्री के प्रकार के अनुसार विभाजित किया गया है। यह वर्गीकरण पद्धति अधिक वैज्ञानिक है। आधुनिक ब्रेक सामग्री में मुख्य रूप से निम्नलिखित तीन श्रेणियां शामिल हैं: राल-आधारित ब्रेक सामग्री (एस्बेस्टस ब्रेक सामग्री, गैर-एस्बेस्टस ब्रेक सामग्री, कागज आधारित ब्रेक सामग्री), पाउडर धातुकर्म ब्रेक सामग्री, कार्बन/कार्बन मिश्रित ब्रेक सामग्री और सिरेमिक आधारित ब्रेक सामग्री।

तीसरा, ऑटोमोबाइल ब्रेक सामग्री

1, विनिर्माण सामग्री के अनुसार ऑटोमोबाइल ब्रेक सामग्री का प्रकार भिन्न होता है। इसे एस्बेस्टस शीट, सेमी-मेटल शीट या लो मेटल शीट, NAO (एस्बेस्टस मुक्त कार्बनिक पदार्थ) शीट, कार्बन कार्बन शीट और सिरेमिक शीट में विभाजित किया जा सकता है।
1.1.एस्बेस्टस शीट

शुरू से ही, एस्बेस्टस का उपयोग ब्रेक पैड के लिए एक सुदृढीकरण सामग्री के रूप में किया गया है, क्योंकि एस्बेस्टस फाइबर में उच्च शक्ति और उच्च तापमान प्रतिरोध होता है, इसलिए यह ब्रेक पैड और क्लच डिस्क और गैसकेट की आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है। इस फाइबर में मजबूत तन्यता क्षमता होती है, यह उच्च श्रेणी के स्टील से भी मेल खा सकता है, और 316 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान का सामना कर सकता है। इससे भी अधिक, एस्बेस्टस अपेक्षाकृत सस्ता है। इसे एम्फिबोल अयस्क से निकाला जाता है, जो कई देशों में बड़ी मात्रा में पाया जाता है। एस्बेस्टस घर्षण सामग्री मुख्य रूप से एस्बेस्टस फाइबर, अर्थात् हाइड्रेटेड मैग्नीशियम सिलिकेट (3MgO·2SiO2·2H2O) को सुदृढीकरण फाइबर के रूप में उपयोग करती है। घर्षण गुणों को समायोजित करने के लिए एक भराव जोड़ा जाता है। गर्म प्रेस मोल्ड में चिपकने वाले को दबाकर एक कार्बनिक मैट्रिक्स मिश्रित सामग्री प्राप्त की जाती है।

1970 के दशक से पहले. दुनिया में एस्बेस्टस प्रकार की घर्षण शीट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। और काफी समय तक दबदबा बनाए रखा. हालाँकि, एस्बेस्टस के खराब ताप हस्तांतरण प्रदर्शन के कारण। घर्षण ताप को तेजी से नष्ट नहीं किया जा सकता है। इससे घर्षण सतह की थर्मल क्षय परत मोटी हो जाएगी। सामग्री घिसाव बढ़ाएँ। इस बीच में। एस्बेस्टस फाइबर का क्रिस्टल पानी 400℃ से ऊपर अवक्षेपित होता है। घर्षण गुण काफी कम हो जाता है और 550℃ या इससे अधिक तक पहुंचने पर घिसाव नाटकीय रूप से बढ़ जाता है। क्रिस्टल जल काफी हद तक नष्ट हो गया है। संवर्द्धन पूर्णतया नष्ट हो गया है। अधिक महत्वपूर्ण बात। यह चिकित्सकीय रूप से सिद्ध है। एस्बेस्टस एक ऐसा पदार्थ है जो मानव श्वसन अंगों को गंभीर नुकसान पहुंचाता है। जुलाई 1989. अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) ने घोषणा की कि वह 1997 तक सभी एस्बेस्टस उत्पादों के आयात, निर्माण और प्रसंस्करण पर प्रतिबंध लगा देगी।

1.2, अर्ध-धातु शीट

यह एक नई प्रकार की घर्षण सामग्री है जिसे कार्बनिक घर्षण सामग्री और पारंपरिक पाउडर धातु विज्ञान घर्षण सामग्री के आधार पर विकसित किया गया है। इसमें एस्बेस्टस फाइबर के स्थान पर धातु फाइबर का उपयोग किया जाता है। यह एक गैर-एस्बेस्टस घर्षण सामग्री है जिसे 1970 के दशक की शुरुआत में अमेरिकी बेंडिस कंपनी द्वारा विकसित किया गया था।
"सेमी-मेटल" हाइब्रिड ब्रेक पैड (सेमी-मेट) मुख्य रूप से एक मजबूत फाइबर और एक महत्वपूर्ण मिश्रण के रूप में मोटे स्टील ऊन से बने होते हैं। एस्बेस्टस और गैर-एस्बेस्टस कार्बनिक ब्रेक पैड (एनएओ) को उपस्थिति (बारीक फाइबर और कण) से आसानी से पहचाना जा सकता है, और उनमें एक निश्चित चुंबकीय गुण भी होते हैं।

अर्ध-धात्विक घर्षण सामग्री में निम्नलिखित मुख्य विशेषताएं हैं:
(एल) घर्षण के गुणांक के नीचे बहुत स्थिर। तापीय क्षय उत्पन्न नहीं करता. अच्छी तापीय स्थिरता;
(2) अच्छा पहनने का प्रतिरोध। सेवा जीवन एस्बेस्टस घर्षण सामग्री का 3-5 गुना है;
(3) उच्च भार और स्थिर घर्षण गुणांक के तहत अच्छा घर्षण प्रदर्शन;
(4) अच्छी तापीय चालकता। तापमान प्रवणता छोटी है. छोटे डिस्क ब्रेक उत्पादों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त;
(5) छोटी ब्रेकिंग शोर।
संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोप, जापान और अन्य देशों ने 1960 के दशक में बड़े क्षेत्रों के उपयोग को बढ़ावा देना शुरू किया। सेमी-मेटल शीट का पहनने का प्रतिरोध एस्बेस्टस शीट की तुलना में 25% अधिक है। वर्तमान में, यह चीन के ब्रेक पैड बाजार में प्रमुख स्थान रखता है। और अधिकांश अमेरिकी कारें। विशेषकर कार और यात्री एवं मालवाहक वाहन। सेमी-मेटल ब्रेक लाइनिंग का योगदान 80% से अधिक है।
हालाँकि, उत्पाद में निम्नलिखित कमियाँ भी हैं:
(एल) स्टील फाइबर में जंग लगना आसान है, जंग लगने के बाद जोड़ी चिपकना या क्षतिग्रस्त होना आसान है, और जंग के बाद उत्पाद की ताकत कम हो जाती है, और घिसाव बढ़ जाता है;
(2) उच्च तापीय चालकता, जिससे ब्रेक सिस्टम उच्च तापमान पर गैस प्रतिरोध उत्पन्न करना आसान होता है, जिसके परिणामस्वरूप घर्षण परत और स्टील प्लेट अलग हो जाती है:
(3) उच्च कठोरता दोहरी सामग्री को नुकसान पहुंचाएगी, जिसके परिणामस्वरूप बकबक और कम आवृत्ति वाला ब्रेकिंग शोर होगा;
(4) उच्च घनत्व।
हालाँकि "सेमी-मेटल" में कोई छोटी कमी नहीं है, लेकिन इसकी अच्छी उत्पादन स्थिरता, कम कीमत के कारण, यह अभी भी ऑटोमोटिव ब्रेक पैड के लिए पसंदीदा सामग्री है।

1.3. एनएओ फिल्म
1980 के दशक की शुरुआत में, दुनिया में विभिन्न प्रकार के हाइब्रिड फाइबर प्रबलित एस्बेस्टस-मुक्त ब्रेक लाइनिंग थे, यानी एस्बेस्टस-मुक्त कार्बनिक पदार्थ एनएओ प्रकार ब्रेक पैड की तीसरी पीढ़ी। इसका उद्देश्य स्टील फाइबर एकल प्रबलित अर्ध-धातु ब्रेक सामग्री के दोषों को दूर करना है, उपयोग किए जाने वाले फाइबर प्लांट फाइबर, अरामोंग फाइबर, ग्लास फाइबर, सिरेमिक फाइबर, कार्बन फाइबर, खनिज फाइबर इत्यादि हैं। कई फाइबर के अनुप्रयोग के कारण, ब्रेक लाइनिंग में फाइबर प्रदर्शन में एक दूसरे के पूरक होते हैं, और उत्कृष्ट व्यापक प्रदर्शन के साथ ब्रेक लाइनिंग फॉर्मूला को डिजाइन करना आसान होता है। एनएओ शीट का मुख्य लाभ कम या उच्च तापमान पर अच्छा ब्रेकिंग प्रभाव बनाए रखना, घिसाव कम करना, शोर कम करना और ब्रेक डिस्क की सेवा जीवन का विस्तार करना है, जो घर्षण सामग्री की वर्तमान विकास दिशा का प्रतिनिधित्व करता है। बेंज/फिलोडो ब्रेक पैड के सभी विश्व प्रसिद्ध ब्रांडों द्वारा उपयोग की जाने वाली घर्षण सामग्री तीसरी पीढ़ी की एनएओ एस्बेस्टस-मुक्त कार्बनिक सामग्री है, जो किसी भी तापमान पर स्वतंत्र रूप से ब्रेक लगा सकती है, चालक के जीवन की रक्षा कर सकती है और ब्रेक के जीवन को अधिकतम कर सकती है। डिस्क.

1.4, कार्बन कार्बन शीट
कार्बन कार्बन मिश्रित घर्षण सामग्री कार्बन फाइबर प्रबलित कार्बन मैट्रिक्स के साथ एक प्रकार की सामग्री है। इसके घर्षण गुण उत्कृष्ट हैं। कम घनत्व (केवल स्टील); उच्च क्षमता स्तर. इसमें पाउडर धातुकर्म सामग्री और स्टील की तुलना में बहुत अधिक ताप क्षमता होती है; उच्च ताप तीव्रता; कोई विकृति, आसंजन घटना नहीं. ऑपरेटिंग तापमान 200℃ तक; अच्छा घर्षण और पहनने का प्रदर्शन। लंबी सेवा जीवन. ब्रेक लगाने के दौरान घर्षण गुणांक स्थिर और मध्यम होता है। कार्बन-कार्बन मिश्रित शीट का उपयोग सबसे पहले सैन्य विमानों में किया गया था। इसे बाद में फॉर्मूला 1 रेसिंग कारों द्वारा अपनाया गया, जो ऑटोमोटिव ब्रेक पैड में कार्बन कार्बन सामग्री का एकमात्र अनुप्रयोग है।
कार्बन कार्बन मिश्रित घर्षण सामग्री थर्मल स्थिरता, पहनने के प्रतिरोध, विद्युत चालकता, विशिष्ट शक्ति, विशिष्ट लोच और कई अन्य विशेषताओं के साथ एक विशेष सामग्री है। हालाँकि, कार्बन-कार्बन मिश्रित घर्षण सामग्री में निम्नलिखित कमियाँ भी हैं: घर्षण गुणांक अस्थिर है। यह आर्द्रता से बहुत प्रभावित होता है;
खराब ऑक्सीकरण प्रतिरोध (गंभीर ऑक्सीकरण हवा में 50 डिग्री सेल्सियस से ऊपर होता है)। पर्यावरण के लिए उच्च आवश्यकताएं (शुष्क, स्वच्छ); यह बहुत खर्चीला है। इसका उपयोग विशेष क्षेत्रों तक ही सीमित है। यह भी मुख्य कारण है कि कार्बन कार्बन सामग्री को सीमित करना व्यापक रूप से प्रचारित करना मुश्किल है।

1.5, चीनी मिट्टी के टुकड़े
घर्षण सामग्री में एक नए उत्पाद के रूप में। सिरेमिक ब्रेक पैड में कोई शोर नहीं, कोई गिरती राख नहीं, व्हील हब का कोई क्षरण नहीं, लंबी सेवा जीवन, पर्यावरण संरक्षण आदि फायदे हैं। सिरेमिक ब्रेक पैड मूल रूप से 1990 के दशक में जापानी ब्रेक पैड कंपनियों द्वारा विकसित किए गए थे। धीरे-धीरे ब्रेक पैड बाजार का नया प्रिय बन गया।
सिरेमिक आधारित घर्षण सामग्री का विशिष्ट प्रतिनिधि सी/सी-एसआईसी कंपोजिट है, यानी कार्बन फाइबर प्रबलित सिलिकॉन कार्बाइड मैट्रिक्स सी/एसआईसी कंपोजिट है। स्टटगार्ट विश्वविद्यालय और जर्मन एयरोस्पेस रिसर्च इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने घर्षण के क्षेत्र में सी/सी-एसआईसी कंपोजिट के अनुप्रयोग का अध्ययन किया है, और पोर्श कारों में उपयोग के लिए सी/सी-एसआईसी ब्रेक पैड विकसित किए हैं। ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी हनीवेल एडवांस्ड कंपोजिट्स, हनीवेलएयरएरैटफ लैडिंग सिस्टम्स और हनीवेल कमर्शियलव्हीकल सिस्टम्स के साथ कंपनी हेवी-ड्यूटी वाहनों में इस्तेमाल होने वाले कास्ट आयरन और कास्ट स्टील ब्रेक पैड्स को बदलने के लिए कम लागत वाले सी/एसआईसी कंपोजिट ब्रेक पैड विकसित करने के लिए मिलकर काम कर रही है।

2, कार्बन सिरेमिक कम्पोजिट ब्रेक पैड के फायदे:
1, पारंपरिक ग्रे कास्ट आयरन ब्रेक पैड की तुलना में, कार्बन सिरेमिक ब्रेक पैड का वजन लगभग 60% कम हो जाता है, और गैर-निलंबन द्रव्यमान लगभग 23 किलोग्राम कम हो जाता है;
2, ब्रेक घर्षण गुणांक में बहुत अधिक वृद्धि हुई है, ब्रेक प्रतिक्रिया की गति बढ़ गई है और ब्रेक क्षीणन कम हो गया है;
3, कार्बन सिरेमिक सामग्रियों का तन्य बढ़ाव 0.1% से 0.3% तक होता है, जो सिरेमिक सामग्रियों के लिए बहुत उच्च मूल्य है;
4, सिरेमिक डिस्क पेडल बेहद आरामदायक लगता है, ब्रेकिंग के प्रारंभिक चरण में तुरंत अधिकतम ब्रेकिंग बल उत्पन्न कर सकता है, इसलिए ब्रेक सहायता प्रणाली को बढ़ाने की भी कोई आवश्यकता नहीं है, और समग्र ब्रेकिंग पारंपरिक ब्रेकिंग सिस्टम की तुलना में तेज़ और कम है ;
5, उच्च गर्मी का विरोध करने के लिए, ब्रेक पिस्टन और ब्रेक लाइनर के बीच सिरेमिक हीट इन्सुलेशन होता है;
6, सिरेमिक ब्रेक डिस्क में असाधारण स्थायित्व है, यदि सामान्य उपयोग जीवनकाल मुक्त प्रतिस्थापन है, और साधारण कच्चा लोहा ब्रेक डिस्क को बदलने के लिए आम तौर पर कुछ वर्षों के लिए उपयोग किया जाता है।