Коричневый оксид алюминия (также известный как коричневый электрокорунд, BFA) является важнейшей абразивной добавкой во многих составах фрикционных материалов, особенно в безасбестовых органических (NAO) и полуметаллических тормозных колодках.
1. Профиль материала: коричневый оксид алюминия
Состав: Получается путём плавки боксита (алюминиевой руды) с коксом и железом в электродуговой печи. Состоит в основном из α-Al₂O₃, но содержит 2–4% диоксида титана (TiO₂) и другие примеси (кремнезём, оксиды железа).
Основные свойства (по сравнению с белым оксидом алюминия):
Высокая твердость: твердость по шкале Мооса ~8,9 (немного ниже, чем 9,0 у белого оксида алюминия, но все еще чрезвычайно твердый).
Высокая прочность: его главная отличительная особенность. TiO₂ способствует формированию более прочной кристаллической структуры, что делает её более устойчивой к раздавливанию и растрескиванию под воздействием ударов.
Самозатачиваемость: при разрушении он разрушается по плоскостям спайности, обнажая новые острые края. Это способствует поддержанию стабильного абразивного воздействия.
Экономичность: как правило, менее дорогой, чем белый оксид алюминия, благодаря использованию более дешевого сырья (бокситы вместо очищенного глинозема).
2. Значение сетки 325
Размер частиц: 325 меш соответствует среднему размеру частиц приблизительно 44 микрона (0,044 мм). Это считается порошком средней тонкости .
Почему этот размер имеет значение для тормозных колодок:
Контролируемое истирание: достаточно мелкое, чтобы равномерно интегрироваться в матрицу трения и обеспечивать постоянное, предсказуемое трение, не оказывая чрезмерного воздействия на ротор.
Контакт с поверхностью: обеспечивает большое количество точек контакта для эффективной модуляции трения без чрезмерного «зарывания», характерного для более крупных зерен.
Снижение шума: более мелкие частицы с меньшей вероятностью будут создавать высокочастотный визг по сравнению с очень крупными частицами, хотя сбалансированность формулы по-прежнему имеет решающее значение.
Дисперсия: Хорошо смешивается с другими порошками (смолами, волокнами, смазочными материалами) для получения однородной смеси.
3. Основные функции в конструкции тормозных колодок
Коричневый оксид алюминия 325-меш действует как абразивный наполнитель, модифицирующий эксплуатационные характеристики :
Стабилизатор и модификатор коэффициента трения:
Предотвращает засаливание: его твердые, острые частицы оставляют микроцарапины на поверхности трения как колодки, так и ротора, предотвращая образование гладкого, стекловидного слоя с низким коэффициентом трения («засаливание»).
Сохраняет трение при высоких температурах: помогает предотвратить снижение трения при повышенных температурах, непрерывно обновляя фрикционный слой. Прочность обеспечивает долговечность при высоких сдвигающих нагрузках.
Управление износом:
Увеличивает износостойкость колодок: увеличивает общую долговечность композитного материала колодок.
Определенный износ ротора: это контролируемый абразив, то есть он вызывает измеримый износ ротора. Это расчетный компромисс. Постоянный, мелкий абразивный износ частиц 325 меш предпочтительнее неравномерного, режущего износа от неконтролируемого или грубого абразива.
Тепловая и механическая роль:
Теплопроводность: оксид алюминия обладает хорошей теплопроводностью, что способствует отводу тепла от поверхностей трения.
Структурная целостность: твердые частицы добавляют механическую прочность матрице трения.
4. Типичные аспекты применения и формулирования
Области применения: широко используется в тормозных колодках для замены оригинального оборудования, на вторичном рынке автомобилей средней и высокой производительности, а также в тормозных колодках для коммерческих транспортных средств, где требуется надежный и экономичный модификатор трения.
Типичная дозировка: обычно составляет от 3% до 8% от общей массы фрикционной смеси. Точный процент — это критический баланс, определяемый в ходе комплексных испытаний рецептур.
Ключевые синергии и баланс:
Работает в сочетании со смазочными материалами (например, графитом, коксом) для создания желаемого уровня трения и кривой (зависимости от температуры).
Должен быть сбалансирован армирующими волокнами (арамидными, стальными, стеклянными) и связующим на основе смолы .
Прочность коричневого оксида алюминия делает его особенно подходящим для составов, требующих долговечности при больших нагрузках или агрессивном вождении.
5. Преимущества и проблемы
Преимущества:
Экономичная эффективность: обеспечивает превосходное абразивное действие и стабильность трения по более низкой цене, чем альтернативы премиум-класса.
Прочный и долговечный: выдерживает высокие сдвиговые нагрузки лучше, чем более хрупкие абразивы.
Надежное трение: обеспечивает стабильные и предсказуемые характеристики трения в широком диапазоне температур.