摩擦片的歷史與發(fā)展

文章來源：營口摩擦材料有限公司     發(fā)布時(shí)間：2015-01-15

　　早在1907年紐約國際汽車展上，由駱駝毛髮、棉纖維與柏油及橡膠結(jié)合而成的煞車來令片被視為最新科技。殊不知此材料不耐高溫，如經(jīng)劇烈使用將導(dǎo)致起火燃燒，人類尋求適當(dāng)磨耗材料之旅才剛展開。

　　當(dāng)然科技的進(jìn)步是沒有止盡的，依照現(xiàn)況筆者簡單的分類，除了形成期以外簡單的區(qū)分為叁個(gè)階段：第一個(gè)階段是石綿為主軸(添加樹脂為副材料)。第二個(gè)階段是以鐵纖為主軸(添加傳統(tǒng)纖維為副材料)。第叁個(gè)階段是以強(qiáng)化纖維為主軸(添加特種金屬、陶磁為副材料)。

　　1935年石棉(Asbestos)被正式被發(fā)掘並使用於福特汽車上，石棉本身是一個(gè)相當(dāng)適當(dāng)?shù)哪Σ敛牧?，相較於其它的傳統(tǒng)纖維，成本較低，並能提供較合理的磨耗，且不攻擊與損耗碟盤，而纖維抗拉強(qiáng)度與高級(jí)鐵纖維相近，可耐華氏數(shù)百度的高溫及對(duì)抑制噪音有一定的功能。

　　石棉材料一直被廣泛使用到1980年代。前驅(qū)車的大量生產(chǎn)造成對(duì)耐更高溫度來令片需求的增加，同時(shí)科學(xué)家也舉證石綿的積存效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致人體呼吸器官病變甚至於致癌，基於人體健康安全與性能兩方面之考量下，人們又開始尋求其他替代材質(zhì)。目前石綿材質(zhì)來令片已不多見，基於成本與材料取得考量，僅存於第叁世界、落後開發(fā)中國家。

　　在性能上的考量，雖然石綿是個(gè)很好的絕緣、隔熱體，同時(shí)也可以說它對(duì)熱量無法分散而產(chǎn)生蓄熱現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致過溫衰竭(Fade)使煞車效能迅速流失，摩擦係數(shù)μ在350℉/176℃後快速下降，也就是說過溫後煞車效率降低甚至失效現(xiàn)象明顯，如此煞車表現(xiàn)當(dāng)然令駕駛?cè)藭?huì)有不快的經(jīng)驗(yàn)。漸漸的另外一種Metallic金屬系來令片於是被開發(fā)用來取代石綿。

　　(Metallic)全金屬材質(zhì)原本被應(yīng)用競(jìng)賽或是高承載如卡車或坦克車上。製造方法乃將金屬粉末以高溫、高壓方式燒結(jié)(Sinter)而成，因此並不需要樹脂等膠合物，高溫不會(huì)產(chǎn)生汽化及(Fade)失效現(xiàn)象。但是初期制動(dòng)(低溫制動(dòng))效果奇差，需要到達(dá)工作溫度後才有制動(dòng)力。於是，綜合金屬系的高溫特點(diǎn)及傳統(tǒng)纖維系的低溫特性之半金屬系(Semi-Metallic)來令片被發(fā)展出來。

　　半金屬系(Semi-Metallic)來令片顧名思義含有大約一半金屬、一半合成纖維成分來綜合兩種材質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，較傳統(tǒng)纖維系更耐磨耗，更能抗溫昇失效，最佳使用於中、高溫。並大量使用於1970與1980年代前驅(qū)車上，其重量與煞車分配多在於車子前方，也就是說前煞車有較高的工作溫度。但是半金屬材質(zhì)也有其最高溫溫度的限制，大約在1000℉/538℃，此時(shí)鐵纖維與摩擦材料會(huì)開始融化而黏結(jié)於碟盤表面。

　　金屬系及半金屬系材料中含有比例相當(dāng)高的鐵質(zhì)，一個(gè)簡單的方法就是可以用磁鐵來加以判別，金屬系來令片將具有較高的的磁性(來令片背板材為鋼板或是鐵板，當(dāng)然會(huì)具有磁性，不過以吸力較弱的磁鐵從來令片的正面，也就是摩擦面去吸附就可以明顯的區(qū)分)。鐵質(zhì)成分高即表示其硬度越高，產(chǎn)生噪音及攻擊碟盤的特性也較其他材質(zhì)來令片來得明顯。此外，金屬系材質(zhì)具較佳導(dǎo)熱性，雖然能幫助熱量的分散，也同時(shí)會(huì)將高溫傳到分幫活塞上而導(dǎo)致煞車油沸騰(一般的煞車油只耐溫約攝氏兩百多度)而導(dǎo)致煞車失效，因此金屬系來令片需具備隔離層(Insulation)來中介於金屬摩擦材料與背板間，來防止高溫回傳至煞車油。

　　越是對(duì)高溫性能要求的話，隔離層也相對(duì)的必須更厚，有效磨耗厚度也相對(duì)變少，這也就是為什麼來令片最低磨耗厚度各廠家規(guī)格不一。與其耐溫及隔離厚度相關(guān)，特別是金屬系來令片。而且往往為了性能、隔熱，將會(huì)犧牲到來令片壽命、有效厚度。

　　半金屬系材料經(jīng)過不斷改進(jìn)突破，也能在噪音及攻擊性上相近甚至超越傳統(tǒng)纖維系來令片。但在潮濕、侵蝕性的環(huán)境下，如在寒帶國家在下雪區(qū)域撒鹽以防止地面結(jié)冰(降低冰點(diǎn))或是駕駛者停車不動(dòng)一段很久的時(shí)間，有可能讓來令片與碟盤銹蝕結(jié)合，開動(dòng)後感覺煞車踏板跳動(dòng)，直到銹與粉塵被磨除為止。情況嚴(yán)重的話，有可能把摩擦材料從來令片背板上生硬的扯下，此時(shí)就必須更換新的來令片。筆者曾經(jīng)使用過疑似泡水過期的來令片，結(jié)果在很短的時(shí)間內(nèi)，來令片好像蒸蛋糕似的膨脹與剝落，當(dāng)然的此時(shí)的安全保障可以說是近乎沒有。如能得知製造日期對(duì)消費(fèi)者來講絕對(duì)是多一層保障，特別是含鐵較高的來令片。

　　事實(shí)上，非金屬系的材質(zhì)也不斷地在演進(jìn)，摩擦材料永遠(yuǎn)在性能、耐用度、噪音上追求完美與中間平衡點(diǎn)，為了安全及性能往往把成本變成最後的考量。纖維系來令片從使用皮革、棉質(zhì)材料直到發(fā)現(xiàn)石綿材質(zhì)取代後，實(shí)際上並沒有停下來過，隨著科技的進(jìn)步，以最初天然氫碳有機(jī)化合物(Organic)纖維演進(jìn)到Synthetic全合成纖維。

　　這一類使用合成纖維取代石綿纖維來令片系被稱為非石綿系複合材質(zhì)(Non-Asbestos Organic)，簡稱NAO。早期傳統(tǒng)(Organic)有機(jī)合成纖維的發(fā)展，在耐熱度、磨耗度往往是兩大瓶頸。特別是耐熱特性上傳統(tǒng)纖維(Organic)非常接近石綿材質(zhì)，也就是說並無法帶走熱量，導(dǎo)致表面白化、裂化現(xiàn)象發(fā)生。

　　最新NAO採用玻璃纖維(Fiber Glass)、杜邦功夫龍(Kevlar)纖維，其耐磨度較一般傳統(tǒng)合成纖維，可到達(dá)2-6倍，此種纖維在噪音方面也有傑出表現(xiàn)，並被添加非鐵系金屬如黃銅(Brass)、銅(Copper)粉末來提供熱量處理能力，甚至加入鎂合金、鈦合金、陶瓷成分來增加它熱穩(wěn)定度，性能直逼金屬系材質(zhì)。

　　這種來令片含金屬成分相對(duì)較少，以特殊金屬替代鐵系金屬，並有絕佳的耐磨度與噪音表現(xiàn)，已經(jīng)慢慢的廣泛被各大車廠運(yùn)用於新車OEM標(biāo)準(zhǔn)配備上，不同於鐵纖系技術(shù)掌握在歐美國家，日系廠商非常重視最新一代NAO產(chǎn)品並努力企圖主導(dǎo)。此外或許是大量使用鐵纖系材質(zhì)的關(guān)係，有些來令片的噪音在歐洲仍被視為理所當(dāng)然而被輕易接受，這一點(diǎn)倒是讓筆者感到驚訝與無法想像。此外，在銹蝕等安全與環(huán)保的考量上，NAO更是遠(yuǎn)超過其他材質(zhì)來令片。惟其成本仍居高不下，量產(chǎn)技術(shù)也不易突破的今日，After Market售後服務(wù)市場(chǎng)的普及化仍需要一些時(shí)日。