1. Основная функция и механизм
стабилизации коэффициента трения
Эффект микрорезания: частицы коричневого корунда (твердость по шкале Мооса ≥ 9) внедряются в поверхность двойного диска (тормозного диска) во время торможения, образуя микроканавки, увеличивая шероховатость поверхности, предотвращая «проскальзывание», вызванное гладкой поверхностью на начальном этапе торможения, и делая коэффициент трения более стабильным (поддерживаемым в диапазоне 0,35–0,45).
Противодействие явлению «прилипания-скольжения»: угловатые частицы разрушают адгезионный слой между тормозной колодкой и тормозным диском, подавляя низкочастотные шумы торможения (например, «скрип»).
Улучшить износостойкость и срок службы
Функция опоры каркаса: Являясь жестким каркасом фрикционного слоя тормозной колодки, он несет более 60% механической силы сдвига, снижает скорость износа мягких компонентов, таких как смола и графит, и продлевает срок службы примерно на 20–30%.
Износостойкость при высоких температурах: сохранение структурной стабильности при температуре торможения 300-600 ℃ (температура плавления 2050 ℃) и предотвращение повышенного износа, вызванного размягчением при высоких температурах.
Оптимизация эффективности терморегулирования
Функция теплового моста: теплопроводность (~30 Вт/м·К) более чем в 10 раз выше, чем у матрицы смолы, что ускоряет передачу тепла трения к задней пластине, снижает температуру поверхности на 100–150 ℃ и предотвращает термическое разрушение (предотвращает отказ тормозов).
Согласование теплового расширения: взаимодействует с металлическими и керамическими волокнами для подавления высокотемпературного объемного расширения тормозных колодок и поддержания стабильности тормозного зазора.
2. Технические подробности практического применения
Параметры Типичные значения/требования Влияние на производительность
Соотношение добавления 5–15 мас.% Слишком низкое → нестабильное трение; слишком высокая → повреждение тормозных дисков
Распределение размера частиц 80–200 меш (преобладающий) Крупные частицы (80 меш) улучшают резку, мелкие частицы (200 меш) снижают шум
Форма частиц Многоугловая (несферическая) Улучшает механическое зацепление и улучшает скорость реакции торможения
Остаточная прочность при высокой температуре >90% (испытание при 800 ℃) Гарантирует структурную целостность при экстремальном торможении
3. Сравнение характеристик с другими фрикционными материалами
Тип материала Преимущества Ограничения Применимые сценарии
Коричневый корунд Высокая твердость, низкая стоимость, хорошая термостойкость Может увеличить износ тормозных дисков Основной материал для средних и тяжелых транспортных средств, коммерческих автомобилей
Силикат циркония Низкий износ, хорошее шумоподавление Высокая цена за единицу (в 2–3 раза больше, чем у коричневого корунда) Автомобили высокого класса, случаи с высокими требованиями к тишине
Алюмооксидное керамическое волокно Отличная стойкость к термическому распаду Высокая хрупкость, легко образуются твердые пятна Гоночные автомобили, частое торможение при высоких температурах
IV. Тенденции и проблемы применения в отрасли
Тенденции развития:
Формула компаунда: изготовлена на основе керамических волокон и нитевидных кристаллов титаната калия с учетом как шумоподавления, так и стойкости к термическому распаду (например, серия Bosch ECO).
Модификация поверхности: силановое покрытие покрывает частицы коричневого корунда для уменьшения царапин на тормозных дисках (снижение износа на 15%).
Существующие проблемы:
Баланс износа: Износ тормозного диска, вызванный высокой твердостью, необходимо контролировать путем оптимизации соотношения размеров частиц (например, путем увеличения доли мелкодисперсного порошка 200 меш).
Экологическая нагрузка: высокое потребление энергии в процессе производства, стимулирование применения технологии утилизации отходящего тепла дуговых печей (например, проект компании Saint-Gobain «коричневый корунд с нулевым содержанием углерода»).
Резюме: Основная ценность коричневого корунда
Экономичность: низкая стоимость для достижения баланса между характеристиками трения и сроком службы, что составляет 8–12 % от стоимости формулы тормозной колодки;
Надежность: обеспечивает высокую температурную стабильность тормозного усилия, адаптируется к частым сценариям торможения (например, горные дороги, тяжелые грузовики);
Незаменимость: механизм микрорезания угловатых твердых частиц, лучшего материала для полной замены не существует.
Примечание: Современные тормозные колодки должны сочетать в себе более 20 компонентов (смолу, стальное волокно, графит и т. д.), а коричневый корунд играет важную роль в качестве «фрикционного скелета».