Особливості взаємодії гальмівних дисків і колодок

При гальмуванні фрикціон гальмівних колодок взаємодіє з поверхнею диска
з утворенням гальмівного шару. Твердість – найважливіша (але не єдина) фізична характеристика даного процесу. Відповідно до стандарту SAE J431 G3000, автомобільні диски та барабани виготовляються з твердістю від 187
до 241 одиниць по Бринелю. Неабразивні керамічні гальмівні колодки чутливіші до зниження твердості, ніж колодки з м’яких металів. Рекомендований мінімальний рівень твердості становить 200 одиниць,
що характерно для більшості оригінальних японських дисків.

Що таке скорчінг і які плюси від цієї технології? Scorching – технологічний процес при якому матрицю фрикційного матеріалу додатково нагрівають
до 600-700 ° C під тиском 10кН на ідеально рівній поверхні. Це дозволяє отримати абсолютно рівну поверхню гальмівної колодки, що прискорює момент притирання колодки до гальмівного диску і виходу на максимально робочий режим роботи гальмівної колодки. Шар фрикціона на глибину від 0,5 – 1,5 мм виявляється термічно обробленим настільки, щоб зберегти властивості матеріалу по тертю, але при цьому уникнути локальної кристалізації матеріалу. Кристалізація може виникнути при точковому перегріві мікронерівностей
при притирані, якщо відразу після установки колодок гальма експлуатувалися інтенсивно.

Нижче показаний зовнішній вигляд колодок до і після скорчінгу.

Якість матеріалу гальмівних дисків

Як правило, гальмівні диски виплавляються з сірого чавуну, який володіє чудовими характеристиками стійкості до теплового впливу і поглинання вібрації.
Якість залежить від поєднання фізичних властивостей, хімічного складу
і мікроструктури.

Фізичні властивості

Автомобільних гальмівних дисків і барабанів за стандартом SAE J431 G3000:
1. Твердість по Бринелю: 187-241,
2. Мінімальна межа міцності: 30 000 фунтів на кв. дюйм

Хімічний склад сірого чавуну G3000:

Вуглець – 3,10-3,40%,
Кремній – 1,90-2,30%,
Марганець – 0,60-0,90%,
Сірка – не більше 0,15%,
Фосфор – не більше 0,15%,
Загально еквіваленту вміст вуглецю – 3,9-4,15%

Матеріал дисків надає агресивну дію
на колодки. Характерні пошкодження:

Підготовлені таким чином колодки практично не вимагають притирання і забезпечують максимальний коефіцієнт тертя відразу після установки. Зовнішній вигляд фрикціона може відрізнятися
від не обробленого, і стати кілька марким, але це не впливає
в подальшому ні на обслуговування гальм, ні на естетичний вигляд колісних дисків (потемніння фрикціона не призводить до збільшення цвітіння колодок – наявність темного нальоту обумовлюється продуктами зносу фрикціонів з високим вмістом графіту. У колодках NiBK застосована технологія Dustless, при якій в складі фрикціона графіт замінюється на дисульфід молібдену, що зменшує запиленість).

Крім того, дана технологія забезпечує більшу екологічність
при експлуатації гальмівних колодок, так як з фрикціона оброблених колодок при нагріванні в атмосферу виділяється значно менше газоподібних продуктів тертя.

Мікроструктура

Перлитна мікроструктура – розподіл графіту і металева матриця чавуну.
Матриця переважно перлитна, що містить не більше 5% фериту і менше 1% цементиту