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全球及中國制動摩擦材料發(fā)展概況
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2024-09-03

A.世界制動摩擦材料發(fā)展概況

制動摩擦材料發(fā)展經(jīng)歷了下面幾個階段：

1897 年，英國人 Aerbert Frood 發(fā)明了類似今天的制動鼓，并研制頭發(fā)或棉花為主的天然纖維制動帶，建立了全球首家摩擦材料生產(chǎn)企業(yè) Ferodo，開創(chuàng)了現(xiàn)代摩擦材料工業(yè)的先河。

1908 年 Ferodo 公司發(fā)明了成本低、耐高溫、耐磨損且摩擦特性良好的石棉摩擦材料，開發(fā)出了纏繞石棉摩擦片。

1908 年到 1930 年，主要以石棉長纖維加其他線類（如黃銅絲）編制浸漬方式為主，浸漬材料由瀝青發(fā)展到油和膠的混合物，并開始用短纖維替代長纖維，后期出現(xiàn)了無編制干法混合熱壓工藝。

1930 年，化學(xué)家們研制出了一種柔性樹脂粘合劑，具有更好的熱穩(wěn)定性。這使得干法工藝有了摻進(jìn)更多填料的可能性，并逐步研制出我們今天熟悉的鼓式制動片。在后續(xù)的 30 年中，石棉一直是主要原料。與此同時，橡膠工業(yè)的研究成果也促進(jìn)了摩擦材料工藝的改進(jìn)。用橡膠混合物膠液刷涂布狀編制物，然后再折疊或堆積熱壓，此方法至今仍被廣泛采用。

1950 年，美國 SKWELLMAN 公司首先研制出來用鐵粉、石墨和其他填料加樹脂做粘合劑熱壓而成的摩擦材料，即所謂的半金屬摩擦材料。

1970 年，這種材料被用于盤式剎車片，至今仍被廣泛接受，大量半金屬剎車片仍占據(jù)著世界各地市場。19 世紀(jì) 70 年代以來，隨著汽車設(shè)計的不斷改進(jìn)，汽車對制動器的要求也越來越高，迫使許多摩擦材料公司開始研究摩擦材料與制動鼓盤的關(guān)系，并尋求石棉的替代材料。石棉摩擦材料的發(fā)明具有里程碑式的意義，為行業(yè)發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

但是石棉纖維會隨著摩擦磨損釋放到環(huán)境中形成大量極細(xì)的元纖維，在大氣中懸浮數(shù)周甚至數(shù)月，對人體具有致癌作用，引起呼吸道疾病和免疫系統(tǒng)的異常反應(yīng)，增加患者感染疾病的風(fēng)險。歐美發(fā)達(dá)國家對石棉的致癌性形成了共識，先后出臺禁止石棉產(chǎn)品生產(chǎn)的法案。

摩擦行業(yè)尋求對石棉纖維的替代，大體分為兩個發(fā)展方向：

一種用金屬纖維替代石棉纖維，逐步演變?yōu)橛猛臼謴V泛的半金屬及少金屬材料；

另外一種方向采用芳綸纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、碳纖維等有機(jī)物對石棉進(jìn)行替代。

這些材料在保持良好摩擦性能的同時，也能避免石棉可能帶來的健康風(fēng)險。無石棉摩擦材料在環(huán)保和健康方面具有明顯優(yōu)勢，因此在市場上越來越受到重視和推廣。

B.我國制動摩擦材料發(fā)展概況

我國摩擦材料的研制起步較晚，最早的摩擦材料的研制起始于抗日戰(zhàn)爭時期，汽修工石禮耕先生將廢舊輪胎膠漿作為粘合劑，加入石棉絨一同攪拌均勻，烘干壓實(shí)焙燒后，得到了第一片離合器面片樣品，石禮耕先生也因此被稱為我國研制摩擦材料的先驅(qū)。

1942 年，石禮耕先生將蟲膠、石棉絨和骨炭粉混勻制成摩擦片，這種摩擦片的制作方法經(jīng)過精心設(shè)計，能夠提高機(jī)械設(shè)備的性能，減少摩擦損耗，延長使用壽命，在替代進(jìn)口產(chǎn)品的同時也揭開了我國生產(chǎn)摩擦材料的歷史序幕。1946 年，石禮耕先生成立了我國第一家摩擦材料作坊，并于 50 年代初成功試制石棉摩擦片。

我國在無石棉摩擦材料方面的研究起步較晚，直到 1989 年國內(nèi)才陸續(xù)推出以半金屬型摩擦材料為主的無石棉摩擦材料，但產(chǎn)量較低，品質(zhì)也與歐美發(fā)達(dá)國家差距較大。進(jìn)入 21 世紀(jì)后，隨著民營經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國內(nèi)逐漸出現(xiàn)一批實(shí)力較強(qiáng)的摩擦材料企業(yè)，投入較多人力物力進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，著重向安全和環(huán)保的角度傾斜，不斷研發(fā)生產(chǎn)各類新型非石棉摩擦材料，如陶瓷基摩擦材料、碳纖維增強(qiáng)摩擦材料、有機(jī)非金屬摩擦材料、金屬基復(fù)合摩擦材料、環(huán)保型摩擦材料等。

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