บทบาทของคอรันดัมสีน้ำตาลในผ้าเบรกทนการสึกหรอ

1. ฟังก์ชันหลักและกลไก
ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานคงที่

ผลการตัดแบบไมโคร: อนุภาคคอรันดัมสีน้ำตาล (ความแข็ง Mohs ≥ 9) จะถูกฝังอยู่ในพื้นผิวของดิสก์คู่ (ดิสก์เบรก) ในระหว่างการเบรก โดยสร้างร่องไมโคร เพิ่มความหยาบของพื้นผิว หลีกเลี่ยง “การลื่นไถล” ที่เกิดจากพื้นผิวเรียบในระยะเริ่มต้นของการเบรก และทำให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานมีเสถียรภาพมากขึ้น (คงอยู่ในช่วง 0.35-0.45)

ปรากฏการณ์ป้องกันการลื่นไถล: อนุภาคเชิงมุมจะทำลายชั้นการยึดเกาะระหว่างผ้าเบรกและจานเบรก ทำให้ไม่มีเสียงเบรกความถี่ต่ำ (เช่น “เสียงดังเอี๊ยดอ๊าด”)

เพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอและอายุการใช้งาน

ฟังก์ชันการรองรับโครงกระดูก: เนื่องจากเป็นโครงกระดูกแข็งของชั้นแรงเสียดทานของผ้าเบรก จึงรับแรงเฉือนทางกลได้มากกว่า 60% ลดอัตราการสึกหรอของส่วนประกอบอ่อน เช่น เรซินและกราไฟท์ และยืดอายุการใช้งานได้ประมาณ 20-30%

ทนทานต่อการสึกหรอที่อุณหภูมิสูง: รักษาเสถียรภาพของโครงสร้างที่อุณหภูมิเบรก 300-600℃ (จุดหลอมเหลว 2050℃) และป้องกันการสึกหรอที่รุนแรงขึ้นอันเกิดจากการอ่อนตัวที่อุณหภูมิสูง

เพิ่มประสิทธิภาพการจัดการความร้อน

ฟังก์ชันสะพานความร้อน: ค่าการนำความร้อน (~30 W/m·K) สูงกว่าเมทริกซ์เรซินมากกว่า 10 เท่า ซึ่งช่วยเร่งการนำความร้อนจากแรงเสียดทานไปยังแผ่นด้านหลัง ลดอุณหภูมิพื้นผิวลง 100–150℃ และหลีกเลี่ยงการสลายตัวจากความร้อน (ป้องกันความล้มเหลวของเบรก)

การจับคู่การขยายตัวเนื่องจากความร้อน: ทำงานร่วมกับเส้นใยโลหะและเส้นใยเซรามิกเพื่อยับยั้งการขยายตัวของปริมาตรของผ้าเบรกที่อุณหภูมิสูงและรักษาเสถียรภาพของระยะห่างของเบรก

2. รายละเอียดทางเทคนิคในการใช้งานจริง
พารามิเตอร์ ค่าทั่วไป/ข้อกำหนด ผลกระทบต่อประสิทธิภาพ
อัตราส่วนการเติม 5–15% โดยน้ำหนัก ต่ำเกินไป → แรงเสียดทานไม่เสถียร สูงเกินไป → ความเสียหายต่อจานเบรก
การกระจายขนาดอนุภาค 80–200 เมช (หลัก) อนุภาคหยาบ (80 เมช) เพิ่มประสิทธิภาพการตัด อนุภาคละเอียด (200 เมช) ลดเสียงรบกวน
รูปร่างของอนุภาค หลายเหลี่ยม (ไม่เป็นทรงกลม) เพิ่มการทำงานเชิงกลและปรับปรุงความเร็วในการตอบสนองการเบรก
ความแข็งแรงตกค้างที่อุณหภูมิสูง >90% (การทดสอบ 800℃) รับประกันความสมบูรณ์ของโครงสร้างภายใต้การเบรกที่รุนแรง
3. การเปรียบเทียบประสิทธิภาพกับวัสดุเสียดทานอื่นๆ
ประเภทวัสดุ ข้อดี ข้อจำกัด สถานการณ์ที่ใช้งานได้
คอรันดัมสีน้ำตาล ความแข็งสูง ต้นทุนต่ำ มีเสถียรภาพทางความร้อนดี อาจเพิ่มการสึกหรอของจานเบรก วัสดุหลักสำหรับยานพาหนะขนาดกลางและขนาดใหญ่ ยานพาหนะเพื่อการพาณิชย์
เซอร์โคเนียมซิลิเกต การสึกหรอต่ำ ลดเสียงรบกวนได้ดี ราคาต่อหน่วยสูง (2–3 เท่าของคอรันดัมสีน้ำตาล) รถยนต์ระดับไฮเอนด์ โอกาสที่ต้องการความเงียบสูง
เส้นใยเซรามิกอะลูมินา ทนทานต่อการเสื่อมสภาพจากความร้อนได้ดีเยี่ยม มีความเปราะบางสูง เกิดจุดแข็งได้ง่าย รถแข่ง เบรกบ่อยครั้งที่อุณหภูมิสูง
IV. แนวโน้มและความท้าทายในการใช้งานในอุตสาหกรรม
แนวโน้มการพัฒนา:

สูตรผสม: ผสมด้วยเส้นใยเซรามิกและเส้นใยโพแทสเซียมไททาเนต โดยคำนึงถึงทั้งการลดเสียงรบกวนและความต้านทานการสลายตัวเนื่องจากความร้อน (เช่น ซีรีส์ Bosch ECO)

การปรับปรุงพื้นผิว: การเคลือบซิเลนครอบคลุมอนุภาคคอรันดัมสีน้ำตาลเพื่อลดรอยขีดข่วนบนจานเบรก (อัตราการสึกหรอลดลง 15%)

ความท้าทายที่มีอยู่:

ความสมดุลของการสึกหรอ: การสึกหรอของจานเบรกที่เกิดจากความแข็งสูงจำเป็นต้องได้รับการควบคุมโดยการปรับอัตราส่วนขนาดอนุภาคให้เหมาะสม (เช่น การเพิ่มสัดส่วนของผงละเอียดขนาด 200 เมช)

แรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อม: การใช้พลังงานสูงในกระบวนการผลิต ส่งเสริมการนำเทคโนโลยีการกู้คืนความร้อนเสียจากเตาอาร์กมาใช้ (เช่น โครงการ “คอรันดัมสีน้ำตาลคาร์บอนเป็นศูนย์” ของ Saint-Gobain)

สรุป: คุณค่าหลักของคอรันดัมสีน้ำตาล
ประหยัด: ต้นทุนต่ำเพื่อให้ได้สมดุลระหว่างประสิทธิภาพการเสียดสีและอายุการใช้งาน คิดเป็น 8-12% ของต้นทุนสูตรผ้าเบรก
ความน่าเชื่อถือ: รับประกันเสถียรภาพของแรงเบรกที่อุณหภูมิสูง ปรับให้เข้ากับสถานการณ์การเบรกที่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง (เช่น ถนนบนภูเขา รถบรรทุกหนัก)
ไม่สามารถทดแทนได้: กลไกการตัดขนาดเล็กของอนุภาคแข็งเชิงมุม ไม่มีวัสดุใดดีไปกว่านี้ที่จะทดแทนได้อย่างสมบูรณ์

หมายเหตุ: ผ้าเบรกสมัยใหม่ต้องประสานส่วนประกอบมากกว่า 20 ชนิด (เรซิน เส้นใยเหล็ก กราไฟต์ ฯลฯ) และคอรันดัมสีน้ำตาลมีบทบาทสำคัญในฐานะ “โครงกระดูกแรงเสียดทาน”