2025 年电车制动盘的材质呈现多样化,主要有以下几种:
- 铸铁材质
- 特点:包括普通灰铸铁、镍 - 铬 - 钼低合金铸铁和蠕墨铸铁等类型。普通片状石墨铸铁制动盘磨损快,在地铁上应用较多。低合金铸铁添加了镍、铬、钼等元素,提高了耐热龟裂性和高温耐磨性,但强度和热疲劳性有待提升。蠕墨铸铁制动盘经贝氏体等温淬火处理强化基体,并添加变质剂使片层状石墨转变为蠕虫状石墨,保持了铸铁的导热性,提高了强度和抗热龟裂性,但耐磨性还需进一步改进。
- 应用:因其成本低、强度高、坚固耐用、熔点高,仍在一些对成本控制较为严格或性能要求相对不高的电车上有所应用。
- 铸钢和锻钢材质
- 特点:铸钢制动盘可进行复杂散热结构设计,制动过程中盘体降温迅速,经过适当合金化和热处理后,具有较好的耐磨性、耐热性和强韧性。锻钢具有较高的强度和韧性,抗热龟裂性、耐磨性、耐热疲劳性以及常温和高温力学性能良好,使用寿命长,制造工艺稳定,质量容易控制。
- 应用:在一些对制动性能要求较高的高速列车上应用较多,部分高端电车也可能会选用锻钢制动盘来提升制动性能和可靠性。
- 金属基复合材料
- 特点:铝基复合材料制动盘以铝合金为基体,以纤维、晶须与颗粒为增强相,其中颗粒增强铝基复合材料因克服了纤维与晶须增强铝基复合材料的缺点而得到广泛应用,常见增强颗粒有碳化硅、氧化铝等。铝基复合材料综合了铝合金与陶瓷材料的优势,密度小,质量轻,比强度、比刚度、耐磨性和耐温性好。铜基复合制动盘材料是在铜或铜合金基体中加入摩擦组元和润滑组元进行复合加工而成,摩擦组元可调节材料的摩擦磨损性能和提升整体力学性能,润滑组元可保持制动盘材料摩擦因数的稳定。
- 应用:随着新能源汽车轻量化需求的增加,铝基复合材料制动盘在电车上的应用逐渐增多,如湖南湘投金天铝业自主研发的新能源乘用车铝基制动盘,已搭载于纯电动车进行测试和应用。铜基复合制动盘则相对较少应用于电车制动盘领域。
- 碳基复合材料
- 特点:碳 / 碳(C/C)复合材料是以碳纤维或石墨纤维为增强体的碳基复合材料,具有低密度、低热膨胀系数、高导热导电性、优异的耐热冲击、耐烧蚀及耐摩擦性等特点,且力学性能随温度升高不降反升。碳陶(C/C - SiC)复合材料是在 C/C 复合材料基础上发展起来的新型制动盘材料,以准三维碳纤维整体针刺毡为骨架增强体,以沉积碳、SiC 及残余硅为基体,弥补了 C/C 复合材料湿态摩擦因数低、生产周期长、制备成本高等缺点,具有摩擦因数大、磨损率低、湿态摩擦因数衰减小、抗氧化性能好、环境适用强等优点。
- 应用:由于其性能卓越,碳陶制动盘越来越受到新能源汽车厂商的青睐,如广汽埃安 Hyper SSR、比亚迪 “仰望” 系列、小米 SU7 Ultra 等车型都搭载了碳陶制动盘。随着技术的发展和成本的降低,碳基复合材料制动盘在电车上的应用有望进一步扩大。