轿车制动盘磨损失效分析

制动盘材料为灰铸铁，对应的摩擦付制动片为钢纤维增强复合材料，在使用过程中严重磨损而失效。

对失效制动盘磨损面用扫描电镜观察，其形貌属磨料磨损失效。这种磨料在汽车刹车时制动片和制动盘之间由于作相对运动而造成材料的移位或分离，使用一定时间后或在使用过程中制动频繁，这种磨损情况不断加剧，造成失效属正常磨损失效，因而在使用一定时间后需要更换。

图1

说明：图中圆盘为制动盘，其上有很深的沟槽。由于磨损，制动盘厚度已明显减薄，磨损面表面的沟槽是磨料磨损的宏观特征。放在制动盘上面的两块制动片，其工作面为钢纤维增强碳基复合材料，背面由钢背固定。其工作面同样有磨损现象，表面也有沟槽。

图2

说明：平行的沟槽条纹，为磨料磨损的典型特征。这种特征通常是由于磨粒较尖锐，对硬度较低的材料就像锋利的刀刃或砂粒连续切削那样，在磨损零件的表面上留下沟槽。制动盘工作时的磨料可来自制动片上脱落的钢纤维颗粒或从制动盘切削下的金属屑。

图3

说明：若磨料较钝，则在切削材料的过程中，留下的沟槽不像尖锐磨料切削那样锐，且使金属向沟槽侧面隆起，形成犁沟现象。图中可看到这种特征。

图4

说明：从制动片上脱落的钢纤维在磨擦付中成为磨粒，当其较大且较钝时，由于反复磨擦产生应力，在制动盘表面上形成微裂纹。图中所示有大量的网络状微裂纹，这些裂纹属显微疲劳裂纹，进一步扩展后可造成剥落现象。

图5

说明：由磨擦应力产生的显微疲劳裂纹进一步扩展后造成表面剥落。图中三角形的黑洞为剥落坑，在剥落坑的附近还有微裂纹。这种三角形的剥落坑类似接触疲劳磨损中的麻点剥落。