As propiedades únicas dos freos cerámicos

Os freos de disco estándar consisten en discos e pastillas de fundición ou aceiro onde o recheo está reforzado con virutas de metal. Cando o amianto era a base dos revestimentos de fricción, non había preguntas especiais sobre a composición, pero entón descubriuse que as fibras de amianto e o po liberados durante a freada teñen fortes propiedades canceríxenas. Prohibiuse o uso de amianto e comezaron a utilizar diversos compostos orgánicos nas almofadas. As súas propiedades resultaron ser insuficientes en condicións extremas.

Que é a cerámica e por que é

A cerámica pódese considerar calquera cousa que non sexa orgánica ou metálica. Foron as súas propiedades as que resultaron ser o necesario para que os revestimentos de fricción dos freos dos automóbiles funcionen en condicións difíciles.

O freo de disco ten grandes vantaxes sobre outros, pero a súa característica é a pequena superficie das pastillas. E a alta potencia de freada implica a rápida liberación dunha enorme cantidade de enerxía térmica. Como sabes, a enerxía é proporcional á potencia e ao tempo durante o que se libera. E ambos determinan a eficiencia de freada do coche.

A liberación de enerxía significativa nun volume limitado en pouco tempo, é dicir, cando a calor non ten tempo para disiparse no espazo circundante, de acordo coa mesma física, leva a un aumento da temperatura. E aquí os materiais tradicionais dos que están feitos os forros dos freos xa non poden soportar. O uso de discos ventilados pode estabilizar o réxime térmico a longo prazo, pero non evita o sobrequecemento local na zona de contacto. O material da almofada literalmente se evapora e as fraccións resultantes crean un ambiente esvaradío, o coeficiente de fricción cae bruscamente e os freos fallan.

As cerámicas a base de diversas substancias inorgánicas, xeralmente carburo de silicio, poden soportar temperaturas moito máis altas. Ademais, cando se quentan, só entran no modo óptimo, proporcionando o maior coeficiente de fricción.

Sen reforzo, o revestimento non poderá ter suficiente resistencia; para iso, introdúcense varias fibras na composición. A maioría das veces son virutas de cobre, a fibra de carbono úsase para freos deportivos. O material de reforzo mestúrase con cerámica e cócese a alta temperatura.

Dependendo da natureza da aplicación, a formulación das almofadas pode ser diferente. Isto vén determinado pola finalidade das pastillas de freos, de rúa, deportivas ou de tipo extremo. Teñen diferentes temperaturas de funcionamento e capacidades limitantes. Pero o xeral será aumentar a eficiencia do traballo en condicións difíciles:

• estabilidade do coeficiente de rozamento;
• minimización do desgaste do disco;
• redución do ruído de funcionamento e da carga de vibración;
• alta resistencia e seguridade do material a altas temperaturas de funcionamento.

Co uso de cerámica, non só se fan pastillas, senón tamén discos. Ao mesmo tempo, non se observa un aumento do desgaste en caso de uso mixto, as almofadas de cerámica non conducen a un borrado acelerado dos discos de aceiro e ferro fundido. Os rotores de cerámica (discos) distínguense pola súa alta resistencia en condicións de carga térmica, o que permite non facelos inaceptablemente grandes e tampouco deixan deformacións residuais durante o arrefriamento repentino. E con tal quecemento, mesmo o arrefriamento natural leva a cambios significativos de temperatura nun tempo limitado.

Pros e contras dos freos cerámicos

Xa se dixo sobre as vantaxes da cerámica, pódese complementar con factores non tan obvios:

• tales mecanismos teñen menos peso e dimensións con igual eficacia, o que reduce un indicador tan importante da dinámica da suspensión como a masa non suspendida;
• non hai liberación de substancias nocivas ao medio ambiente;
• cun aumento da temperatura, a eficiencia dos freos non diminúe, senón que aumenta, o que ás veces require un prequecemento;
• o material de reforzo non está suxeito a corrosión a alta temperatura;
• as propiedades da cerámica están ben previstas e programadas ao seleccionar unha receita, o que permite producir pezas similares para unha gran variedade de aplicacións;
• son posibles combinacións de pezas que conteñen ferro coas cerámicas, non é necesario utilizar os mesmos discos para as almofadas cerámicas;
• as pezas cerámicas son moi duradeiras cando se traballan en condicións suaves.

Non podería prescindir de inconvenientes, pero non hai tantos no contexto das vantaxes:

• os freos cerámicos aínda son máis caros;
• As composicións especialmente eficaces requiren prequecemento, xa que o coeficiente de fricción diminúe coa diminución da temperatura;
• nunha determinada combinación de condicións, poden crear un crujido difícil de eliminar.

Obviamente, as pezas de freo de cerámica non teñen alternativa na condución animada e nos deportes. Noutros casos, o seu alto prezo fai pensar na conveniencia do seu uso.