汽車剎車片摩擦系數(shù)測試報告

一、測試目的

1. 精準(zhǔn)測定不同車速、不同溫度條件下目標(biāo)陶瓷剎車片的靜態(tài)摩擦系數(shù)與動態(tài)摩擦系數(shù)，分析兩大參數(shù)的變化規(guī)律，驗證制動效能穩(wěn)定性。

2. 評估剎車片在持續(xù)制動、高溫循環(huán)工況下的耐磨程度，量化磨損量與制動次數(shù)、溫度、車速的關(guān)聯(lián)關(guān)系，明確磨損失效臨界點。

3. 驗證該剎車片是否符合 GB 5763-2018《汽車用制動器襯片》 國家標(biāo)準(zhǔn)、SAE J661-2020《汽車剎車片摩擦性能測試方法》 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

4. 為委托方優(yōu)化剎車片配方、提升制動性能提供精準(zhǔn)的實驗數(shù)據(jù)支撐。

二、測試依據(jù)

1. 國家標(biāo)準(zhǔn)：GB 5763-2018《汽車用制動器襯片》

2. 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：SAE J661-2020《汽車剎車片摩擦性能測試方法》

   
   

三、測試設(shè)備與樣品

（一）測試設(shè)備及校準(zhǔn)情況

本次測試所用核心設(shè)備及校準(zhǔn)信息如下：慣性制動試驗臺，型號為 LBT-1000，測量范圍為車速 0-200km/h、溫度 0-800℃，已通過國家汽車零部件質(zhì)檢中心校準(zhǔn)，高精度紅外測溫儀，型號為 HT-8878，測量范圍為 - 50℃-1000℃，精度 ±1℃，電子分析天平，型號為 FA2004，測量范圍為 0-200g，精度 0.0001g，表面粗糙度儀，型號為 TR200，測量范圍為 Ra 0.025-12.5μm，剎車片磨損形貌顯微鏡，型號為 VHX-6000，放大倍數(shù) 50-500 倍，已通過國家材料科學(xué)質(zhì)檢中心校準(zhǔn)，校準(zhǔn)有效期至 2026-07-05。

（二）測試樣品信息

1. 樣品名稱：陶瓷剎車片

2. 樣品數(shù)量：8 片，分為 2 組，其中一組用于車速變量測試，另一組用于溫度變量測試，每組包含前輪左右剎車片各 2 片

3. 樣品材質(zhì)：摩擦層采用陶瓷纖維 + 銅纖維 + 石墨復(fù)合材質(zhì)，背板為 Q235 冷軋鋼板

4. 樣品狀態(tài)：全新未使用，表面無油污、劃痕、裂紋等缺陷，尺寸偏差符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求

5. 樣品預(yù)處理：測試前將樣品置于溫度 23±2℃、濕度 50±5% 的環(huán)境中恒溫恒濕放置 24 小時，消除環(huán)境因素對測試結(jié)果的干擾

四、測試方案與過程

（一）測試變量設(shè)計

本次測試采用控制變量法，設(shè)置車速和溫度兩大核心變量，模擬汽車日常行駛、高速制動、山區(qū)連續(xù)制動等典型工況。車速梯度選取城市常用車速 40km/h、60km/h，高速巡航車速 80km/h、100km/h、120km/h，以及極限車速 140km/h，共 6 個梯度；溫度梯度選取常溫 25℃、中溫 150℃（對應(yīng)城市連續(xù)制動工況）、高溫 300℃（對應(yīng)山區(qū)長下坡制動工況）、極限高溫 450℃和 550℃（對應(yīng)極端工況制動），共 5 個梯度。

（二）測試步驟

1. 預(yù)制動處理

將剎車片安裝至慣性制動試驗臺的標(biāo)準(zhǔn)夾具，匹配原廠規(guī)格剎車盤（直徑 280mm，厚度 22mm）。在常溫 25℃、車速 50km/h 條件下進行 30 次預(yù)制動，制動壓力保持 0.8MPa，每次制動間隔 30 秒，目的是去除剎車片表面氧化層，使摩擦表面達到穩(wěn)定磨合狀態(tài)。預(yù)制動完成后，測量剎車片初始質(zhì)量、厚度及表面粗糙度。

2. 車速對摩擦系數(shù)影響的測試

固定溫度為 25℃，制動壓力為 1.2MPa（模擬滿載制動工況），依次按照 40km/h、60km/h、80km/h、100km/h、120km/h、140km/h 的車速梯度開展測試。每個車速梯度下進行 20 次連續(xù)制動，每次制動間隔 60 秒，確保剎車盤溫度不超過 50℃。試驗臺自動記錄每次制動的靜態(tài)摩擦系數(shù)（制動初始階段，剎車片與剎車盤剛接觸時的系數(shù)）和動態(tài)摩擦系數(shù)（制動過程中穩(wěn)定滑動階段的系數(shù)）；每次測試完成后，使用電子分析天平稱量剎車片質(zhì)量，記錄質(zhì)量變化值。

3. 溫度對摩擦系數(shù)影響的測試

固定車速為 80km/h（高速常用制動車速），制動壓力為 1.2MPa，通過試驗臺加熱系統(tǒng)控制剎車盤溫度，依次按照 25℃、150℃、300℃、450℃、550℃的溫度梯度開展測試。每個溫度梯度下，先將剎車盤加熱至目標(biāo)溫度并保溫 10 分鐘，再進行 20 次連續(xù)制動，每次制動間隔 60 秒，實時監(jiān)測剎車片表面溫度，確保溫度波動不超過 ±10℃。記錄每次制動的靜態(tài)、動態(tài)摩擦系數(shù)；測試完成后，測量剎車片質(zhì)量、厚度變化，并使用顯微鏡觀察摩擦表面形貌。

4. 耐磨性能綜合測試

整合車速與溫度變量，模擬山區(qū)長下坡極端工況：車速 80km/h，溫度從常溫逐步升至 450℃，進行 100 次連續(xù)制動循環(huán)，制動壓力 1.5MPa。測試結(jié)束后，計算剎車片總磨損量，測量磨損后表面粗糙度，觀察是否出現(xiàn)裂紋、剝落、熱斑等異常磨損現(xiàn)象。

（三）數(shù)據(jù)采集與處理

1. 所有測試數(shù)據(jù)由試驗臺自動采集并存儲至計算機，手動記錄數(shù)據(jù)需雙人核對，確保無遺漏、無錯誤。

2. 摩擦系數(shù)結(jié)果取每個梯度下 20 次測試數(shù)據(jù)的平均值，剔除最大值和最小值，降低偶然誤差。

3. 磨損量計算方式為磨損量 = 初始質(zhì)量 - 測試后質(zhì)量，厚度磨損量 = 初始厚度 - 測試后厚度。

五、測試結(jié)果與分析

（一）車速對摩擦系數(shù)的影響測試結(jié)果

本次測試條件為溫度 25℃，制動壓力 1.2MPa。在車速 40km/h 時，靜態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.432，動態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.415，符合國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的靜態(tài)摩擦系數(shù) 0.35-0.45、動態(tài)摩擦系數(shù) 0.32-0.42 的范圍，相對自身偏差率為 0%，單次最大磨損量為 0.08mg / 次；車速提升至 60km/h 時，靜態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.428，動態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.412，符合標(biāo)準(zhǔn)要求，相對 40km/h 的偏差率分別為 - 0.9% 和 - 0.7%，單次最大磨損量為 0.09mg / 次；車速 80km/h 時，靜態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.421，動態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.405，符合標(biāo)準(zhǔn)要求，相對 40km/h 的偏差率分別為 - 2.5% 和 - 2.4%，單次最大磨損量為 0.10mg / 次；車速 100km/h 時，靜態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.415，動態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.398，符合標(biāo)準(zhǔn)要求，相對 40km/h 的偏差率分別為 - 3.9% 和 - 4.1%，單次最大磨損量為 0.12mg / 次；車速 120km/h 時，靜態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.408，動態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.390，符合標(biāo)準(zhǔn)要求，相對 40km/h 的偏差率分別為 - 5.6% 和 - 6.0%，單次最大磨損量為 0.15mg / 次；車速達到 140km/h 時，靜態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.395，動態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.378，仍符合標(biāo)準(zhǔn)要求，相對 40km/h 的偏差率分別為 - 8.6% 和 - 8.9%，單次最大磨損量為 0.18mg / 次。

結(jié)果分析

1. 在常溫 25℃條件下，隨著車速從 40km/h 提升至 140km/h，剎車片靜態(tài)摩擦系數(shù)從 0.432 下降至 0.395，動態(tài)摩擦系數(shù)從 0.415 下降至 0.378，整體降幅均未超過 10%，且所有數(shù)值均符合國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，無明顯波動。

2. 摩擦系數(shù)下降的主要原因是：車速提升導(dǎo)致剎車片與剎車盤的滑動接觸時間縮短，摩擦表面的磨屑來不及排出，形成一層潤滑膜，降低了摩擦阻力。

3. 磨損量隨車速提升呈線性增長，140km/h 車速下的單次磨損量為 0.18mg / 次，是 40km/h 車速的 2.25 倍，說明高速制動會加劇剎車片磨損，但整體磨損量仍處于較低水平。

（二）溫度對摩擦系數(shù)的影響測試結(jié)果

本次測試條件為車速 80km/h，制動壓力 1.2MPa。在溫度 25℃時，靜態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.421，動態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.405，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的動態(tài)摩擦系數(shù)≥0.32、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的動態(tài)摩擦系數(shù)≥0.35 的范圍，單次最大磨損量為 0.10mg / 次；溫度升至 150℃時，靜態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.418，動態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.402，符合兩項標(biāo)準(zhǔn)要求，單次最大磨損量為 0.13mg / 次；溫度達到 300℃時，靜態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.402，動態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.385，符合兩項標(biāo)準(zhǔn)要求，單次最大磨損量為 0.21mg / 次；溫度升至 450℃時，靜態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.385，動態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.362，符合兩項標(biāo)準(zhǔn)要求，單次最大磨損量為 0.35mg / 次；溫度達到 550℃時，靜態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.368，動態(tài)摩擦系數(shù)平均值為 0.335，滿足國家標(biāo)準(zhǔn)≥0.32 的要求，但略低于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)≥0.35 的要求，單次最大磨損量為 0.62mg / 次。

結(jié)果分析

1. 隨著溫度從 25℃升至 550℃，靜態(tài)摩擦系數(shù)從 0.421 下降至 0.368，動態(tài)摩擦系數(shù)從 0.405 下降至 0.335，550℃時的動態(tài)摩擦系數(shù)仍滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，但略低于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，存在輕微熱衰退現(xiàn)象。

2. 溫度低于 300℃時，摩擦系數(shù)降幅較小，25℃至 300℃動態(tài)摩擦系數(shù)降幅僅為 5%，說明該剎車片在中高溫區(qū)間制動性能穩(wěn)定；溫度超過 450℃后，摩擦系數(shù)降幅明顯增大，主要原因是高溫導(dǎo)致摩擦材料中的有機粘結(jié)劑分解，形成氣體層，降低了摩擦界面的接觸壓力。

3. 磨損量與溫度呈指數(shù)關(guān)系增長，550℃時單次磨損量達到 0.62mg / 次，是 25℃時的 6.2 倍，高溫下摩擦材料的氧化和軟化是加劇磨損的核心因素。

（三）耐磨性能綜合測試結(jié)果

本次測試條件為車速 80km/h，溫度升至 450℃，進行 100 次連續(xù)制動，制動壓力 1.5MPa。測試前單片剎車片總質(zhì)量為 526.3452g，測試后為 526.0015g，質(zhì)量減少 0.3437g，遠低于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)限值的 1.0g；測試前摩擦層厚度為 12.00mm，測試后為 11.82mm，厚度減少 0.18mm，符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)限值≤0.5mm 的要求；測試前剎車片表面粗糙度 Ra 為 0.85μm，測試后為 1.22μm，粗糙度增加 0.37μm，低于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)限值≤2.0μm 的要求；測試前剎車片表面光滑無缺陷，測試后表面呈現(xiàn)均勻磨損狀態(tài)，無裂紋、剝落、熱斑等異常磨損現(xiàn)象。

結(jié)果分析

1. 100 次極端工況制動后，單剎車片總磨損量為 0.3437g，遠低于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)限值 1.0g；摩擦層厚度減少 0.18mm，符合≤0.5mm 的要求，說明該剎車片耐磨性能優(yōu)異。

2. 磨損后剎車片表面粗糙度從 0.85μm 升至 1.22μm，仍處于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)，且表面無裂紋、剝落、熱斑等異常磨損現(xiàn)象，摩擦表面磨屑分布均勻，說明摩擦材料的配方設(shè)計合理，抗高溫磨損能力較強。

六、測試結(jié)論

1. 摩擦系數(shù)性能  此陶瓷剎車片在不同車速、不同溫度條件下的靜態(tài)摩擦系數(shù)范圍為 0.368-0.432，動態(tài)摩擦系數(shù)范圍為 0.335-0.415。其中，車速≤120km/h、溫度≤450℃時，所有摩擦系數(shù)指標(biāo)均符合 GB 5763-2018 國家標(biāo)準(zhǔn)和 Q/XX-2025 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求；溫度達到 550℃時，動態(tài)摩擦系數(shù)（0.335）略低于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求（≥0.35），但仍滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，可應(yīng)對絕大多數(shù)常規(guī)制動工況。

2. 耐磨性能該批次剎車片在常溫、中高溫工況下磨損量低，100 次極端工況制動后的總磨損量為 0.3437g，磨損后表面無異常缺陷，耐磨性能遠超企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)限值，可滿足汽車長期使用需求（按年均制動 10000 次計算，預(yù)估使用壽命可達 5-6 年）。

3. 綜合判定該批次 陶瓷剎車片的摩擦系數(shù)穩(wěn)定性和耐磨性能整體合格，可通過委托方的產(chǎn)品驗收標(biāo)準(zhǔn)；建議委托方優(yōu)化摩擦材料中的有機粘結(jié)劑配方，進一步提升 500℃以上極端高溫工況下的摩擦系數(shù)表現(xiàn)。