Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Фрикционные материалы и тормозные накладки — это композиции, специально разработанные для управляемого трения при контакте с металлическим контртелом (чугунным диском, стальным барабаном, маховиком сцепления). От них требуется одновременно стабильный коэффициент трения в широком диапазоне температур, износостойкость, виброакустический комфорт и предсказуемое поведение при нагреве, влаге и масляном загрязнении. Современные фрикционные материалы — сложные многокомпонентные системы из связующего, армирующих волокон, фрикционных наполнителей, твёрдых смазок и модификаторов. Они применяются в тормозных накладках и колодках автомобильной техники, в фрикционных дисках муфт сцепления, в накладках лебёдок и кранов, в тормозах железнодорожного транспорта и в промышленных тормозах. Ниже разобраны виды фрикционных материалов, ключевые показатели — коэффициент трения, износ, фейдинг, рабочая температура — и принципы выбора материала под условия эксплуатации.
Фрикционный материал — это пара тел, в которой используется управляемое трение для преобразования механической работы в тепло (тормоз) или для передачи крутящего момента через сухое трение (муфта). В обоих случаях ключевые требования к материалу принципиально близки: стабильный коэффициент трения в рабочем диапазоне температур, низкий и предсказуемый износ, надёжность при кратковременных перегревах, технологичность производства, виброакустический комфорт.
Современный фрикционный материал представляет собой композицию из нескольких функциональных групп компонентов.
Свойства готового фрикционного материала определяются не одним компонентом, а совокупностью рецептуры, технологии прессования и термообработки. Замена даже одного компонента на близкий по природе требует валидации всего тормозного режима.
В машиностроении и автомобильной технике сложились несколько устойчивых классов фрикционных композиций, различающихся по основе и металлическому наполнению.
Базовая матрица — фенолформальдегидное связующее, армированное арамидными, стеклянными и минеральными волокнами с органическими наполнителями. Содержание стальной и медной фракций — минимальное (несколько процентов). Эти материалы отличаются мягким зацеплением, низким уровнем шума, малым износом контртела и применяются преимущественно в легковом транспорте и общепромышленных тормозах с умеренными нагрузками.
Содержат значительную долю стальной стружки и стальных волокон — обычно от 30 до 65 % по массе. Отличаются высокой теплопроводностью, термостабильностью коэффициента трения, малой склонностью к фейдингу. Минус — повышенный износ диска, более высокий уровень шума, склонность к коррозии в условиях повышенной влажности.
Компромисс между NAO и полуметаллическими: 10–30 % металлической фракции, преимущественно меди и стали. Дают хороший комплекс: высокий и стабильный коэффициент трения, умеренный шум, приемлемый износ диска. Широко распространены в европейской автомобильной технике.
Содержат керамические волокна (например, на основе оксида алюминия) и тугоплавкие наполнители в фенольной матрице, с пониженным содержанием меди и без стали или почти без неё. Главное преимущество — низкая запыляемость диска, низкий шум, длительный ресурс. Применяются в премиальных и спортивных автомобилях. Стоимость существенно выше.
Получают спеканием порошковых смесей на основе меди или железа с керамическими и графитовыми добавками без органического связующего. Выдерживают сверхвысокие температуры и удельные нагрузки, не подвержены термодеструкции связующего. Применяются в высоконагруженных тормозах и муфтах: тяжёлая промышленная техника, мотоциклы, кратковременно нагруженные сцепления, лебёдки.
Композиты на основе углеродного волокна с углеродной или керамической (карбидокремниевой) матрицей. Сочетают исключительную термостойкость (до значений плавления металлов), малую массу и устойчивость коэффициента трения при сверхвысоких температурах. Применяются в авиационных тормозах и в премиальных автомобильных тормозных системах.
Коэффициент трения μ — основная характеристика фрикционного материала. Его значение и стабильность под нагрузкой и при нагреве определяют тормозной путь автомобиля, передаваемый момент муфты и общую безопасность работы узла.
Для тормозных материалов применяется международная двухбуквенная классификация по стандарту SAE J866. Первая буква обозначает «холодный» коэффициент трения (μ при умеренной температуре, обычно после нескольких разгонных циклов), вторая — «горячий» (μ при повышенной температуре после термического нагружения). Буквы соответствуют диапазонам:
Типовые автомобильные тормозные накладки имеют маркировку EE, FE, FF, GG — что соответствует коэффициенту трения от 0,25 до 0,55 в обоих диапазонах. Маркировку SAE J866 наносят на торец накладки рядом с обозначением партии и производителя; она информирует приёмщика о фрикционном классе изделия.
Высокий коэффициент трения сам по себе не означает «лучше». Слишком высокое значение μ может приводить к резкому захвату, склонности к блокировке колеса, к перегрузке гидравлической системы тормозов. Для автомобиля оптимальным считается коэффициент 0,35–0,50 при стабильности по температуре и нагрузке.
Износ фрикционной пары — это убыль массы и геометрии накладки и контртела за время работы. У современных материалов он определяется тремя параллельными механизмами: абразивным (твёрдые частицы наполнителя царапают контртело), адгезионным (схватывание на пиках контакта с последующим отрывом) и термическим (разрушение связующего при перегреве). Сбалансированная рецептура удерживает износ в умеренных пределах при заданном комфорте и стабильности.
Фейдинг (от англ. fade — затухание) — это снижение коэффициента трения при повышенных температурах из-за термодеструкции связующего, образования газовых плёнок на контактной поверхности и изменения структуры микроконтактов. Различают два механизма: газовый (продукты пиролиза образуют тонкий слой между накладкой и диском) и температурный (изменение свойств самой матрицы).
Сопротивление фейдингу — важная характеристика тормозного материала. На стендовых испытаниях её оценивают по поведению μ при последовательных разгонно-тормозных циклах с возрастающей температурой; качественный материал сохраняет стабильность коэффициента трения вплоть до температур 350–400 °C, спечённые металлокерамические и углерод-углеродные — выше.
Температура контакта — главный определяющий параметр работы фрикционного материала. От неё зависят стабильность коэффициента трения, скорость износа, ресурс контртела и риск термоповреждений системы.
Конкретные значения для марки зависят от рецептуры. Превышение длительной температуры приводит к необратимой деструкции связующего у органических матриц, а в спечённых — к окислению металлических компонентов и графита. После перегрева накладка может частично восстанавливать характеристики (так называемый recovery), но рабочий ресурс сокращается.
Шум и вибрация (англ. NVH — noise, vibration, harshness) — один из ключевых критериев потребительского качества тормозной системы. Источники шума:
На уровень NVH влияют твёрдые смазки в составе фрикционной композиции (графит, сульфиды), демпфирующие прокладки на тыльной стороне накладки, конструкция суппорта и режим приработки. Керамические и NAO-материалы традиционно тише полуметаллических — за счёт более мягкой контактной поверхности и меньшей абразивности.
В современной автомобильной технике термин «накладка» обозначает собственно фрикционный материал, привинченный или приклеенный к опорной пластине; «колодка» — узел в сборе с этой пластиной. Различают дисковые и барабанные исполнения.
Дисковые тормозные колодки применяются на легковом и грузовом транспорте, на железнодорожной технике. Состав узла: фрикционная накладка, опорная пластина из штампованной стали, элементы крепления и шумоподавления. На опорную пластину наносится антикоррозионное покрытие. Общие требования к тормозным колодкам, накладкам, лентам, фрикционным пластинам, секторам и вкладышам нормируются межгосударственным стандартом ГОСТ 32516-2013 «Изделия фрикционные тормозные. Общие технические требования»; требования к фрикционным накладкам также установлены ГОСТ 1786-95 «Накладки фрикционные. Общие технические требования». Методы лабораторных испытаний фрикционных материалов регламентированы ГОСТ 32985-2014; методы испытаний накладок на сдвиг и сжимаемость — ГОСТ ISO 6312-2014 и ГОСТ ISO 6310-2014 соответственно.
Применяются преимущественно в задних тормозах легковых автомобилей и в грузовой технике. Накладка прикручивается к стальному башмаку специальной формы. Барабанные тормоза имеют простую конструкцию, развитую самотормозящую способность, но хуже отводят тепло — поэтому при равной мощности торможения они нагружены сильнее дисковых.
На сменные тормозные накладки автомобильного транспорта распространяются международные Правила ЕЭК ООН № 90 (ECE R90) «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения сменных тормозных накладок в сборе и тормозных накладок барабанных тормозов для механических транспортных средств и их прицепов»; в Российской Федерации этим правилам соответствует ГОСТ Р 41.90-99. Стандарт устанавливает обязательное соответствие сменной накладки оригинальной по характеристикам трения: коэффициент трения сменной накладки в средней точке диапазона не должен отличаться от соответствующего показателя оригинальной накладки более чем на ±15 % при испытаниях по полной программе сертификации (в том числе на холодные характеристики, чувствительность к скорости и сопротивление фейдингу).
Сухие фрикционные диски муфт сцепления автомобилей и тракторов работают принципиально в том же режиме, что и тормозные накладки, но с другим распределением нагрузок: меньшее давление контакта, относительно невысокие максимальные температуры, тысячи циклов включения и выключения за ресурс.
Базовая рецептура — органическая безасбестовая фрикционная композиция, армированная стеклянной и арамидной нитью; в нагруженных применениях используются керамические сегменты или вставки спечённого металлокерамического материала. Тяжёлая техника и мотоспорт применяют полностью металлокерамические фрикционные диски в маслянной (мокрые сцепления) или в сухой среде.
Мокрые многодисковые сцепления автоматических трансмиссий и фрикционные пакеты планетарных передач применяют бумажную (paper-based) фрикционную композицию — целлюлозу с фенольной пропиткой, специально подобранную для работы в трансмиссионном масле. Их основные параметры — коэффициент трения 0,10–0,12 в режиме скольжения и отношение динамического к статическому коэффициенту трения, заданное для предотвращения вибраций при срабатывании.
Колонка «износ диска» учитывает агрессивность материала к контртелу; колонка «стабильность μ при нагреве» — устойчивость к фейдингу.
Не подбирайте фрикционный материал «по аналогии» только по виду или классу. Конкретная рецептура даёт собственный профиль коэффициента трения, износа и шума, и проверить её свойства можно только испытаниями. Для серийной замены пользуйтесь сертифицированными материалами, прошедшими процедуру официального утверждения.
Фрикционный материал — это композиция, специально разработанная для работы в паре с металлическим контртелом (тормозным диском, барабаном, маховиком сцепления) и обеспечивающая стабильный коэффициент трения, износостойкость и предсказуемое поведение при нагреве. Современные фрикционные материалы — многокомпонентные системы из связующего (как правило, фенольной смолы), армирующих волокон, фрикционных наполнителей, твёрдых смазок и металлических компонентов. Используются в тормозных накладках, дисках сцеплений, накладках лебёдок и кранов, в железнодорожных и промышленных тормозах.
Органические безасбестовые (NAO), полуметаллические, малометаллические, керамические, спечённые металлокерамические и углерод-углеродные. Они различаются составом и количеством металлической фракции, типом связующего и областью применения. NAO и керамические — комфортнее и тише; полуметаллические и спечённые — выдерживают более тяжёлые тепловые режимы; углерод-углеродные применяются в авиации и в премиальных тормозных системах.
Коэффициент трения μ — отношение силы трения к нормальной силе прижатия. Для тормозных накладок типовое значение составляет 0,35–0,55. По стандарту SAE J866 коэффициент классифицируется буквами: C (≤0,15), D (0,15–0,25), E (0,25–0,35), F (0,35–0,45), G (0,45–0,55), H (свыше 0,55). На торце накладки наносится двухбуквенный код, обозначающий «холодный» и «горячий» коэффициент.
Фейдинг (англ. fade — затухание) — снижение коэффициента трения при повышенной температуре из-за термодеструкции связующего и образования газовых плёнок на контактной поверхности накладки. Это сопровождается потерей эффективности торможения и удлинением тормозного пути. Сопротивление фейдингу — важная характеристика фрикционного материала; качественные органические накладки сохраняют стабильность до 350–400 °C, спечённые и углерод-углеродные — до значительно более высоких температур.
В современных автомобильных тормозных накладках и фрикционных дисках сцеплений асбест не применяется. Его роль арматуры выполняют арамидные, стеклянные, минеральные, медные и стальные волокна. Действующие стандарты на фрикционные накладки — ГОСТ 1786-95 «Накладки фрикционные. Общие технические требования», на изделия фрикционные тормозные в целом — ГОСТ 32516-2013, на методы лабораторных испытаний фрикционных материалов — ГОСТ 32985-2014; они в равной мере распространяются на безасбестовые композиции.
Дисковые колодки прижимаются к плоской поверхности вращающегося чугунного диска суппортом с обеих сторон. Барабанные колодки изнутри прижимаются к внутренней цилиндрической поверхности тормозного барабана. Дисковая конструкция эффективнее отводит тепло и менее склонна к фейдингу; барабанная — компактнее, проще и обладает самотормозящим эффектом. На современных автомобилях преимущественно применяются дисковые тормоза на передней оси и часто на обеих осях.
В России на изделия фрикционные тормозные (колодки, накладки, ленты, секторы, вкладыши) действует ГОСТ 32516-2013 «Изделия фрикционные тормозные. Общие технические требования». На фрикционные накладки действует ГОСТ 1786-95 «Накладки фрикционные. Общие технические требования». Методы лабораторных испытаний фрикционных материалов — ГОСТ 32985-2014. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение фрикционных изделий — ГОСТ 27513-2018. Сменные автомобильные тормозные накладки сертифицируют по Правилам ЕЭК ООН № 90 (ECE R90), которым соответствует ГОСТ Р 41.90-99: коэффициент трения сменной накладки не должен отклоняться от оригинала более чем на ±15 % в средней точке диапазона. Методы испытаний накладок на сдвиг и сжимаемость — ГОСТ ISO 6312-2014 и ГОСТ ISO 6310-2014 соответственно. Международная классификация коэффициента трения тормозных накладок — стандарт SAE J866.
Скрип (squeal) — это высокочастотный шум 1–16 кГц, вызванный автоколебаниями системы «накладка – суппорт – диск» на собственных частотах при наличии прерывистого трения. Его подавляют добавлением твёрдых смазок (графита, сульфидов) в рецептуру накладки, установкой демпфирующих прокладок на тыльную сторону колодки, оптимизацией конструкции суппорта и правильной приработкой новых накладок. Полуметаллические композиции традиционно более шумные, чем органические и керамические.
Органические безасбестовые (NAO) — длительно до 250 °C, кратковременно до 350 °C. Малометаллические — до 300 °C длительно, до 450 °C кратковременно. Полуметаллические — до 350 °C длительно, до 550 °C кратковременно. Керамические — до 400 °C длительно, до 600 °C кратковременно. Спечённые металлокерамические — до 600 °C и выше длительно. Углерод-углеродные и углерод-керамические — до 1000 °C и выше длительно, до 1500 °C кратковременно. Конкретные значения для марки определяются рецептурой и подтверждаются стендовыми испытаниями.
Сначала определить тип машины и профиль нагружения: типовые скорости, массы, частоту торможений, ожидаемые тепловые режимы, требования к комфорту и ресурсу. Затем — материал контртела (чугунный диск, стальной барабан, маховик), затем — класс фрикционной композиции. Для городского лёгкого транспорта подходят NAO и малометаллические, для тяжёлого коммерческого — полуметаллические, для премиальных и спортивных применений — керамические и углерод-углеродные, для тяжёлой промышленной техники — спечённые металлокерамические. Проверить маркировку SAE J866 на соответствие режиму и сверить с действующими стандартами на изделия. Для ответственных применений подтвердить выбор стендовыми испытаниями.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.