STRESZCZENIE

Tłoczenie płyty tylnej hamulca to precyzyjny proces produkcyjny, którego zadaniem jest stworzenie stalowej konstrukcji nośnej klocka hamulcowego. Proces ten wykorzystuje prasy o dużej tonażu — zazwyczaj w zakresie od 400 do 1000 ton — aby formować zwoje stali w sztywne płyty, które muszą wytrzymać ogromne siły ścinające oraz cykliczne zmiany temperatury. Branża opiera się na dwóch głównych metodach: konwencjonalne tłoczenie , które oferuje szybkość i efektywność kosztową dla standardowych elementów, oraz czyste Cięcie , które zapewnia lepszą jakość krawędzi i płaskość (dopuszczalne odchyłki aż do ±0,0005 cala) w złożonych, wysokowydajnych zastosowaniach.

Poza podstawowym kształtowaniem, współczesna produkcja płytek tylnych integruje kluczowe funkcje bezpieczeństwa, takie jak systemy zatrzymania mechanicznego (NRS) bezpośrednio do procesu tłoczenia, aby zapobiec odspajaniu materiału cierne.

Proces produkcji: od blachy do komponentu

Trasa płytki wsporczej klocka hamulcowego zaczyna się dług przed jej wejściem do prasy. Proces ten to seria precyzyjnych operacji mających na celu przekształcenie surowej stali w element krytyczny dla bezpieczeństwa, zdolny wytrzymać tysiące cykli hamowania.

1. Przygotowanie materiału i podawanie

Produkcja rozpoczyna się od wysokowytrzymałych blach gorąco lub zimno walcowanych, których grubość zwykle waha się od 2 mm do 6 mm, w zależności od zastosowania w pojeździe (dla pojazdów ciężarowych o dużej nośności może być wymagana grubość do 12 mm). Blachy te są podawane przez prostownik/wyrówniarkę w celu usunięcia zakrzywienia spowodowanego nawijaniem oraz naprężeń wewnętrznych, zapewniając idealnie płaski materiał przed wejściem do matrycy. Płaskość jest warunkiem koniecznym; wszelkie odkształcenia mogą prowadzić do hałasu hamulców (NVH) w gotowym układzie.

2. Etap tłoczenia

W tym kluczowym etapie pasek stalowy trafia do prasy o dużej siłę tłoczenia — często jest to zestaw matryc progresywnych lub dedykowana prasa transferowa. To właśnie tutaj kształtowany jest kształt płyty. Prasa wykonuje wiele operacji w jednym suwie:

• Wykrawanie: Wykrawanie zewnętrznego obwodu płyty.
• Piercing: Tworzenie otworów na bolce zaciskowe lub czujniki.
• Kształtowanie: Tłoczenie elementów takich jak zatrzaski oporowe lub wzory zaczepów utrzymujących.

Dla producentów poszukujących równowagi między dużą wydajnością a precyzją inżynierską, partnerzy tacy jak Shaoyi Metal Technology wykorzystuje prasy do 600 ton do dostarczania komponentów certyfikowanych zgodnie z IATF 16949. Ich możliwości obejmują zakres od szybkiego prototypowania (jedynie 50 sztuk) po produkcję masową, zapewniając, że nawet skomplikowane geometrie spełniają standardy globalnych producentów OEM.

3. Operacje wtórne i wykończenie

Po opuszczeniu prasy płyta podlega dalszym procesom w celu przygotowania powierzchni. Często obejmuje to wystrzał chropowacenie powierzchni w celu klejenia (jeśli nie stosuje się mechanicznego utrzymywania) deburring przez przetaczanie w celu usunięcia ostrych krawędzi, które mogłyby przecinać podkłady lub powodować urazy podczas montażu. Na końcu płyty są myte i często pokrywane powłokami antykorozyjnymi, takimi jak cynkowanie lub utlenianie czarne.

Dokładne tłoczenie a konwencjonalne tłoczenie

Dla inżynierów i menedżerów zakupów wybór między dokładnym tłoczeniem a konwencjonalnym tłoczeniem jest najważniejszą decyzją techniczną w łańcuchu dostaw. Choć oba procesy polegają na cięciu metalu, mechanizmy – i wyniki – są zasadniczo różne.

Konwencjonalne tłoczenie

W tradycyjnym tłoczeniu wykrojnica uderza w metal, odrywając go na głębokość około jednej trzeciej jego grubości, zanim materiał pęknie i dokończy proces cięcia. Powstaje charakterystyczny chropowaty brzeg z obszarem "pęknięcia matrycy", który często jest skośnie zwężany. Choć metoda ta jest wydajna i opłacalna w standardowych zastosowaniach, tradycyjne tłoczenie wymaga zazwyczaj dodatkowego szlifowania lub gładzenia, jeśli potrzebny jest idealnie gładki brzeg zapewniający precyzyjne pasowanie do suportu.

Czyste Cięcie

Precyzyjne wykrawanie to proces wytłaczania na zimno, wykorzystujący prasę trójczynnościową. Stosuje ona trzy oddzielne siły: siłę przebijania skierowaną w dół, siłę przeciwcisku od spodu oraz siłę docisku tzw. "pierścienia V", która mocno unieruchamia materiał przed cięciem. Uniemożliwia to odpływanie materiału spod wykrojnika, co prowadzi do uzyskania 100% powierzchni ścinanej – gładkiej, pionowej i pozbawionej pęknięć.

Systemy mechaniczne zatrzymywania (NRS) i łączenie klejące

Jedną z najważniejszych funkcji płyty tylniej jest bezpieczne trzymanie materiału ciernego (nakładki hamulcowej). Tradycyjnie było to realizowane za pomocą klejów, jednak nowoczesne rozwiązania inżynierskie preferują Mechanical Retention Systems (MRS) , często określane nazwą handlową NRS (Nucap Retention System).

Awaria klejów

Tradycyjne klocki hamulcowe opierają się na klejach utwardzanych ciepłem, które łączą materiał ciernej z płytą stalową. Choć początkowo skuteczne, takie połączenie narażone jest na dwa główne rodzaje uszkodzeń:

1. Ścinanie termiczne: Skrajne temperatury podczas hamowania mogą degradować wiązania chemiczne kleju, powodując odcięcie klocka pod dużym obciążeniem.
2. Podnoszenie przez rdzę: W agresywnych środowiskach korozja powstaje na płycie stalowej i przenika się w pod klej. W miarę jak rdza się rozszerza (zajmując większą objętość niż stal), fizycznie oderwa materiał ciernej od płyty, co prowadzi do delaminacji i katastrofalnego uszkodzenia.

Rozwiązanie mechaniczne

Mechaniczne zabezpieczenie obejmuje tłoczenie setek małych, dwukierunkowych stalowych haki bezpośrednio na powierzchni płyty nośnej. Podczas procesu formowania materiał cierny przepływa wokół i pod te haki, utwardzając się w solidny, wzajemnie zazębiający się kompozyt. Tworzy to połączenie fizyczne, którego nie można zerwać za pomocą ciepła ani chemikaliów.

Gdy połączy się z stal galwanizowana , mechaniczne zabezpieczenie całkowicie eliminuje efekt dźwigniowy rdzy. Ponieważ nie ma warstwy adhezyjnej, która mogłaby ulec uszkodzeniu, połączenie pozostaje bezpieczne aż do ostatniego milimetra materiału ciernego, znacząco wydłużając bezpieczną żywotność klocka hamulcowego.

Specyfikacja materiałów i standardy jakości

Integralność płyty nośnej hamulca zależy całkowicie od jakości surowca. Producenci zazwyczaj używają określonych gatunków stali walcowanej na gorąco, takich jak SAPH440 lub Q235 , które oferują niezbędną wytrzymałość na rozciąganie i kruchość.

Zapobieganie krytycznym wadom

Kontrola jakości w tłoczeniu koncentruje się na wykrywaniu i eliminowaniu mikroskopijnych wad, które mogą prowadzić do uszkodzeń w eksploatacji:

• Die Roll: Wgłębienie na górnej powierzchni tłoczonej krawędzi. Zbyt duży die roll może zmniejszyć skuteczną powierzchnię kontaktu podkładki hamulcowej, co prowadzi do problemów z hałasem.
• Fazowanie: Ostre wybrzuszenia na krawędzi cięcia. Za duże zadziory (powyżej 0,2 mm) mogą przeszkadzać w działaniu elementów zapobiegających dudnieniu w taczce, uniemożliwiając prawidłowe cofnięcie się szpadla i powodując opóźnienie.
• Strefy pęknięć: W tradycyjnym tłoczeniu głębokie pęknięcia mogą powodować rozprzestrzenianie się rys pod wpływem naprężeń cyklicznych podczas hamowania.

W celu zapewnienia niezawodności producenci klasy premium poddają płyty rygorystycznym testom, w tym testom mgły solnej (w celu zweryfikowania odporności na korozję powłok) oraz testom ścinania (do pomiaru siły potrzebnej do oddzielenia materiału ciernego od płyty). Standardowe wymagania dotyczące wytrzymałości na ścinanie często przekraczają 4-5 MPa, aby zapewnić bezpieczeństwo w warunkach nagłego hamowania.

Precyzja inżynieryjna dla bezpieczeństwa

Produkcja płyt nośnych klocków hamulcowych to coś znacznie więcej niż proste przebijanie metalu; jest to dziedzina mikronów i metalurgii. Niezależnie od tego, czy wykorzystuje się opłacalną szybkość tradycyjnego tłoczenia, czy chirurgiczną precyzję dokładnego wykrawania, cel pozostaje ten sam: dostarczyć sztywnej, nieugiętej podstawy dla systemu hamulcowego pojazdu. W miarę jak pojazdy stają się cięższe (przy napędzie EV) i cichsze, wzrasta zapotrzebowanie na płyty nośne o mniejszych luzach, lepszej płaskości oraz bezpiecznych systemach zatrzymania mechanicznego. Dla zakupujących i inżynierów zrozumienie tych technologii podstawowych jest pierwszym krokiem w gwarantowaniu bezpieczeństwa i wydajności na drodze.

Często zadawane pytania

1. Co się dzieje, gdy płyta nośna przegniła?

Jeśli płyta tylna ulegnie znacznemu korozji, może dojść do tzw. „podrywania rdzą”, w którym warstwa rdzy powiększa się i odrywa materiał cierny od płyty stalowej. Powoduje to silne hałasy, wibracje, a nawet całkowitą utratę zdolności hamowania, jeśli wpust cierń się odklei. Ocynkowane płyty z mechanicznymi systemami zabezpieczenia są specjalnie zaprojektowane, aby zapobiec temu rodzajowi uszkodzenia.

2. Dlaczego precyzyjne tłoczenie jest preferowane w częściach hamulcowych OEM?

Producenci oryginalnego wyposażenia (OEM) preferują precyzyjne tłoczenie, ponieważ pozwala ono uzyskać części o doskonałej płaskości oraz gładkich, wyciętych krawędziach bez konieczności dodatkowych obróbek. Zapewnia to dokładne dopasowanie w kolektorze hamulcowym, minimalizując wibracje i hałas (NVH), co jest kluczowe dla standardów jakości nowych pojazdów.

3. Czy mechaniczne zaczepy zabezpieczenia mogą być stosowane z dowolnym materiałem ciernej?

Tak, haki mechaniczne są kompatybilne z większością rodzajów materiałów ciernych, w tym półmetalicznymi, ceramicznymi i organicznymi. Materiał ciernej jest formowany bezpośrednio nad hakami podczas procesu prasowania i utwardzania, tworząc trwałe połączenie mechaniczne niezależnie od składu chemicznego klocka.