Politechnika Śląska
Wydział Mechaniczny Technologiczny
Zasady doboru materiałów inżynierskich
Projekt
„Analiza materiałów stosowanych na wykonanie samochodowej tarczy hamulcowej wentylowanej”
Wykonała:
Sylwia Staniaszek
MiBM grupa 3 semestr 5
rok akademicki 2014/2015
Spis treści
3. Zasada działania hamulca tarczowego 3
4. Wytwarzanie tarcz hamulcowych wentylowanych 4
5. Wymagania stawiane materiałom na tarcze hamulcowe 7
6. Charakterystyka materiałów wykorzystywanych do produkcji tarcz hamulcowych 8
6. 3. Kompozyt ceramiczny z węglikiem krzemu wypełniony włóknem węglowym 11
7. Porównanie właściwości wybranych materiałów według założonych kryteriów 12
Celem mojej pracy jest przedstawienie sposobu wytwarzania samochodowej tarczy hamulcowej oraz omówienie głównych materiałów stosowanych do jej wytwarzania. Przedstawię ogólne informacje dotyczące hamulców tarczowych, ich zasadę działania oraz budowę, ponieważ ich częścią jest tarcza hamulcowa wentylowana. Moim zadaniem będzie wybranie najbardziej odpowiedniego materiału na tarczę hamulcową wentylowaną spośród żeliwa szarego, staliwa stopowego oraz kompozytu ceramicznego z węglikiem krzemu. Doboru dokonam poprzez analizę właściwości tych materiałów w oparciu o kryteria jakie musi spełniać materiał by mógł być użyty do produkcji tarcz.
Układ hamulcowy jest bardzo ważnym układem, bez którego w zasadzie niemożliwe było by użytkowanie pojazdów. Jego zadaniem jest zmniejszenie prędkości bądź całkowite zatrzymanie pojazdu będącego w ruchu. Hamulce tarczowe pozwalają nam na doskonałe
i pewne hamowanie. Ich działanie daje nam możliwość łagodnego i delikatnego hamowania nawet w trudnych warunkach pogodowych i drogowych. Hamulce tarczowe żeliwne
i staliwne mają niestety dość dużą masę, a zastosowanie lekkich tarcz kompozytowych wiąże się z wysokimi kosztami.
Współcześnie w pojazdach stosowane są przeważnie hamulce uruchamiane hydraulicznie. Tarcza hamulcowa jest główną częścią hamulca tarczowego, wykorzystywana w układach hamulcowych pojazdów. Najczęściej są one wykonywane z żeliwa szarego lub staliwa, dzieki temu są odporne na działanie wysokich temperatur, które powstają w procesie hamowania ze względu na obecne tam tarcie. Odporność na te temperatury powoduje niezmienność kształtu tarczy. Nawet niewielkie skrzywienie powierzchni tarczy spowodowane szokiem termicznym bądź uszkodzeniem mechanicznym, znacznie utrudnia proces hamowania. Obecnie stosuje się nowoczesne tarcze hamulcowe ceramiczne
z węglikiem krzemu, które wypełnione są włóknem węglowym. Elementy te pracują
w bardzo wysokich temperaturach, więc by zapewnić lepsze chłodzenie tarcze hamulcowe mogą mieć otwory wentylacyjne na obwodzie. Tarcze posiadające takie rozwiązanie to tarcze wentylowane [Rys. 1] . Tarcze mogą też posiadać otwory w osiach równoległych do osi obrotu. Te tarcze nazywamy perforowanymi [Rys. 1]. Otwory w tarczach mają różne znaczenie i zastosowanie. Mianowicie otwory w tarczach wentylowanych służą odprowadzeniu temperatury. Natomiast otwory tarczy perforowanej służą do odprowadzenia gazów, które powstają w procesie hamowania. Dzięki temu uzyskujemy lepszy docisk okładzin ciernych do tarczy i większą skuteczność hamowania.
Rozmiary tarcz hamulcowych są ściśle określone przez producentów samochodów osobowych. W każdym modelu pojazdu występuje inny ciężar, wymiary pojazdu, siły
w układzie hamulcowym, a co za tym idzie inne są warunki w jakich musi pracować tarcza hamulcowa. Na przykład model auta o małej masie w porównaniu z dużym autem rodzinnym będzie miał o wiele mniejszą tarczę hamulcową. Różnica między tarczami polega też na różnym rozstawie otworów na śruby mocujące koło. Są one też zależne od marki i modelu pojazdu. Z tego względu producenci tarcz hamulcowych mają ściśle określone wytyczne dotyczące rozmiarów tarcz oraz rozstawu otworów, do których muszą się stosować.
Hamulce tarczowe są mechanizmem składającym się z omawianej tarczy hamulcowej, zacisku z siłownikiem hydraulicznym lub pneumatycznym, klocków hamulcowych
z okładziną cierną, które muszą być wykonane z materiału o bardzo wysokim współczynniku tarcia, a także z mocowania zacisku w postaci oprawy lub obejmy. Działanie hamulców tarczowych jest ściśle połączone z siłami tarcia, które powstają na obu powierzchniach wirującej tarczy wraz z kołem jezdnym, wskutek dociskania do tarczy z obu stron wkładek ciernych, którymi są klocki hamulcowe. Wkładki te mieszczą się w zacisku, który zamocowany jest do mechanizmów nośnych pojazdu. Podczas hamowania, po naciśnięciu pedału hamulca, tłoczki hamulcowe znajdujące sie w zacisku, dociskają okładzinę (klocki hamulcowe) do tarczy, dzięki wysokiemu ciśnieniu płynu hamulcowego znajdującego się
w układzie. Powstająca dzięki temu siła tarcia powoduje opór, co pozwala na zwolnienie lub całkowite zatrzymanie pojazdu. Podczas procesu hamowania wytwarzane są ogromne ilości ciepła, więc tarcza hamulcowa musi być odpowiednio chłodzona powietrzem. [Rys. 2]
Rys. 2. Hamulec tarczowy a) zasada działania b) widok zewnętrzny.
Obecnie tarcze hamulcowe wytwarzane są w procesach odlewniczych. Jedną
z technologii wytwarzania tych elementów jest tradycyjna technologia, polegająca na odlewaniu grawitacyjnym do formy piaskowej na zautomatyzowanej linii produkcyjnej. Bardzo ważną cechą tej technologii jest stosowanie precyzyjnie wykonanych rdzeni odlewniczych. Ten proces jest najczęściej wykorzystywany do wykonywania odlewów
z żeliwa.
Schemat blokowy procesu odlewania tarcz hamulcowych wentylowanych
Proces odlewania tarcz hamulcowych wentylowanych należy rozpocząć od wykonania rysunku wykonawczego modelu tarczy, którą chcemy otrzymać o wymiarach narzuconych przez producenta. Należy pamiętać przy wykonywaniu rysunku o naddatkach odlewniczych [Krok 1]. Następnym krokiem jest wykonanie modelu odlewniczego tarczy hamulcowej wentylowanej oraz rdzeni odlewniczych. Model i rdzeń najczęściej wykonane są z drewna, ale ze względu na wysokie wymagania jakie muszą spełniać są one w procesie wytwarzania tarcz hamulcowych wykonane są z ceramiki. Istotną cechą jaką muszą posiadać te elementy jest ich wysoka dokładność wymiarowa, gdyż model musi być idealnym odwzorowaniem gotowego produktu. Materiał na model odlewniczy i rdzeń musi być odporny na działanie bardzo wysokich temperatur, w których przeprowadzany jest proces odlewania (rzędu 1500◦C) [Krok 2 i 3]. W kolejnym etapie należy wykonać piaskową formę odlewniczą wraz
z układem wlewowym, która odtwarza zewnętrzne kształty odlewu, a także z gniazdem rdzeniowym by możliwe było odtworzenie wnętrza odlewu. Formy odlewnicze muszą zapewnić dokładność odwzorowania kształtu i zapewnić odpowiednia jakość powierzchni
i wolne od wad wnętrze odlewu. Piaskowe formy odlewnicze dzięki mechanizacji mogą być wykonywane na linii produkcyjnej. Masa formierska, z której wykonujemy formę składa się
z piasku kwarcowego o odpowiedniej ziarnistości (0,4; 0,8; 0,056), spoiwa w postaci
np. bentonalu i bentonitu. Wykonując formy odlewnicze muszą być przestrzegane pewne zasady oraz zachowana kolejność czynności, ponieważ ma to ogromny wpływ na dokładność i jakość odlewu [Krok 4]. Gdy gotowa jest forma odlewnicza następuje zalanie jej stopionym metalem. W przypadku tarcz hamulcowych jest to żeliwo szare lub staliwo. Stopiony metal, wcześniej przygotowany w piecu odlewniczym musi mieć odpowiedni i wymagany skład chemiczny zapewniający własności jakie musi spełniać końcowy produkt [Krok 5]. Ciekły metal w formie odlewniczej musi zastygnąć by możliwe było usunięcie go z formy. Jest to proces dosyć długotrwały, ale możemy go przesypieszyć stosując czynniki chłodzące
np. powietrze. Ten etap ma ogromny wypływ na strukturę wewnętrzną odlanej tarczy ze względu na szybkość chłodzenia [Krok 6]. Gdy metal już zastygnie możliwe jest usunięcie go z formy odlewniczej, poprzez wybicie go z formy oraz usunięcie naddatków odlewniczych
i układu wlewowego [Krok 7]. W kolejnym etapie konieczna jest obróbka cieplna gotowych odlewów polegająca na wyżarzaniu odprężającym w temperaturze poniżej 700 ◦C, wygrzaniu w tej temperaturze i wolnym chłodzeniu na powietrzu. Ma to na celu usunięcie naprężeń
i skurczy odlewniczych. Ten proces jest konieczny, ponieważ skurcze i naprężenia odlewnicze w połączeniu z naprężeniami zewnętrznymi powstałymi podczas pracy, mogą doprowadzić do przedwczesnego zniszczenia elementu [Krok 8]. Kolejnym krokiem jest obróbka wykańczająca polegająca na oczyszczeniu i wykończeniu odlewów. Odlana tarcza hamulcowa musi posiadać otwory na śruby mocujące o odpowiednim rozstawie, które powstają w procesie nawiercania. Gotowy odlew tarczy hamulcowej musi zostać też poddany obróbce wykańczającej, polegającej na toczeniu i szlifowaniu, ponieważ tarcza hamulcowa musi mieć idealnie równą i gładką powierzchnię. Wyprodukowane tarcze są zabezpieczane antykorozyjnie, ponieważ tarcza podczas pracy jest narażona na czynniki korozyjne. Niepożądane są też nierówności prowadzące do bicia podczas hamowania, dlatego tarcze są wyważane statycznie i dynamicznie [Krok 9]. Następnie gotowe tarcze hamulcowe przechodzą kontrolę, której celem jest zbadanie produktu pod względem wymiarów zewnętrznych oraz przeprowadzenie badań czy otrzymaliśmy odpowiedni skład chemiczny, własności fizyczne, wytrzymałościowe i chemiczne. Gdy produkt pomyślnie przejdzie proces kontroli, przechodzi do sprzedaży i eksploatacji [Krok 10].
Tarcze hamulcowe wykonywane są z żeliwa szarego, staliwa lub ceramiczne
z węglików krzemu wypełnione włóknem węglowym. Od tych materiałów wymaga się odpowiednich własności, ponieważ tarcze hamulcowe mają ogromna rolę w pojazdach i nie można dopuścić do ich zniszczenia podczas procesu hamowania. Po pierwsze wymaga się stabilnej i wysokiej wartości współczynnika tarcia wynoszącego około μ=0,3, ze względu na to, że hamowanie opiera się na siłach tarcia. Materiał powinien być odporny na zużycie
w wyniku zmian parametrów tarcia oraz na ścieranie. Twardość tarczy hamulcowej powinna wynosić minimum 250 HB. Tworzywo musi być odporne na korozję, gdyż wszelkiego rodzaju ogniska rdzy mogą doprowadzić do szybszego zużycia klocków hamulcowych,
a także do osłabienia elementu i jego zniszczenia. Konieczna jest także odporność na działanie wody, oleji i innych substancji, ponieważ podczas procesu hamowania nie może dojść do poślizgu między powierzchnią tarczy oraz klockami hamulcowymi. Kolejnymi ważnymi własnościami są wysoki współczynnik przewodzenia ciepła równy około
17 [kg·m/(s³·K)], niski współczynnik rozszerzalności cieplnej równy około 10 [W/(m*K)] oraz wysoki punkt topnienia, ze względu na wysoką temperaturę pracy, czyli minimum 600◦C. Materiał musi cechować się obrabialnością, małą kruchością, a także musi być odporny na szczepienia adhezyjne. Ważne jest by tworzywo na tarcze hamulcowe miało dobrą stabilność i równomierność zmian chemicznych oraz struktury, w procesie eksploatacji.
Oznaczenia poszczególnych wymagań materiałowych:
K1 - współczynnik tarcia
K2 - odporność korozyjna
K3 - twardość
K4 - wysoki współczynnik przewodzenia ciepła [kg·m/(s³·K)]
K5 - niski współczynnik rozszerzalności cieplnej [W/(m*K)]
K6 - wysoka temperatura topnienia [◦C]
K7 - cena materiału
Tabela 1. Wyznaczenie wag kryteriów doboru materiału.
Kryterium | K1 | K2 | K3 | K4 | K5 | K6 | K7 | Suma |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
K1 | X | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 8 |
K2 | 0 | X | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
K3 | 1 | 2 | X | 1 | 1 | 1 | 2 | 7 |
K4 | 1 | 2 | 1 | X | 1 | 1 | 2 | 8 |
K5 | 1 | 2 | 1 | 1 | X | 1 | 2 | 8 |
K6 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | X | 2 | 8 |
K7 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | X | 1 |
Jak już wyżej wspomniałam, tarcze hamulcowe wentylowane wytwarzane są z żeliwa szarego, staliwa oraz kompozytu ceramicznego z węglików krzemu wypełnione włóknem węglowym. Przedstawię krótką charakterystykę każdego z tych materiałów.
Żeliwo jest to wysokowęglowy stop żelaza z węglem, wraz z krzemem, manganem, siarką i fosforem, zawierający powyżej 2% węgla, który ma postać grafitu (żeliwo szare) lub cementytu (żeliwo białe). Występowanie grafitu lub cementytu jest ściśle związane
z szybkością chłodzenia oraz składem chemicznym stopu. Wydzielaniu się grafitu sprzyja powolne chłodzenie materiału. Swoją rolę we właściwościach żeliwa mają także dodatki stopowe. Dzięki obecności krzemu wpływamy na proces grafityzacji i modyfikowanie grafitu. Dodany podczas stapiania żeliwa ma wpływ na zarodkowanie grafitu i dzięki niemu płatki grafitu stają się drobniejsze i mniej chaotyczne. Pierwiastek ten zwiększa w stopie skłonność do tworzenia grafitu a nie cementytu, który jest mniej pożądany. W żeliwie najczęściej ilość krzemu zawiera się w przedziale od 1 do 3%. Kolejnym dodatkiem, który pragnę omówić jest mangan, który bardziej reaguje z węglem niż żelazem, przez co mniejsza proces grafityzacji. Wiąże się także z siarką, która ma niekorzystny wpływ na żeliwo, ponieważ zwiększa skłonność do tworzenia się pęcherzy gazowych. Następnym dodatkiem stopowym do żeliwa jest fosfor stosowany w ilości 0,2 - 0,8%, który tworzy eutektykę fosforową, czyli steadyt, która ma niską temperaturę topnienia i bardzo dużą twardość. Żeliwo otrzymujemy dzięki przetopieniu surówki z dodatkiem złomu stalowego bądź żeliwnego w piecach zwanych żeliwiakami.
Do tarcz hamulcowych używamy żeliwa szarego, czyli odmiany żeliwa, która charakteryzuje się tym, że węgiel występuje w nim w postaci grafitu. Nazwa tego gatunku pochodzi od tego, iż po przełamaniu odlewu możemy zauważyć szary kolor na przekroju.
Ta odmiana żeliwa uważana jest za jedno z żeliw o najwyższej jakości i ma szerokie zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym. Materiał ten ma dobre własności ślizgowe,
ze względu na występujący w nim grafit, który stanowi stały środek smarujący. Płatki grafitu mają jednak zły wpływ na własności mechaniczne żeliwa i zmniejszają wytrzymałość zmęczeniową. Ogromny wpływ na wytrzymałość tego żeliwa ma struktura osnowy metalicznej oraz postać i wielkość wydzieleń grafitu. Jest ono też bardzo ciągliwe, łatwe
w obróbce i skrawalne, ma mały skurcz odlewniczy (około 1 - 1,3%), co jest ogromnie ważne w procesie odlewania, a także charakteryzuje się lejnością. Ważna jest również stosunkowo niska cena tego materiału. Wadą żeliwa jest to, że nie jest odporne na korozję ze względu na brak w składzie chemicznym pierwiastków zapewniających tą właściwość czyli chromu
i niklu. W mojej analizie przedstawię żeliwo szare o oznaczeniu EN-GJL-250, według normy PN-EN 1561:2000, ponieważ jest ono bardzo często wykorzystywane do produkcji tarcz hamulcowych.
Tabela 2. Skład chemiczny żeliwa szarego o oznaczeniu EN-GJN-250.
Znak gatunku | Skład chemiczny, % |
---|---|
C | |
EN-GJN-250 | 3,38 |
Innym materiałem, jaki możemy spotkać przy produkcji tarcz hamulcowych jest staliwo. Jest to wieloskładnikowy stop żelaza z węglem, którego nie poddajemy obróbce plastycznej. W odmianach których używamy, zawartość węgla nie przekracza 2%, a suma domieszek pochodzenia naturalnego lub wprowadzanych celowo, nie przekracza 1%. Staliwo jest tworzywem o najlepszych własnościach mechanicznych pośród odlewniczych stopów żelaza. Po odpowiedniej obróbce cieplnej właściwości staliwa mogą być zbliżone do właściwości stali o identycznym składzie chemicznym, pod warunkiem uzyskania odlewu
o jednorodnej budowie, bez jam skurczowych i rzadzizn. Obecnie jednak odchodzi się
w produkcji tarcz hamulcowych od staliwa na rzecz żeliwa. Utrudnieniem jest skurcz odlewniczy (2%), dwukrotnie wyższy niż żeliwa, co utrudnia wytwarzanie odlewów. Staliwo nie jest odporne na korozję ze względu na brak odpowiedniej ilości pierwiastków zapewniających tą właściwość czyli chromu i niklu. Staliwne odlewy stosuje się w stanie wyżarzonym (odprężająco, normalizująco) lub ulepszone cieplnie w zależności od gatunku, udarności i twardości. W mojej analizie użyję staliwa stopowego odpornego na ścieranie, czyli takiego, w którym domieszki są celowo wprowadzane o oznaczeniu L40HM według normy PN-EN/H - 83160, które też znajduje zastosowanie w produkcji odlewanych tarcz hamulcowych wentylowanych.
Tabela 3. Skład chemiczny staliwa stopowego o oznaczeniu L40HM.
Znak gatunku | Skład chemiczny, % |
---|---|
C | |
L40HM | 0,32 0,40 |
Materiały kompozytowe coraz częściej znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu, m. in. w przemyśle motoryzacyjnym. Są one wykorzystywane w tworzeniu tarcz hamulcowych koncernu Porsche. W zasadzie jedyną ich wadą jest ich wysoka cena.
Ogólnie materiał kompozytowy definiujemy jako materiał o niejednorodnej strukturze, złożony z dwóch lub więcej materiałów o różnych właściwościach, w celu uzyskania nowego materiału o ściśle określonych właściwościach. Jeden ze składników kompozytu pełni rolę osnowy i występuje w większej ilości, zapewniając spójność włókien, przenosi obciążenia na włókna i chroni je przed czynnikami zewnętrznymi, natomiast drugi składnik, nazywany zbrojeniem w postaci włókien lub ziaren odpowiada za pozostałe właściwości mechaniczne kompozytu. Materiały kompozytowe klasyfikujemy ze względu na rodzaj osnowy:
metaliczne - stopy aluminium, magnezu, tytanu i niklu, ceramiczne - węglik krzemu, tlenek aluminium, azotek aluminium i polimerowe - poliestry, epoksydy.
Do produkcji tarcz hamulcowych używany jest kompozyt ceramiczny o osnowie
z węglika krzemu (SiC) ze zbrojeniem w postaci włókien węglowych. Kompozyty z osnową ceramiczną SiC wytrzymują wysokie temperatury, rzędu 1650◦C. Faza wzmacniająca
w postaci włókien węglowych wpływa na sztywność, wytrzymałość, odporność na zmęczenie i rozszerzalność cieplną. Kompozyty te cechują się więc odpornością na działanie wysokiej temperatury, dużą twardością, żarowytrzymałością, małą wytrzymałością na rozciąganie.
Są one też odporne na korozję. Ich wadą jest jedynie mała wytrzymałość na szoki termiczne oraz niska wytrzymałość na niskie obciążenie. Dzieki temu prócz zastosowania do produkcji tarcz hamulcowych, znajdują też zastosowanie w przemyśle kosmicznym oraz jako elementy niektórych silników.
Tabela 4. Skład materiału kompozytowego na tarcze hamulcowe.
Składnik kompozytu | Materiał |
---|---|
Osnowa | Ceramiczna z węglikiem krzemu |
Zbrojenie | Włókna węglowe |
Kolejnym etapem mojej pracy jest porównanie właściwości trzech materiałów, które używane są do produkcji tarcz hamulcowych według kryteriów jakie muszą spełniać gotowe produkty. Każde kryterium (właściwość) ma swoją wagę (od 1 do 3) w porównaniu z innymi, ponieważ mają one zróżnicowany wpływ na tarcze hamulcowe wentylowane.
Tabela 5. Porównanie właściwości wybranych materiałów na tarcze hamulcowe wentylowane.
Nr kryterium |
Żeliwo szare EN-GJN-250 | Staliwo L40HM | Kompozyt ceramiczny z SiC i włóknem węglowym |
---|---|---|---|
Wartość | Ocena | Wartość | |
K1 [8] | współczynnik tarcia μ≥03 |
0,15 | 2 |
K2 [1] | odporność korozyjna | nie | 1 |
K3 [7] | Twardość ≥250 HB |
255 HB | 2 |
K4 [8] | wysoki współczynnik przewodzenia ciepła ≥ 17 [kg·m/(s³·K)] | 16 | 2 |
K5 [8] | niski współczynnik rozszerzalności cieplnej ≤ 10 [W/(m*K)] |
10 | 2 |
K6 [8] | praca w wysokiej temperaturze - temperatura topnienia ≥ 600 [ ◦C] |
Tt = 1500 ◦C | 1 |
K7 [1] | cena materiału | 7,93 zł/kg | 2 |
Obliczenia
Obliczenia dotyczą ilości procentów zdobytych przez każdy analizowany materiał. Dokonuję ich według wzoru:
$$P = \frac{\sum_{i = 1}^{7}\left( x_{i}*w_{i} \right)}{\sum_{i = 1}^{7}\left( z_{\max}*w_{i} \right)}$$
xi - ocena materiału według i-tego kryterium
wi - waga i-tego kryterium
zmax - suma najwyższych ocen kryterialnych
1. Żeliwo szare
$$P = \frac{\left( 2*8 \right) + \left( 2*1 \right) + \left( 2*7 \right) + \left( 2*8 \right) + \left( 2*8 \right) + \left( 1*8 \right) + (2*1)}{\left( 3*8 \right) + \left( 3*1 \right) + \left( 3*7 \right) + \left( 3*8 \right) + \left( 3*8 \right) + \left( 3*8 \right) + (3*1)}*100\% = 60\%$$
2. Staliwo stopowe odporne na ścieranie
$$P = \frac{\left( 1*8 \right) + \left( 1*1 \right) + \left( 1*7 \right) + \left( 1*8 \right) + \left( 1*8 \right) + \left( 2*8 \right) + (1*3)}{\left( 3*8 \right) + \left( 3*1 \right) + \left( 3*7 \right) + \left( 3*8 \right) + \left( 3*8 \right) + \left( 3*8 \right) + (3*1)}*100\% = 41\%$$
3. Materiał kompozytowy o osnowie ceramicznej z węglikiem krzemu z włóknem węglowym
$$P = \frac{\left( 3*8 \right) + \left( 3*1 \right) + \left( 3*7 \right) + \left( 3*8 \right) + \left( 3*8 \right) + \left( 3*8 \right) + (1*1)}{\left( 3*8 \right) + \left( 3*1 \right) + \left( 3*7 \right) + \left( 3*8 \right) + \left( 3*8 \right) + \left( 3*8 \right) + (3*1)}*100\% = 78\%$$
Z przeprowadzonej analizy materiałów wynika, że najlepsze właściwości wykazuje ceramiczny materiał kompozytowy z węglikiem krzemu i włóknem węglowym. Materiał ten uzyskał najwyższą spośród pozostałych liczbę punktów procentowych. Według założonych kryteriów jest on najlepszym możliwym materiałem na tarcze hamulcowe. Najlepiej spośród reszty materiałów spełnia założone kryteria i wykazuje najlepsze właściwości. Jego wadą jest jedynie cena. Stosowanie takiego rozwiązania wiąże się z wysokimi kosztami wytwarzania materiału, a także drogim procesem produkcji. Obecnie z takiego rozwiązania korzysta jedynie koncern Porsche. Tarcze tego producenta mają wysoka cenę, ale są idealnym rozwiązaniem stosowanym w pojazdach. Najsłabszy wynik z pośród trzech tworzyw uzyskało staliwo. Ma ono najgorsze właściwości spośród tych trzech tworzyw. Obecnie odchodzi się od stosowania go na tarcze hamulcowe, na rzecz żeliwa szarego, które zajęło drugie miejsce
i ma duży udział w procesie produkcji tarcz hamulcowych. Jest ono obecnie najbardziej popularnym materiałem na ten produkt, ze względu na dobre właściwości i niską cenę zarówno wytwarzania tworzywa jak i produkcji tych tarcz. Właściwości jakie wykazuje
w pełni sprawdzają się w procesie eksploatacji.
Orzełowski S., Budowa nadwozi i podwozi samochodowych, wyd. WSiP, Warszawa 1969, 264-303.
Ścieszka S. F., Hamulce cierne: zagadnienia materiałowe, konstrukcyjne i tribologiczne, Wydawnictwo i Zakład Poligrafii Instytutu Technologii Eksploatacji, Gliwice 1998,
64-97.
Osiński Z., Sprzęgła i hamulce, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2000, 108-114.
Benesch R., Hutnictwo i odlewnictwo : podręcznik dla technikum, Wydawnictwo Szkolne
i Pedagogiczne, Warszawa 1988, 302-339.
Pieprznik S., Metalurgia i odlewnictwo staliwa, wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 1974, 173-209.
Jaśkiewicz Z., Poradnik inżyniera samochodowego: elementy i materiały, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa 1990, 22-33.
Norma PN-EN/H - 83160.
Norma PN-EN 1561:2000.
Dobrzański L.A., Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo: materiały inżynierskie z podstawami projektowania materiałowego, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Gliwice 2002, 1100-1118.