Przedmowa: Obecnie w przemyśle motoryzacyjnym w kontekście elektryfikacji, inteligencji i ulepszeń produktów motoryzacyjnych wymagania dotyczące wydajności układu hamulcowego stopniowo rosną, a tarcze hamulcowe z ceramiki węglowej mają bardziej oczywiste zalety, w tym artykule omówimy tarczę hamulcową z ceramiki węglowej przemysł.
I. Tło wydarzenia
Niedawno Azera wypuściła na rynek swój pierwszy duży, pięciomiejscowy SUV, ES7, w którym zastosowano zintegrowaną, całkowicie aluminiową ramę tylną. To już drugi raz, gdy Azera wykorzystuje w swoich produktach zintegrowaną technologię odlewania ciśnieniowego.Wraz z rozwojem lekkości i elektryfikacji, zintegrowana technologia odlewania ciśnieniowego jest poszukiwana przez nowych producentów samochodów i tradycyjnych producentów samochodów, a zmniejszenie masy konstrukcji pojazdu niewątpliwie stało się integralną częścią optymalizacji projektowania nowoczesnych samochodów.Zastosowanie węglowo-ceramicznych tarcz hamulcowych będzie aktywnie promować proces zmniejszania masy samochodowej, o czym mowa poniżej w tej branży.
Po drugie, zrozumienie węglowo-ceramicznych tarcz hamulcowych
Obecnie materiały hamulcowe szeroko stosowane w szybkich pociągach, samochodach i samolotach to głównie metalurgia proszków i materiały kompozytowe węgiel-węgiel.Jednakże materiały hamulcowe wykonane w technologii metalurgii proszków mają wady, takie jak łatwe wiązanie w wysokich temperaturach, łatwe do pogorszenia właściwości tarcia, znaczny spadek wytrzymałości w wysokiej temperaturze, słaba odporność na szok termiczny, krótka żywotność itp.;podczas gdy materiały hamulcowe z włókna węglowego mają niski współczynnik tarcia statycznego i w stanie mokrym, dużą objętość magazynowania ciepła, długi cykl produkcyjny i wysokie koszty produkcji, co ogranicza ich dalszy rozwój i zastosowanie.
Węglowo-ceramiczne tarcze hamulcowe łączą w sobie właściwości fizyczne włókna węglowego i polikrystalicznego węglika krzemu.Tymczasem niewielka waga, dobra twardość, stabilność pod wysokim ciśnieniem i wysoką temperaturą, odporność na szok termiczny i właściwości pękania przy ścinaniu o tej samej wytrzymałości nie tylko przedłużają żywotność tarczy hamulcowej, ale także pozwalają uniknąć wszelkich problemów wynikających z obciążenia.
Po trzecie, obecna sytuacja w branży
1. Tarcza hamulcowa z ceramiki węglowej działa znacznie lepiej niż zwykła tarcza hamulcowa z żeliwa szarego, ale jej wadą jest koszt
Obecnie szeroko stosowanymi materiałami na tarcze hamulcowe są głównie żeliwo zwykłe, żeliwo niskostopowe, staliwo zwykłe, staliwo stopowe specjalne, stal kuta niskostopowa i żeliwo, materiały kompozytowe ze staliwa (stal kuta), żeliwo materiały są coraz powszechniej stosowane.Materiały żeliwne mają długi cykl produkcyjny, słabą przewodność cieplną i łatwe do wytworzenia pęknięcia termiczne i inne braki, dlatego materiały kompozytowe węglowe i węglowo-ceramiczne są wykorzystywane do opracowywania materiałów hamulcowych.
Ze względu na wysoki koszt materiałów kompozytowych węgiel-węgiel, stosowanych głównie w hamulcach samolotów, wraz z rozwojem kolei dużych prędkości w ostatnich latach, krajowi i zagraniczni naukowcy zaczęli opracowywać rozwój kolei dużych prędkości dla imadła ciernego z kompozytu węglowo-ceramicznego , kompozytowe materiały węglowo-ceramiczne skupiają się na międzynarodowym rozwoju materiałów ciernych, Chiny również znajdują się w początkowej fazie, oczekuje się, że węglowo-ceramiczne tarcze hamulcowe w przyszłości w celu zmniejszenia kosztów przestrzeni będą większe, staną się głównym rozwojem hamulców Oczekuje się, że stanie się to głównym kierunkiem rozwoju produktów hamulcowych.
2. Bezpośredni koszt materiałowy tarcz hamulcowych z ceramiki węglowej jest stosunkowo niski i istnieje duże pole do redukcji kosztów w zakresie technologii i skali.
W 2021 r. koszt jednotonowy produktów firmy z serii Hot Field wyniesie 370 000 juanów/tonę, co oznacza spadek o 20% w porównaniu z 460 000 juanów/tonę w 2017 r., a koszt produkcji jednej tony wyniesie 11,4 mln juanów w 2021 r., co oznacza spadek o 53,8% w porównaniu z 246 800 juanów w 2017 r., co stanowi znaczną redukcję kosztów technicznych.W 2021 roku wskaźnik kosztów surowców wynosi 52%.Wraz ze wzrostem skali, unowocześnieniem technologii, poprawą poziomu automatyzacji i spadkiem cen włókna węglowego, istnieje ogromna przestrzeń do obniżenia kosztów produktu.Obecna cena jednoczęściowego klocka hamulcowego z ceramiki węglowej wynosi około 2500-3500 juanów, ponieważ w przypadku rynku samochodów osobowych klasy C i wyższych oczekuje się, że w 2025 r. wartość pojedynczego elementu spadnie do około 1000-1200 juanów i będzie spadać do klasy B i wyższej na rynek samochodów osobowych.
Po czwarte, perspektywy branży
1. Tarcze hamulcowe z ceramiki węglowej mają więcej miejsca na wymianę w kraju
Ze względu na złożoność procesu, trudność produkcji, długi cykl produkcyjny i inne progi, krajowe przedsiębiorstwa, które mogą masowo produkować dyski węglowo-ceramiczne, są stosunkowo nieliczne.Do głównych dostawców tarcz hamulcowych z kompozytu węglowo-ceramicznego należą Brembo (Włochy), Surface Transforms Plc (Wielka Brytania), Fusionbrakes (USA) itp. Niewiele krajowych przedsiębiorstw opanowało technologię przygotowania wysokowydajnych kompozytowych tarcz hamulcowych z włókna węglowego/tau i tam to duża przestrzeń dla krajowej substytucji.
Głównymi klientami zagranicznych producentów tarcz hamulcowych z ceramiki węglowej są producenci wysokiej klasy samochodów sportowych, a cena jednostkowa produktów jest wyższa.Weźmy na przykład zagraniczną firmę Brembo, cena pojedynczej tarczy węglowo-ceramicznej wynosi ponad 100 000 RMB, podczas gdy wartość pojedynczej krajowej tarczy węglowo-ceramicznej wynosi około 0,8–12 000 RMB, co zapewnia bardzo wysoką wydajność kosztową.Wraz z ciągłym przełomem technologicznym krajowych przedsiębiorstw w tej dziedzinie oraz ciągłą ewolucją trendu „dodatkowych, wysoko inteligentnych” pojazdów nowej energii, oczekuje się, że stopień penetracji tarcz węglowo-ceramicznych do krajowych pojazdów nowej energii będzie nadal rósł.
2. Tarcze hamulcowe z ceramiki węglowej odpowiadają trendowi zmniejszania masy samochodowej
Dowody eksperymentalne pokazują, że zmniejszenie masy pojazdu o 10% może zwiększyć efektywność paliwową o 6% – -8%;na każde 100 kg zmniejszenia masy pojazdu można zmniejszyć zużycie paliwa o 0,3 – 0,6 litra na 100 km, dlatego technologia lekka jest kluczowym kierunkiem rozwoju pojazdów przyszłości.
Zmniejsz masę pod układem zawieszenia przy połowie wysiłku. Węglowo-ceramiczna tarcza hamulcowa jest kluczowym elementem zmniejszającym masę.Każde zmniejszenie o 1 kg poniżej układu zawieszenia jest równoznaczne ze zmniejszeniem o 5 kg powyżej układu zawieszenia.Para tarcz węglowo-ceramicznych o średnicy 380 mm jest o około 20 kg lżejsza niż tarcze z żeliwa szarego, co odpowiada redukcji masy układu zawieszenia samochodu o 100 kg.Ponadto wysokiej klasy sportowy samochód Toyoty Lexus RCF przeszedł zastosowanie tarcz hamulcowych z materiału CFRP i ceramiki węglowej, aby pod wieloma względami zmniejszyć masę o 70 kg, z czego 22 kg przypada na tarcze hamulcowe z ceramiki węglowej, dlatego tarcze hamulcowe z ceramiki węglowej dla kluczowe elementy redukcji masy samochodu.
V. Przestrzeń targowa
Wymiana oryginalnej tarczy hamulcowej wykonanej w technologii metalurgii proszków jest nieuniknionym trendem w tej branży: po pierwsze, cena włókna węglowego będzie stopniowo spadać, co obniży bezpośredni koszt samego produktu;po drugie, wraz ze wzrostem skali produkcji i sprzedaży, optymalizacja połączenia procesowego, ekonomia skali obniży koszt węglowo-ceramicznej tarczy hamulcowej;po trzecie, bezpieczniejsze wrażenia z jazdy będą sprzyjać ulepszaniu produktów w przemyśle motoryzacyjnym.Oczekuje się, że rok 2023 będzie pierwszym rokiem promocji węglowo-ceramicznych tarcz hamulcowych.Oczekuje się, że w pierwszym roku promocji tarcz hamulcowych rynek krajowy osiągnie 7,8 miliarda juanów w 2025 r., a wielkość rynku krajowego przekroczy 20 miliardów juanów w 2030 r.
Do 2025 roku wielkość rynku tradycyjnych tarcz hamulcowych wykonanych w technologii metalurgii proszków wyniesie 90 miliardów juanów według ceny 1000 juanów za pojedynczy samochód i 90 milionów samochodów sprzedanych na całym świecie, a rynek krajowy będzie bliski 30 miliardów juanów.Wraz z przyspieszeniem elektryfikacji tempo penetracji węglowo-ceramicznych tarcz hamulcowych prawdopodobnie przekroczy nasze oczekiwania.To zupełnie nowy rynek, który wpisuje się w ogólny trend rozwoju inteligencji elektrycznej i stanowi przełom 0-1.Ze względów bezpieczeństwa motoryzacyjnego, gdy przełom stanie się zaletą w zakresie bezpieczeństwa motoryzacyjnego, oczekuje się, że tempo rozwoju przekroczy oczekiwania, a przyszłe całkowite przychody ze sprzedaży na rynku zbliżą się do 200–300 miliardów juanów.
Czas publikacji: 03 grudnia 2022 r