汽车刹车片摩擦系数测试报告

一、测试目的

1. 精准测定不同车速、不同温度条件下目标陶瓷刹车片的静态摩擦系数与动态摩擦系数，分析两大参数的变化规律，验证制动效能稳定性。

2. 评估刹车片在持续制动、高温循环工况下的耐磨程度，量化磨损量与制动次数、温度、车速的关联关系，明确磨损失效临界点。

3. 验证该刹车片是否符合 GB 5763-2018《汽车用制动器衬片》 国家标准、SAE J661-2020《汽车刹车片摩擦性能测试方法》 行业标准。

4. 为委托方优化刹车片配方、提升制动性能提供精准的实验数据支撑。

二、测试依据

1. 国家标准：GB 5763-2018《汽车用制动器衬片》

2. 行业标准：SAE J661-2020《汽车刹车片摩擦性能测试方法》

   
   

三、测试设备与样品

（一）测试设备及校准情况

本次测试所用核心设备及校准信息如下：惯性制动试验台，型号为 LBT-1000，测量范围为车速 0-200km/h、温度 0-800℃，已通过国家汽车零部件质检中心校准，高精度红外测温仪，型号为 HT-8878，测量范围为 - 50℃-1000℃，精度 ±1℃，电子分析天平，型号为 FA2004，测量范围为 0-200g，精度 0.0001g，表面粗糙度仪，型号为 TR200，测量范围为 Ra 0.025-12.5μm，刹车片磨损形貌显微镜，型号为 VHX-6000，放大倍数 50-500 倍，已通过国家材料科学质检中心校准，校准有效期至 2026-07-05。

（二）测试样品信息

1. 样品名称：陶瓷刹车片

2. 样品数量：8 片，分为 2 组，其中一组用于车速变量测试，另一组用于温度变量测试，每组包含前轮左右刹车片各 2 片

3. 样品材质：摩擦层采用陶瓷纤维 + 铜纤维 + 石墨复合材质，背板为 Q235 冷轧钢板

4. 样品状态：全新未使用，表面无油污、划痕、裂纹等缺陷，尺寸偏差符合企业标准要求

5. 样品预处理：测试前将样品置于温度 23±2℃、湿度 50±5% 的环境中恒温恒湿放置 24 小时，消除环境因素对测试结果的干扰

四、测试方案与过程

（一）测试变量设计

本次测试采用控制变量法，设置车速和温度两大核心变量，模拟汽车日常行驶、高速制动、山区连续制动等典型工况。车速梯度选取城市常用车速 40km/h、60km/h，高速巡航车速 80km/h、100km/h、120km/h，以及极限车速 140km/h，共 6 个梯度；温度梯度选取常温 25℃、中温 150℃（对应城市连续制动工况）、高温 300℃（对应山区长下坡制动工况）、极限高温 450℃和 550℃（对应极端工况制动），共 5 个梯度。

（二）测试步骤

1. 预制动处理

将刹车片安装至惯性制动试验台的标准夹具，匹配原厂规格刹车盘（直径 280mm，厚度 22mm）。在常温 25℃、车速 50km/h 条件下进行 30 次预制动，制动压力保持 0.8MPa，每次制动间隔 30 秒，目的是去除刹车片表面氧化层，使摩擦表面达到稳定磨合状态。预制动完成后，测量刹车片初始质量、厚度及表面粗糙度。

2. 车速对摩擦系数影响的测试

固定温度为 25℃，制动压力为 1.2MPa（模拟满载制动工况），依次按照 40km/h、60km/h、80km/h、100km/h、120km/h、140km/h 的车速梯度开展测试。每个车速梯度下进行 20 次连续制动，每次制动间隔 60 秒，确保刹车盘温度不超过 50℃。试验台自动记录每次制动的静态摩擦系数（制动初始阶段，刹车片与刹车盘刚接触时的系数）和动态摩擦系数（制动过程中稳定滑动阶段的系数）；每次测试完成后，使用电子分析天平称量刹车片质量，记录质量变化值。

3. 温度对摩擦系数影响的测试

固定车速为 80km/h（高速常用制动车速），制动压力为 1.2MPa，通过试验台加热系统控制刹车盘温度，依次按照 25℃、150℃、300℃、450℃、550℃的温度梯度开展测试。每个温度梯度下，先将刹车盘加热至目标温度并保温 10 分钟，再进行 20 次连续制动，每次制动间隔 60 秒，实时监测刹车片表面温度，确保温度波动不超过 ±10℃。记录每次制动的静态、动态摩擦系数；测试完成后，测量刹车片质量、厚度变化，并使用显微镜观察摩擦表面形貌。

4. 耐磨性能综合测试

整合车速与温度变量，模拟山区长下坡极端工况：车速 80km/h，温度从常温逐步升至 450℃，进行 100 次连续制动循环，制动压力 1.5MPa。测试结束后，计算刹车片总磨损量，测量磨损后表面粗糙度，观察是否出现裂纹、剥落、热斑等异常磨损现象。

（三）数据采集与处理

1. 所有测试数据由试验台自动采集并存储至计算机，手动记录数据需双人核对，确保无遗漏、无错误。

2. 摩擦系数结果取每个梯度下 20 次测试数据的平均值，剔除最大值和最小值，降低偶然误差。

3. 磨损量计算方式为磨损量 = 初始质量 - 测试后质量，厚度磨损量 = 初始厚度 - 测试后厚度。

五、测试结果与分析

（一）车速对摩擦系数的影响测试结果

本次测试条件为温度 25℃，制动压力 1.2MPa。在车速 40km/h 时，静态摩擦系数平均值为 0.432，动态摩擦系数平均值为 0.415，符合国家标准和企业标准要求的静态摩擦系数 0.35-0.45、动态摩擦系数 0.32-0.42 的范围，相对自身偏差率为 0%，单次最大磨损量为 0.08mg / 次；车速提升至 60km/h 时，静态摩擦系数平均值为 0.428，动态摩擦系数平均值为 0.412，符合标准要求，相对 40km/h 的偏差率分别为 - 0.9% 和 - 0.7%，单次最大磨损量为 0.09mg / 次；车速 80km/h 时，静态摩擦系数平均值为 0.421，动态摩擦系数平均值为 0.405，符合标准要求，相对 40km/h 的偏差率分别为 - 2.5% 和 - 2.4%，单次最大磨损量为 0.10mg / 次；车速 100km/h 时，静态摩擦系数平均值为 0.415，动态摩擦系数平均值为 0.398，符合标准要求，相对 40km/h 的偏差率分别为 - 3.9% 和 - 4.1%，单次最大磨损量为 0.12mg / 次；车速 120km/h 时，静态摩擦系数平均值为 0.408，动态摩擦系数平均值为 0.390，符合标准要求，相对 40km/h 的偏差率分别为 - 5.6% 和 - 6.0%，单次最大磨损量为 0.15mg / 次；车速达到 140km/h 时，静态摩擦系数平均值为 0.395，动态摩擦系数平均值为 0.378，仍符合标准要求，相对 40km/h 的偏差率分别为 - 8.6% 和 - 8.9%，单次最大磨损量为 0.18mg / 次。

结果分析

1. 在常温 25℃条件下，随着车速从 40km/h 提升至 140km/h，刹车片静态摩擦系数从 0.432 下降至 0.395，动态摩擦系数从 0.415 下降至 0.378，整体降幅均未超过 10%，且所有数值均符合国家标准和企业标准要求，无明显波动。

2. 摩擦系数下降的主要原因是：车速提升导致刹车片与刹车盘的滑动接触时间缩短，摩擦表面的磨屑来不及排出，形成一层润滑膜，降低了摩擦阻力。

3. 磨损量随车速提升呈线性增长，140km/h 车速下的单次磨损量为 0.18mg / 次，是 40km/h 车速的 2.25 倍，说明高速制动会加剧刹车片磨损，但整体磨损量仍处于较低水平。

（二）温度对摩擦系数的影响测试结果

本次测试条件为车速 80km/h，制动压力 1.2MPa。在温度 25℃时，静态摩擦系数平均值为 0.421，动态摩擦系数平均值为 0.405，符合国家标准要求的动态摩擦系数≥0.32、企业标准要求的动态摩擦系数≥0.35 的范围，单次最大磨损量为 0.10mg / 次；温度升至 150℃时，静态摩擦系数平均值为 0.418，动态摩擦系数平均值为 0.402，符合两项标准要求，单次最大磨损量为 0.13mg / 次；温度达到 300℃时，静态摩擦系数平均值为 0.402，动态摩擦系数平均值为 0.385，符合两项标准要求，单次最大磨损量为 0.21mg / 次；温度升至 450℃时，静态摩擦系数平均值为 0.385，动态摩擦系数平均值为 0.362，符合两项标准要求，单次最大磨损量为 0.35mg / 次；温度达到 550℃时，静态摩擦系数平均值为 0.368，动态摩擦系数平均值为 0.335，满足国家标准≥0.32 的要求，但略低于企业标准≥0.35 的要求，单次最大磨损量为 0.62mg / 次。

结果分析

1. 随着温度从 25℃升至 550℃，静态摩擦系数从 0.421 下降至 0.368，动态摩擦系数从 0.405 下降至 0.335，550℃时的动态摩擦系数仍满足国家标准，但略低于企业标准要求，存在轻微热衰退现象。

2. 温度低于 300℃时，摩擦系数降幅较小，25℃至 300℃动态摩擦系数降幅仅为 5%，说明该刹车片在中高温区间制动性能稳定；温度超过 450℃后，摩擦系数降幅明显增大，主要原因是高温导致摩擦材料中的有机粘结剂分解，形成气体层，降低了摩擦界面的接触压力。

3. 磨损量与温度呈指数关系增长，550℃时单次磨损量达到 0.62mg / 次，是 25℃时的 6.2 倍，高温下摩擦材料的氧化和软化是加剧磨损的核心因素。

（三）耐磨性能综合测试结果

本次测试条件为车速 80km/h，温度升至 450℃，进行 100 次连续制动，制动压力 1.5MPa。测试前单片刹车片总质量为 526.3452g，测试后为 526.0015g，质量减少 0.3437g，远低于企业标准限值的 1.0g；测试前摩擦层厚度为 12.00mm，测试后为 11.82mm，厚度减少 0.18mm，符合企业标准限值≤0.5mm 的要求；测试前刹车片表面粗糙度 Ra 为 0.85μm，测试后为 1.22μm，粗糙度增加 0.37μm，低于企业标准限值≤2.0μm 的要求；测试前刹车片表面光滑无缺陷，测试后表面呈现均匀磨损状态，无裂纹、剥落、热斑等异常磨损现象。

结果分析

1. 100 次极端工况制动后，单刹车片总磨损量为 0.3437g，远低于企业标准限值 1.0g；摩擦层厚度减少 0.18mm，符合≤0.5mm 的要求，说明该刹车片耐磨性能优异。

2. 磨损后刹车片表面粗糙度从 0.85μm 升至 1.22μm，仍处于企业标准限值内，且表面无裂纹、剥落、热斑等异常磨损现象，摩擦表面磨屑分布均匀，说明摩擦材料的配方设计合理，抗高温磨损能力较强。

六、测试结论

1. 摩擦系数性能  此陶瓷刹车片在不同车速、不同温度条件下的静态摩擦系数范围为 0.368-0.432，动态摩擦系数范围为 0.335-0.415。其中，车速≤120km/h、温度≤450℃时，所有摩擦系数指标均符合 GB 5763-2018 国家标准和 Q/XX-2025 企业标准要求；温度达到 550℃时，动态摩擦系数（0.335）略低于企业标准要求（≥0.35），但仍满足国家标准，可应对绝大多数常规制动工况。

2. 耐磨性能该批次刹车片在常温、中高温工况下磨损量低，100 次极端工况制动后的总磨损量为 0.3437g，磨损后表面无异常缺陷，耐磨性能远超企业标准限值，可满足汽车长期使用需求（按年均制动 10000 次计算，预估使用寿命可达 5-6 年）。

3. 综合判定该批次 陶瓷刹车片的摩擦系数稳定性和耐磨性能整体合格，可通过委托方的产品验收标准；建议委托方优化摩擦材料中的有机粘结剂配方，进一步提升 500℃以上极端高温工况下的摩擦系数表现。