又一陶瓷企业被车企“翻牌子”:碳陶“上”车竞争300亿的刹车盘市场

材料那些事 2022-09-21
1960 字丨阅读本文需 5 分钟

继特斯拉将碳陶刹车用于乘用车之后,比亚迪、广汽埃安等多家车企也开始推动碳陶刹车商业化进程。

9月19日晚,天宜上佳公告,近日收到某车企开发定点通知书,决定选择公司作为其特定车型碳陶制动盘零部件供应商,具体型号产品的供应时间、价格以及数量待定。公司成为继金博股份后,第二家被车企“翻牌子”的碳陶刹车片企业,曾经高不可攀的新材料终于走到“凡间”,百亿赛道即将开启!

隔一天,9月20日晚,天宜上佳再发公告,将与京西重工(上海)于近日签订《战略合作协议》,共同合作设计开发高性能汽车碳陶制动盘,就制动材料轻量化、高性能、低成本作为重要发展方向,助力材料技术更成熟,应用前景更广阔。

京西重工是一家为全球运输工具市场设计并生产制动和悬架系统的高端底盘供应商。2009年3月收购了全球三大汽车零部件制造巨头之—美国德尔福公司制动和悬架的全球业务。

天宜上佳目前正在四川江油落地年产 60 万盘碳陶制动盘生产线,在天津武清建有年产 30 万台套制动衬片生产线,是目前国内唯一一家既能生产碳陶制动盘又能生产制动衬片的企业。

碳陶刹车盘究竟有何优势?为何能让众多汽车厂商宣布“上新”该技术?

1、碳陶制动盘的优势

碳陶刹车盘,是在1700度高温下碳纤维与碳化硅合成的增强型复合陶瓷,结合了碳纤维和多晶碳化硅这两者的物理特性,具有高温稳定性、高导热性、高比热等特点。

目前广泛使用的制动盘材料主要有普通铸铁、低合金 铸铁等复合材料,该材料衰退较为严重,即伴随温度升高,摩擦力会下降,这就会出现刹车越踩越软的现象。

刹车制动部件是机动设备与车辆最主要的安全部件之一,汽车刹车系统的优劣,直接决定着汽车驾乘人员的安全系数,提高安全性能、减少环境污染和噪音污染、 因此延长使用寿命是刹车材料发展的大趋势。

而相较于钢制刹车,碳陶刹车具有轻量化、耐高温、耐磨损等特点不但延长了刹车盘的使用寿命,并且避免了因负载而产生的所有问题。

据中泰证券研报显示,一对碳陶刹车盘比同尺寸灰铸铁刹车盘可使汽车悬挂系统以下减重20kg,对于电动汽车来说,约可增加续航里程50km。

在新能源汽车行业电动化、智能化、高端化趋势下,碳陶刹车系统可显著提高车辆响应速度、缩短制动距离,有望成为线控制动的最佳执行器件,可以说是电动车未来关键减重零部件。

2、百亿市场需求

1)汽车碳陶刹车

目前汽车主流刹车盘材料为灰铸铁,但铸铁材料存在者制造周期长、导热性差和易产生热裂纹等不足,因此碳碳和碳陶复合材料为刹车材料的发展方向。碳陶刹车性能更优但成本更高,碳陶复合材料是一种国际上重点开发的摩擦副材料,我国也已经处于起步阶段,碳陶刹车盘未来降本空间较大,有望成为刹车产品的主要发展方向。

碳陶刹车盘有望成为刹车产品的主要发展方向的另一个重要因素就是碳陶刹车盘符合汽车轻量化潮流:

汽车零部件轻量化已经成为汽车节能减排最直接的解决方法之一,实验证明,汽车整车重量降低10%,燃油效率可提高6%- -8%;汽车整车质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.3- -0.6升,因此轻量化技术是未来汽车的重点发展方向。

减轻悬架系统以下质量事半功倍,碳陶刹车盘为减重关键部件。悬挂系统以下每减轻1kg,相当于悬挂系统以上减少5kg的效果。一对380mm尺寸的碳陶盘同比灰铸铁制动盘的重量轻约20kg,相当于在汽车悬挂系统达到了减重100kg的效果。此外,丰田高端跑车雷克萨斯RCF曾通过CFRP材料和碳陶制动盘进行多方面减重70kg,其中22kg由碳陶刹车盘贡献,因此碳陶刹车盘为汽车减重的关键零部件。

2)飞机碳碳/碳陶刹车

与钢刹车部件相比,碳刹车具有重量轻、使用寿命长、承载和过载能力强等优势,因此,从上世纪六七十年代开始,全球主要的刹车机轮公司开始使用碳碳复材作为新型刹车材料。碳碳刹车材料存在静态和湿态摩擦系数低、热库体积大、生产周期长及生产成本高等问题,制约了其进一步发展及应用,后来出现的碳陶刹车盘结合了碳纤维和多晶碳化硅这两者的物理特性。

我国碳陶飞机刹车材料研制技术领先全球,在飞机刹车应用领域前景广阔。中国是世界上第一个率先使用碳陶飞机刹车盘的国家,由中国西北工业大学与中航工业西安航空制动科技有限公司联合研制的碳陶刹车盘产品已成功应用在 7 个机型上,并在新舟 60、ARJ21 和 C919等民航飞机中推广应用。碳陶刹车盘有效地解决了碳碳刹车盘湿态摩擦性能衰减的问题,能够适应更多更复杂的环境,未来有望替代碳碳刹车盘。

3)高铁碳刹车

我国高速列车制动阐片研发也由最初铸铁闸瓦、合成闸片,发展到了目前粉末冶金制动闸片。随着中国高铁稳步推进,国外高铁刹车片生产商开始进驻中国市场,通过独营或合资方式实现中国市场,并成为中国高铁刹车片市场主要供应商。

我国高铁目前主要使用钢刹车盘和粉末冶金闸片,摩擦系数在高温条件下存在一定衰减,未来随着高铁速度的进一步提高,将要求使用摩擦性能更为稳定可靠的碳陶刹车材料。未来随着碳陶刹车盘制造工艺进一步优化,生产周期及成本得到有效控制,碳陶有望替代现有刹车材料。产业化方面,世鑫新材研制的 400km/h 高速列车碳陶制动盘已于 2019 年 5 月通过考核,交付中车青岛四方装车试用。中国高铁运营里程稳居世界第一,碳陶刹车若能在高铁领域普及使用,将形成巨大的市场。

文章来源: DT新材料,材图,证券之星

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