Préface : À l'heure actuelle, dans le contexte de l'électrification, de l'intelligence et de la mise à niveau des produits automobiles, les exigences de performance du système de freinage augmentent progressivement et les disques de frein en carbone-céramique présentent des avantages plus évidents. Cet article parlera du disque de frein en carbone-céramique. industrie.
I. Contexte de l'événement
Récemment, Azera a lancé son premier grand SUV à cinq places, l'ES7, qui utilise un cadre arrière intégré entièrement en aluminium moulé, c'est la deuxième fois qu'Azera utilise la technologie de moulage sous pression intégrée dans ses produits.Avec le développement de l'allègement et de l'électrification, la technologie intégrée de moulage sous pression est recherchée par les nouveaux constructeurs automobiles et les constructeurs automobiles traditionnels, et l'allègement de la structure du véhicule est sans aucun doute devenu une partie intégrante de l'optimisation de la conception des voitures modernes.L'application de disques de frein en carbone-céramique favorisera vigoureusement le processus d'allègement automobile, ce qui suit est pour parler de cette industrie.
Deuxièmement, comprendre les disques de frein en carbone-céramique
À l'heure actuelle, les matériaux de freinage largement utilisés dans les trains à grande vitesse, les automobiles et les avions sont principalement la métallurgie des poudres et les matériaux composites carbone-carbone.Cependant, les matériaux de frein de la métallurgie des poudres présentent des inconvénients tels qu'une liaison facile à haute température, des performances de friction faciles à diminuer, une diminution significative de la résistance à haute température, une mauvaise résistance aux chocs thermiques, une durée de vie courte, etc.tandis que les matériaux de frein en carbone carbone ont un faible coefficient de frottement statique et humide, un grand volume de stockage de chaleur, un long cycle de production et un coût de production élevé, ce qui limite son développement et son application ultérieurs.
Les disques de frein en carbone-céramique combinent les propriétés physiques de la fibre de carbone et du carbure de silicium polycristallin.Pendant ce temps, le poids léger, la bonne dureté, la stabilité sous haute pression et haute température, la résistance aux chocs thermiques et les caractéristiques de rupture par cisaillement de la même ténacité prolongent non seulement la durée de vie du disque de frein, mais évitent également tous les problèmes résultant de la charge.
Troisièmement, la situation actuelle de l'industrie
1. Les performances des disques de frein en carbone-céramique sont nettement meilleures que celles des disques de frein en fonte grise ordinaires, mais le coût est ses défauts
À l'heure actuelle, les matériaux largement utilisés pour les disques de frein sont principalement la fonte ordinaire, la fonte faiblement alliée, l'acier moulé ordinaire, l'acier moulé en alliage spécial, l'acier forgé faiblement allié et la fonte et les matériaux composites en acier moulé (acier forgé), la fonte. les matériaux sont plus largement utilisés.Les matériaux en fonte ont un long cycle de fabrication, une mauvaise conductivité thermique et sont faciles à produire des fissures thermiques et d'autres défauts, donc des matériaux composites carbone et carbone-céramique pour le développement de matériaux de frein.
En raison du coût élevé des matériaux composites carbone-carbone, principalement utilisés pour les freins d'avions, avec le développement des chemins de fer à grande vitesse ces dernières années, les scientifiques nationaux et étrangers ont commencé à développer le développement de chemins de fer à grande vitesse pour l'étau à friction en composite carbone-céramique , les matériaux composites carbone-céramique sont une priorité internationale sur le développement de matériaux de friction, la Chine en est également à ses débuts, les disques de frein carbone-céramique à l'avenir pour réduire le coût de l'espace sont plus grands, devraient devenir le principal développement des freins produits Il devrait devenir la principale direction de développement des produits de freinage.
2. Le coût matériel direct des disques de frein en carbone-céramique est relativement faible et il existe une grande marge de réduction des coûts en termes de technologie et d'échelle.
En 2021, le coût par tonne des produits de la série Hot Field de l'entreprise est de 370 000 yuans/tonne, en baisse de 20 % par rapport aux 460 000 yuans/tonne de 2017, et le coût de fabrication par tonne est de 11,4 millions de yuans en 2021, en baisse de 53,8 % par rapport à 246 800 yuans en 2017, ce qui représente une réduction significative des coûts techniques.En 2021, le ratio du coût des matières premières est de 52 %.Avec l'expansion de l'échelle, la mise à niveau technologique, l'amélioration du niveau d'automatisation et la baisse du prix de la fibre de carbone, il existe un énorme espace de réduction des coûts des produits.Le prix actuel d'une seule pièce des plaquettes de frein en céramique de carbone est d'environ 2 500 à 3 500 yuans, car avec le marché des voitures particulières de classe C et au-dessus, on s'attend à ce qu'en 2025, la valeur d'une seule pièce devrait chuter à environ 1 000 à 1 200 yuans, soit en baisse au marché des voitures particulières de classe B et supérieure.
Quatrièmement, les perspectives de l'industrie
1. Les disques de frein en carbone-céramique ont plus d'espace pour un remplacement domestique
En raison de la complexité du processus, de la difficulté de production, du long cycle de production et d'autres seuils, les entreprises nationales capables de produire en masse des disques en carbone-céramique sont relativement peu nombreuses.Les principaux fournisseurs de disques de frein composites carbone-céramique sont Brembo (Italie), Surface Transforms Plc (Royaume-Uni), Fusionbrakes (États-Unis), etc. Peu d'entreprises nationales maîtrisent la technologie de préparation des disques de frein composites carbone/tau haute performance, et là est un grand espace de substitution domestique.
Les principaux clients des fabricants étrangers de disques de frein en carbone-céramique sont les constructeurs de voitures de sport haut de gamme et le prix unitaire des produits est plus élevé.Prenons l'exemple de la société étrangère Brembo, le prix d'un seul disque en carbone-céramique est supérieur à 100 000 RMB, tandis que la valeur d'un seul disque en carbone-céramique national est d'environ 0,8 à 12 000 RMB, ce qui a un rapport coût-performance très élevé.Avec la percée technologique continue des entreprises nationales dans ce domaine et l'évolution continue de la tendance des véhicules à énergie nouvelle « supplémentaires, élevées et intelligentes », le taux de pénétration des disques en céramique de carbone pour les véhicules nationaux à énergie nouvelle devrait continuer d'augmenter.
2. Les disques de frein en carbone-céramique répondent à la tendance de l'allègement automobile
Des preuves expérimentales montrent qu'une réduction de 10 % du poids du véhicule peut augmenter le rendement énergétique de 6 à -8 % ;pour chaque réduction de 100 kg de la masse du véhicule, la consommation de carburant peut être réduite de 0,3 à -0,6 litre aux 100 km. La technologie légère constitue donc l'orientation clé du développement des futurs véhicules.
Réduisez la masse sous le système de suspension avec la moitié de l'effort, le disque de frein en carbone-céramique est l'élément clé pour réduire le poids.Chaque réduction de 1 kg en dessous du système de suspension équivaut à une réduction de 5 kg au-dessus du système de suspension.Une paire de disques en carbone-céramique de 380 mm pèse environ 20 kg de moins que des disques en fonte grise, ce qui équivaut à une réduction de poids de 100 kg dans le système de suspension de la voiture.De plus, la voiture de sport haut de gamme Lexus RCF de Toyota a utilisé le matériau CFRP et les disques de frein en carbone-céramique pour réduire le poids de 70 kg à bien des égards, dont 22 kg proviennent des disques de frein en carbone-céramique, donc des disques de frein en carbone-céramique pour le éléments clés de la réduction du poids de la voiture.
V. Espace de marché
Le remplacement du disque de frein d'origine obtenu par métallurgie des poudres est la tendance inévitable de cette industrie : premièrement, le prix de la fibre de carbone diminuera progressivement pour faire baisser le coût direct du produit lui-même ;deuxièmement, avec l'augmentation de l'échelle de production et de vente, l'optimisation du lien de processus, l'économie d'échelle réduira le coût du disque de frein en carbone-céramique ;Troisièmement, une expérience de conduite plus sûre favorisera la modernisation des produits de l'industrie automobile.2023 devrait être la première année de promotion des disques de frein en carbone-céramique.Au cours de la première année de promotion des disques de frein, le marché intérieur devrait atteindre 7,8 milliards de yuans en 2025, et la taille du marché intérieur devrait dépasser 20 milliards de yuans en 2030.
D'ici 2025, la taille du marché des disques de frein traditionnels issus de la métallurgie des poudres atteindra 90 milliards de yuans selon le prix de 1 000 yuans pour une seule voiture et 90 millions de voitures vendues dans le monde, et le marché intérieur avoisinera les 30 milliards de yuans.Avec l’accélération de l’électrification, le taux de pénétration des disques de frein en carbone-céramique dépassera probablement nos attentes.Il s'agit d'un tout nouveau marché qui correspond à la tendance générale du développement de l'intelligence électrique et constitue une percée de 0-1.Et en ce qui concerne la sécurité automobile, une fois que cette percée deviendra un argument de vente pour la sécurité automobile, le taux de développement devrait dépasser les attentes et le futur chiffre d'affaires global du marché devrait approcher les 200 à 300 milliards de yuans.
Heure de publication : 03 décembre 2022