استخدام دقيق الكروميت في وسادات
دقيق الكروميت – المطحون ناعمًا من خام الكروميت (FeCr₂O₄) – مادة حشو وظيفية أساسية في تصنيع وسائد الفرامل، ويُقدّر لخصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة التي تُحسّن أداء الفرامل ومتانتها وسلامتها. يمتد دوره ليشمل تحسين مقاومة التآكل، وتنظيم ثبات الاحتكاك، وتخفيف التدهور الناتج عن الحرارة، مما يجعله عنصرًا أساسيًا في أنظمة الفرامل عالية الأداء.
1. مقاومة
بفضل صلابته العالية (5.5-6.5 موس) وكثافته العالية (4.3-4.8 غ/سم³)، يعمل دقيق الكروميت كمادة كاشطة متينة، مقاومة للتآكل الناتج عن الاحتكاك المتكرر بين وسادات الفرامل وأقراصها. عند إضافته إلى تركيبات وسادات الفرامل (عادةً بنسبة 2-8% وزنًا)، يُشكل مصفوفة كثيفة ومقاومة للتآكل تُطيل عمر خدمة الوسادات. تشير الدراسات إلى أن وسادات الفرامل المُضاف إليها دقيق الكروميت تُعاني من معدلات تآكل أقل بنسبة 30-50% من تلك غير المُضاف إليها، حتى في ظروف الاستخدام الشاقة (مثل القيادة المتكررة في المدينة أو القطر).
2. تنظيم
يُعد دقيق الكروميت أداةً أساسيةً لتحسين معاملات الاحتكاك في وسادات الفرامل. فهو يُساعد على الحفاظ على مستوى احتكاك ثابت في نطاق واسع من درجات الحرارة (من درجة الحرارة المحيطة إلى 300-500 درجة مئوية) وضغوط الكبح، مما يضمن قوة توقف ثابتة. على سبيل المثال، في وسادات الفرامل عالية الأداء، يُمكن لمحتوى دقيق الكروميت المُعاير بعناية أن يحقق معامل احتكاك يتراوح بين 0.35 و0.45 (متوافقًا مع المعايير الدولية لفئة FF). كما يُقلل هذا التنظيم من “تلاشي الاحتكاك” – وهو انخفاض مفاجئ في كفاءة الكبح بسبب الحرارة الزائدة – من خلال موازنة تماسك الوسادة وتبديد الحرارة.
3. الاستقرار
من أهم خصائص دقيق الكروميت ثباته الحراري الاستثنائي. فمع درجة انصهار تتجاوز 2180 درجة مئوية، يحافظ على سلامة هيكله حتى عند ارتفاع درجة حرارة المكابح أثناء التوقفات الطارئة أو القيادة على المنحدرات. عند درجات الحرارة العالية، يتفاعل دقيق الكروميت مع الأكسجين لتكوين طبقة رقيقة واقية من أكسيد الكروم (Cr₂O₃) على سطح الفرامل. تعمل هذه الطبقة كحاجز يمنع المزيد من الأكسدة، مما يمنع التدهور الحراري لمادة الفرامل ويحافظ على أداء مكابح ثابت.
4. مقاومة
يمنح محتوى الكروم في دقيق الكروميت (عادةً ما يتراوح بين 44% و46%) مقاومة ممتازة للتآكل الناتج عن الرطوبة والملح والمواد الكيميائية، وهي تحديات شائعة في البيئات القاسية (مثل المناطق الساحلية أو ظروف الطرق الشتوية مع أملاح إزالة الجليد). وسادات الفرامل المحتوية على دقيق الكروميت أقل عرضة للصدأ وتلف السطح، مما يطيل عمرها الافتراضي ويحافظ على كفاءة الكبح حتى في الظروف القاسية.
5. فعالية التكلفة والامتثال
مقارنةً بمواد الاحتكاك الممتازة مثل ألياف النحاس أو السيراميك، يُعد دقيق الكروميت غير مكلف نسبيًا، مما يجعله إضافةً اقتصاديةً لمصنعي وسادات الفرامل. بالإضافة إلى ذلك، فهو معدن طبيعي غير سام (عند معالجته لإزالة الشوائب النزرة) يُمكن أن يحل محل المواد الخطرة جزئيًا مثل الأسبستوس (المحظور لخطورته على الصحة) أو المعادن الثقيلة (مثل الرصاص). ويتماشى هذا مع اللوائح البيئية الحديثة (مثل معايير الاتحاد الأوروبي REACH، ومعايير الصين GB) وطلب المستهلكين على حلول فرامل “صديقة للبيئة”.
الصيغة وحجمالنموذجية
يُستخدم دقيق الكروميت عادةً في تركيبات تيل الفرامل بتركيزات تتراوح بين 2% و8% وزنًا، حسب خصائص الأداء المطلوبة. وللحصول على أفضل النتائج، يُطحن إلى حجم جسيمات دقيقة (200-400 شبكة)، مما يضمن توزيعًا متساويًا في مصفوفة تيل الفرامل ويعزز تفاعله مع المكونات الأخرى (مثل الراتنجات والألياف والمواد الكاشطة). كما يُساعد هذا الحجم الدقيق للجسيمات على تقليل ضوضاء الفرامل واهتزازها عن طريق ملء الفجوات الدقيقة في بنية التيل.