" Matériau de friction pour freins d'automobjles " La présente invention se rapporte à un perfectionnement au matériau de friction pour automobiles utilisé comme matière de revêtement de patins de freins ou de tambours de freins ou de disques de freins,particulièrement un matérjau de friction accroissant le coefficient de friction et la stabilité de telle façon qu'il réduit la formation de bruit de frein, et en outre présentant
une excellente résistance à l'usure.
Les matériaux conventionnels de friction pour automobiles sont généralement des matériaux de friction organiques composés d'un mélange d'un liant
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de friction organiques,le liant organique est une résine thermo-durcissable.et la fibre d'asbeste présente une longueur suffisante pour pouvoir servir de matière de renforcement au matériau de friction.La fibre d'asbeste conserve son pouvoir de renforcement même après avoir été affectée par une variation de température de
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à une température d'hystérésis de plus de 400[deg.]C,et perd complètement son effet de renforcement en dégageant de l'eau de cristallisation à une température de plus de
550[deg.]C.
Pour cette raison,dans le cas de matériaux de friction organique= contenant des fibres d'asbeste comme matière de renforcement pour le matériau de
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l'usure de façon frappante après avoir été affecté par une chaleur d'hystérésis de plus de 400[deg.]C en cours de friction de freinage,et s'est usé brutalement.
En conséquence,pour pallier l'inconvénient cité plus haut,on a recherché une fibre aynt une meilleure stabilité à haute température que l'asbeste et un matériau de friction pour freins utilisant une fibre d'acier comme matière de, renforcement a été récemment développé.
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de la fibre d'acier,de la poudre de céramique,de la résine phénolique,etc.
n'est un matériau de friction ayant la caractéristique de réduira l'usure de façon
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dû au graphite et au renforcement dû à lafibre d'acier,et d'offrir un coefficient
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dre de métal,et une stabilisation de la surface de friction grâce à la poudre de caoutchouc.
Aux dessins annexés,la Fig. 1 montre un graphique du niveau d'usure du produit suivant la présente invention et d'un produit conventionnel,en fonction de la température du frein.
La Fig. 2 montre le rapport.existant entre le coefficient de friction et chaque test d'efficacité en référence aux matériaux des mises en oeuvre 1 et 2 de la présente invention et à un matériau conventionnel.
La Fig. 3 montre un graphique du niveau d'usure en fonction de la température de friction sn référence aux matériaux des mises en oeuvre 1 et 2 de la présente invention et à un matériau conventionnel.
La Fig. 4 montre le rapport existant entre le coefficient de friction et chaque test d'efficacité en référence à la mise en oeuvre 3 de la présente invention et à un matériau conventionnel.
Cependant,le rapport entre la température du frein et le niveau
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que cette usure ne soit pas due à une destruction comme dans le cas du matériau de friction organique.
En outre,le matériau de friction conventionnel semi-métallique contient une grande quantité de graphite ca qui a pour résultat un plus faible coef-
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nouveau matériau de friction est utilisé pour la première fois.
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rer le premier effet,la résistance abrasive de la poudre de céramique peut améliore] le coefficient de friction,mais va meuler le matériau opposé tel qu'un tambour ou un rotor.avec comme résultat de rendre sa surface de frottement grossière de telle façon que ce phénomène engendre une vibration entre le matériau de friction et la surface de frottement.et que cette vibration à son tour entre en résonnance avec diverses parties du frein,des éléments du véhicule, etc, produisant des bruits de freins et rendant la conduite désagréable.
En outre,le meulage du matériau opposé causé par la poudre de céramique rend la surface de frottement grossière avec comme résultat d'augmenter le coefficient de friction,et celui-ci augmente en fonction du nombre de freinages ou lorsq'une hystérésis de friction se poursuit,avec comme conséquence que ce coefficient de friction devient instable.
En d'autres termes,il existe une relation dans laquelle moins de graphite améliore l'effet initial mais réduit la résiatnce à l'usure en augmentant cette usure,tandis qu'une addition de poudre de céramique améliore l'effet initial mais augmente les bruits de freins et fait varier le coefficient de frictic
La présente invention se propose de résoudre ces problèmes et prévoit un matériau de friction constitué d'un mélange de 20 à 60 % en poids d'une poudre de fer à haute teneur en carbone contenant de 0,5 à 1,0 % en poids de carbone en tant que modificateur de friction inorganique,C- à 20 % en poids de particu les de caoutchouc et/ou de la poudre d'acajou comme modificateur de friction orga-
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dène,etc.,0 à 10 % en poids de poudre de métal tel que du cuivre,du zinc,du laiton de l'aluminium etc.,5 à 30 % en poids d'une fibre métallique et/ou d'une autre
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étant formé à la chaleur,sous pression,pour obtenir le résultat demandé.
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le niveau demandé d'efficacité initiale et l'efficacité après l'hystérésis de friction en ajoutant la poudre de fer à haute teneur en carbone contenant de
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matériau de friction conventionnel,mais aussi améliore la résistance à l'usure à
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En conséquence,la présente invention empêche la formation d'une surface grossière sur le matériau opposé provoquée par l'addition de la poudre de céramique conventionnelle et enoutre réduit de façon effective la création de bruit de freins et la variation du coefficient de friction.
En outre,la présente invention ne demande pas d'améliorer l'efficacité initiale en contrôlant l'addition de lubrifiant tel que du graphite ou du disulfure de molybdène,etc,mais améliore la résistance à l'usure, particulièrement aux hautes températures,en fonction de l'addition de la fibre métallique ou d'une autre fibre inorganique comme matière de renforcement ayant une excellente stabilité à haute température.En outre,les fibres d'acier,de laiton,etc. comme fibres
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inorganiques sont celles qui sont préférées.
La poudre de fer à haute teneur en carbone est obtenue en réduisant par chauffage, sous pression,du minerai de fer ou ces scories ou un mélange de:
deux en présence de coke et de chaux et en chauffant ensuite en continu pour cémen ter de 0,5 à 1.0 % en poids du carbone contenu,le tout est ensuite refroidi et pulvérisé.La poudre d'éponge de fer ajoutée au matériau de friction conventionnel
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et de la chaux placés en structures feuilletées dans un four et en pulvérisant le produit,et est appelée "poudre de fer de réduction de minerai".contenant 0,01 % en poids de carbons contenu en quantité réduite.
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MISE EN OEUVRE 1.
La composition du tableau 1 est mélangée par un mélangeur et pesée suivant des quantités déterminées et ensuite formée à la chaleur,sous pression, dans un moule métallique suivant la procédure habituelle pour obtenir un produit.
La poudre de fer à haute teneur en carbone du tableau 1 est formée en réduisant à
la chaleur du minerai de fer ou des scories ou un mélange des deux en présence de coke et de chaux en chauffant ensuite en continu pour cémenter de 0,5 à 1,0 % en poids du carbone contenu,le tout est ensuite refroidi et pulvérisé.
MISE EN OEUVRE 2.
Comme indiqué au tableau 1.une particule d'acajou (une particule polymérisée d'huile de noix d'acajou) est ajoutée en outre à la composition de la mise en ouavre 1, mélangée par un mélangeur,pesée et formée à la chaleur.sous pression,dans un moule métallique suivant la procédure habituelle pour obtenir un produi En outre,une composition typique d'un matériau de friction conventionnel est indiquée comme référence.
TABLEAU 1
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Dans le but de montrer clairement l'effet du matériau de frictic suivant la présente invention,un test comparatif caractéristique a été effectué avec le matériau de friction (1) de la mise en oeuvre 9 ,avec le matériau de frictic
<EMI ID=25.1> <EMI ID=26.1> <EMI ID=27.1>
d'un dy.amomètre (JASO C 406PA) et la Fig. 2 montre aussi les relations entre ces résultats.
La Fig. 3 montre les résultats au test d'usure des matériaux de friction (1),(2) et (3) en fonction de la température,résultats mesurés par un dynamomètre calibré pour V (vitesse initiale du frein) = 50 km/h et N (nombre de freinages] = 100.La Fig. 3 montre aussi la relation existant entre le degré d'usure
(mm) et la température de friction (OC).
Comme montré à la Fig. 2.1e matériau de friction (1) de la mise en oeuvre 1 possède un haut coefficient de friction aux tests 1 et 2 d'efficacité
en comparaison avec le matériau de friction conventionnel (3),et garde ce coefficient de friction pratiquement à sa valeur depuis le premier jusqu'au troisième test d'efficacité.
Comme on peut le voir à la Fig. 2.1e coefficient de friction du matériau de friction (2) de la mise en oeuvre 2 est stable pour une hystérésis de friction de la même façon que le matériau de friction (1) et meilleur que ce dernier.
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noix d'acajou).
Le matériau de friction conventionnel (3) assure le coefficient de friction due à la résistance au mordant du matériau opposé grâce à la poudre de céramique à grande dureté Mohs et par conséquent rend la surface de frottement grossière quand le nombre de freinages augmente (l'hystérésis de friction se poursuit du premier au troisième test d'efficacité),et rend ainsi le coefficient de
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D'autre part,le matériau de friction suivant la présente invention maintient une moindre variation du coefficient de friction grâce à l'absence <EMI ID=30.1>
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de la particule d'acajou.En outre, le matériau de friction attaque moins le matériau opposé sans rendre la surface de frottement grossière ce qui permet de contrôler
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résonnante entre la vibration et les parties du freinâtes éléments du véhicule,etc-
Comme indiauô à la Fig. 3 ,la résistance à l'usure des matériaux
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!
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nier,et est particulièrement excellente par rapport à l'usure due à la destruction des matériaux de friction organiques conventionnels.
MISE EN OEUVRE 3
La présente invention améliore en outre la résistance à l'usure
à haute température en ajoutant du trioxyde d'antimoine Sb203 comme matière antiinflammable. La composition est indiquée au tableau 2.
TABLEAU 2
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La composition du tableau 2 est mélangée par un mélangeur et pesée et ensuite formée à la chaleur,sous pression.dans un moule métallique suivant la procédure habituelle pour obtenir un produit.
La poudre de fer à haute teneur en carbone du tableau 2 est ob-
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Pour rendre plus clair l'effet additionnel qu'apporte la poudre de fer à haute teneur en carbone dans la mise en oeuvre 3 de la présente invention, <EMI ID=39.1>
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invention.Les résultats du test sont indiqués à la Fig. 4.
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riaux de friction respectifs le coefficient de Friction au cours de trois teste
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l'effet excellent de la poudre de fer à haute teneur en carbone.Le matériau de
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de céramique présente un haut coefficient de friction presqu'égal � celui du maté-
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tests d'efficacité,mais présente un coefficient de friction particulièrement bas
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varie comme l'hystérésis de friction se poursuit du premier au troisième test d'efficacité et devient instable.
Ceci est dû au fait que la poudre de céramique ajoutée au matériau de friction semi-métallique conventionnel coupe la matière opposée de telle façon que le coefficient de friction augmente au fur et à mesure que la surface de frottement devient grossière.Ce phénomène d'éraillement de la surface du matériau opposé non seulement fait varier le coefficient do friction,mais également augmente les bruits de frein comme mentionné plus haut.
Le fait que l'addition de poudre de céramique produise une variation du coefficient de friction apparaît clairement dans les résultats du test où le matériau de friction conventionnel (C) ne contenant pas de poudre de céramique conserve un coefficient de friction stable à chaque testscomme montré à la Fig. 4.
The present invention relates to an improvement in automotive friction material used as a coating material for brake pads or brake drums or brake discs, particularly a friction increasing material. coefficient of friction and stability in such a way that it reduces the formation of brake noise, and further exhibiting
excellent wear resistance.
Conventional automotive friction materials are generally organic friction materials composed of a mixture of a binder
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organic friction material, the organic binder is a thermosetting resin. and the asbestos fiber is of sufficient length to be able to serve as a reinforcing material for the friction material. The asbestos fiber retains its reinforcing power even after being affected by a temperature variation of
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at a hysteresis temperature of over 400 [deg.] C, and completely loses its strengthening effect by releasing water of crystallization at a temperature of over
550 [deg.] C.
For this reason, in the case of organic friction materials = containing asbestos fibers as a reinforcing material for the material of
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Wear strikingly after being affected by hysteresis heat of over 400 [deg.] C during braking friction, and wore abruptly.
Consequently, to overcome the drawback mentioned above, a fiber has been sought with better high temperature stability than asbestos and a friction material for brakes using steel fiber as a reinforcing material has recently been developed. .
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steel fiber, ceramic powder, phenolic resin, etc.
is a friction material having the characteristic of reducing wear in such a way
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due to the graphite and the reinforcement due to the steel fiber, and to offer a
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dre of metal, and a stabilization of the friction surface thanks to the rubber powder.
In the accompanying drawings, FIG. 1 shows a graph of the level of wear of the product according to the present invention and of a conventional product, as a function of the temperature of the brake.
Fig. 2 shows the relationship between the coefficient of friction and each efficiency test with reference to the materials of implementations 1 and 2 of the present invention and to a conventional material.
Fig. 3 shows a graph of the level of wear as a function of the frictional temperature with reference to the materials of implementations 1 and 2 of the present invention and to a conventional material.
Fig. 4 shows the relationship between the coefficient of friction and each efficiency test with reference to the implementation 3 of the present invention and to a conventional material.
However, the relationship between the brake temperature and the level
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that this wear is not due to destruction as in the case of the organic friction material.
In addition, the conventional semi-metallic friction material contains a large amount of AC graphite which results in a lower coefficient.
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new friction material is used for the first time.
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rer the first effect, the abrasive resistance of ceramic powder can improve] the coefficient of friction, but will grind the opposing material such as a drum or rotor. with the result of making its friction surface coarse such that this phenomenon causes vibration between the friction material and the friction surface. and this vibration in turn resonates with various parts of the brake, vehicle components, etc., producing brake noise and making driving unpleasant.
In addition, the grinding of the opposing material caused by the ceramic powder makes the friction surface coarse with the result of increasing the coefficient of friction, and the coefficient of friction increases depending on the number of braking operations or when friction hysteresis occurs. continues, with the consequence that this coefficient of friction becomes unstable.
In other words, there is a relationship in which less graphite improves the initial effect but reduces the wear resistance by increasing this wear, while an addition of ceramic powder improves the initial effect but increases the wear resistance. brake noise and varies the coefficient of friction
The present invention aims to solve these problems and provides a friction material consisting of a mixture of 20 to 60% by weight of a high carbon iron powder containing 0.5 to 1.0% by weight. carbon as inorganic friction modifier, C- at 20% by weight of rubber particles and / or mahogany powder as organic friction modifier
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dene, etc., 0 to 10% by weight of powdered metal such as copper, zinc, brass, aluminum etc., 5 to 30% by weight of a metallic fiber and / or other
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being formed by heat, under pressure, to achieve the desired result.
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the requested level of initial efficiency and the efficiency after the friction hysteresis by adding the high carbon iron powder containing
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conventional friction material, but also improves the wear resistance to
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Accordingly, the present invention prevents the formation of a coarse surface on the opposing material caused by the addition of the conventional ceramic powder and furthermore effectively reduces the creation of brake noise and the variation of the coefficient of friction.
Further, the present invention does not seek to improve the initial efficiency by controlling the addition of lubricant such as graphite or molybdenum disulfide, etc., but improves the wear resistance, particularly at high temperatures, by improving the wear resistance. Depending on the addition of the metal fiber or other inorganic fiber as a reinforcing material having excellent high temperature stability. Further, the fibers of steel, brass, etc. as fibers
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inorganic are preferred.
High carbon iron powder is obtained by reducing by heating, under pressure, iron ore or these slags or a mixture of:
two in the presence of coke and lime and then continuously heating to cemen ter 0.5 to 1.0% by weight of the carbon contained, the whole is then cooled and pulverized. The iron sponge powder added to the friction material conventional
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and lime placed in laminated structures in a furnace and pulverizing the product, and is referred to as "ore reducing iron powder" containing 0.01% by weight of carbon contained in a reduced amount.
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IMPLEMENTATION 1.
The composition of Table 1 is mixed by a mixer and weighed in determined quantities and then formed by heat, under pressure, in a metal mold according to the usual procedure to obtain a product.
Table 1 high carbon iron powder is formed by reducing to
heat from iron ore or slag or a mixture of the two in the presence of coke and lime, then continuously heating to cement 0.5 to 1.0% by weight of the carbon contained, the whole is then cooled and pulverized .
IMPLEMENTATION 2.
As shown in Table 1.a mahogany particle (a polymerized particle of mahogany nut oil) is further added to the composition of Workout 1, mixed by a blender, weighed and heat formed. under pressure, in a metal mold following the usual procedure for obtaining a product. Further, a typical composition of a conventional friction material is given as a reference.
TABLE 1
<EMI ID = 24.1>
In order to clearly show the effect of the frictic material according to the present invention, a characteristic comparative test was carried out with the friction material (1) of the implementation 9, with the frictic material
<EMI ID = 25.1> <EMI ID = 26.1> <EMI ID = 27.1>
of a dy.amometer (JASO C 406PA) and Fig. 2 also shows the relationships between these results.
Fig. 3 shows the results of the wear test of friction materials (1), (2) and (3) as a function of temperature, results measured by a dynamometer calibrated for V (initial brake speed) = 50 km / h and N (number of brakes] = 100. Fig. 3 also shows the relationship between the degree of wear
(mm) and the friction temperature (OC).
As shown in Fig. 2.1e friction material (1) of implementation 1 has a high coefficient of friction in efficiency tests 1 and 2
compared to the conventional friction material (3), and keeps this coefficient of friction practically at its value from the first to the third efficiency test.
As can be seen in Fig. 2.1e coefficient of friction of the friction material (2) of implementation 2 is stable for a friction hysteresis in the same way as the friction material (1) and better than the latter.
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cashew).
The conventional friction material (3) ensures the coefficient of friction due to the bite resistance of the opposing material thanks to the high hardness Mohs ceramic powder and therefore makes the friction surface coarse as the number of braking increases (the Friction hysteresis continues from the first to the third efficiency test), and thus makes the coefficient of
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On the other hand, the friction material according to the present invention maintains a smaller variation in the coefficient of friction thanks to the absence of <EMI ID = 30.1>
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mahogany particle.In addition, the friction material less attacks the opposing material without making the friction surface coarse which can control
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resonant between the vibration and the parts of the braking elements of the vehicle, etc.
As indiauô in FIG. 3, the wear resistance of materials
<EMI ID = 33.1>
!
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deny, and is particularly excellent compared to wear due to destruction of conventional organic friction materials.
IMPLEMENTATION 3
The present invention further improves wear resistance
at high temperature by adding antimony trioxide Sb203 as an anti-flammable material. The composition is shown in Table 2.
TABLE 2
<EMI ID = 35.1>
The composition of Table 2 is mixed by a mixer and weighed and then formed by heat, under pressure, in a metal mold following the usual procedure to obtain a product.
Table 2 high carbon iron powder is ob-
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<EMI ID = 37.1>
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To make clearer the additional effect of high carbon iron powder in the implementation of the present invention, <EMI ID = 39.1>
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The results of the test are shown in Fig. 4.
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respective friction rials the coefficient of Friction during three tests
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the excellent effect of high carbon iron powder.The material of
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ceramic has an almost equal high coefficient of friction � that of the mat-
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efficiency tests, but has a particularly low coefficient of friction
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varies as the friction hysteresis continues from the first to the third efficiency test and becomes unstable.
This is because the ceramic powder added to the conventional semi-metallic friction material cuts the opposing material so that the friction coefficient increases as the friction surface becomes coarse. of the surface of the opposing material not only varies the coefficient of friction, but also increases brake noise as mentioned above.
The fact that the addition of ceramic powder produces a variation of the coefficient of friction is clearly shown in the test results where the conventional friction material (C) not containing ceramic powder maintains a stable coefficient of friction with each test as shown. in Fig. 4.