" 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
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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.