FR2817004A1 - Materiau de friction pour freins de vehicules et de machines - Google Patents
Materiau de friction pour freins de vehicules et de machines Download PDFInfo
- Publication number
- FR2817004A1 FR2817004A1 FR0114117A FR0114117A FR2817004A1 FR 2817004 A1 FR2817004 A1 FR 2817004A1 FR 0114117 A FR0114117 A FR 0114117A FR 0114117 A FR0114117 A FR 0114117A FR 2817004 A1 FR2817004 A1 FR 2817004A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- friction
- graphite
- friction material
- mgo
- magnesium oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002783 friction material Substances 0.000 title claims abstract description 51
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 title claims abstract description 41
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 26
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 22
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 14
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 229910010038 TiAl Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 4
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 4
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000226021 Anacardium occidentale Species 0.000 description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000020226 cashew nut Nutrition 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001463 antimony compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052959 stibnite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 description 1
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 description 1
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 description 1
- 235000011301 Brassica oleracea var capitata Nutrition 0.000 description 1
- 235000001169 Brassica oleracea var oleracea Nutrition 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 Sb2S3 or Sb203 Chemical class 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940058905 antimony compound for treatment of leishmaniasis and trypanosomiasis Drugs 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014571 nuts Nutrition 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- YPMOSINXXHVZIL-UHFFFAOYSA-N sulfanylideneantimony Chemical compound [Sb]=S YPMOSINXXHVZIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
- F16D69/025—Compositions based on an organic binder
- F16D69/026—Compositions based on an organic binder containing fibres
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2200/00—Materials; Production methods therefor
- F16D2200/006—Materials; Production methods therefor containing fibres or particles
- F16D2200/0069—Materials; Production methods therefor containing fibres or particles being characterised by their size
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12444—Embodying fibers interengaged or between layers [e.g., paper, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
- Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
- Y10T428/249927—Fiber embedded in a metal matrix
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
L'invention concerne un matériau de friction.Elle se rapporte à un matériau de friction pour frein contenant des ingrédients fibreux, des ingrédients de liaison et des ingrédients modificateurs de friction. Selon l'invention, de l'oxyde de magnésium MgO et du graphite sont incorporés au matériau de friction en quantité comprise entre 45 à 80 % en volume, avec un rapport en volume de l'oxyde de magnésium MgO au graphite compris entre 1/ 1 et 4/ 1. MgO a une faible agressivité car il est relativement tendre, par comparaison à des particules céramiques, et a une conductibilité thermique élevée, et le graphite assure la conservation du coefficient de frottement à 400 degreC et au-dessous et est utile pour l'obtention d'une bonne onctuosité et d'une bonne conductibilité thermique.Application aux freins de véhicules et de machines.
Description
La présente invention concerne un matériau de friction destiné à un frein
de véhicule ou de machine industrielle
et, plus précisément, un matériau de friction ayant d'excel-
lentes performances de friction à température élevée et une excellente résistance mécanique et ne contenant ni métaux à
base de cuivre ni composé d'antimoine.
On a utilisé, comme matériau de friction, dans le cas des matériaux de friction sans amiante qui sont de plus en plus utilisés pour remplacer les matériaux de friction existants à base d'amiante, de nombreux types d'ingrédients fibreux, par exemple pour accroître la résistance mécanique,
pour maintenir le coefficient de frottement et pour amélio-
rer les qualités, et on utilise beaucoup des fibres métal-
liques, telles que des fibres de cuivre, des fibres d'acier
et analogues.
Les matériaux de friction sans amiante utilisés actuel-
lement contiennent en général environ 0 à 20 % en volume de fibres ou de poudre de cuivre. Le cuivre est utile pour la résistance mécanique de renforcement, pour l'augmentation du coefficient de frottement des matériaux de friction, et pour le maintien du coefficient de frottement à une température supérieure ou égale à 400 C, avec augmentation du rendement
de rayonnement de chaleur. Les fibres de cuivre, à la diffé-
rence des fibres d'acier, ont des caractéristiques moins
agressives qui conduisent à une augmentation de la résis-
tance à l'usure d'un organe coopérant, par exemple d'un
rotor, et une réduction de création de rouille.
En outre, d'autres ingrédients fibreux, éléments modi-
ficateurs du coefficient de frottement et éléments de liaison sont contenus, et Sb2S3, qui contient de l'antimoine qui est un métal lourd, est ainsi utilisé comme ingrédient
modificateur de frottement.
Les composés de l'antimoine, tels que Sb2S3 ou Sb203, sont normalement présents dans un matériau de friction sans amiante en quantité inférieure ou égale à quelques pourcents
en volume, et sont utiles pour une augmentation de la lubri-
fication aux températures élevées et pour l'accentuation du
caractère incombustible des matériaux de friction.
Cependant, récemment, pour des raisons relatives à la sécurité de l'environnement, on a demandé, essentiellement en Europe et en Amérique, la mise au point de matériaux de friction ne contenant pas de métaux lourds tels qu'indiqués précédemment. Les matériaux de friction qui ne contiennent pas de métaux lourds, tels que le cuivre ou l'antimoine, mais qui
ont des caractéristiques équivalentes de celles des maté-
riaux existants de friction sont donc nécessaires, mais on n'a pas encore trouvé de matériaux capables de remplacer les matériaux à base de cuivre. A la place des matériaux à base de cuivre, il existe de façon classique des matériaux de friction semi-métalliques, ayant des fibres d'acier qui sont
cependant très agressives et peuvent créer de la rouille.
L'invention est destinée à la solution des problèmes précités, et elle a pour objet un matériau de friction de frein ne contenant pas de matériau à base de métaux lourds, tels que le cuivre et l'antimoine. L'invention a aussi pour objet la mise à disposition d'un matériau de friction pour frein ayant d'excellentes performances de friction aux
températures élevées et une excellente résistance mécanique.
A cet effet, les inventeurs ont exécuté des études sur des matériaux de remplacement des fibres de cuivre, des poudres de cuivre, et des poudres de Sb203 et de Sb203. En
conséquence, ils ont constaté que les objets précités pou-
vaient être atteints avec un matériau de friction contenant de l'oxyde de magnésium MgO et du graphite en quantité spécifique et avec des taux spécifiques. Il faut noter que MgO a une faible agressivité car il est relativement tendre, par comparaison à des particules céramiques, et a une conductibilité thermique élevée, et le graphite assure la
conservation du coefficient de frottement à 400 C et au-
dessous et est utile pour l'obtention d'une bonne onctuosité
et d'une bonne conductibilité thermique.
Ainsi, l'invention concerne un matériau de friction
contenant des ingrédients fibreux, des ingrédients de liai-
son et des ingrédients modificateurs de friction, et qui est caractérisé en ce que de l'oxyde de magnésium MgO et du graphite sont incorporés au matériau de friction en quantité comprise entre 45 à 80 % en volume, avec un rapport en volume de l'oxyde de magnésium MgO au graphite compris entre
1/1 et 4/1.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
seront mieux compris à la lecture de la description qui va
suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente deux graphiques indiquant la relation entre l'amplitude d'usure et le coefficient de
frottement, d'un part, et, d'autre part, la quantité conte-
nue de MgO et de graphite incorporée au matériau de fric-
tion; et la figure 2 représente deux graphiques illustrant la relation entre l'amplitude d'usure et le coefficient de frottement, d'un part, et, d'autre part, le rapport en volume de MgO et du graphite incorporés au matériau de friction. L'invention concerne un matériau de friction qui contient des ingrédients fibreux, des ingrédients de liaison et des ingrédients modificateurs de friction, et qui contient de l'oxyde de magnésium (MgO) et du graphite en quantité spécifique, comme ingrédients modificateurs de friction. On peut utiliser, comme ingrédient fibreux, des fibres organiques telles que des fibres d'aramide ou acryliques, et des fibres minérales, telles que des fibres de verre, de laine de roche, de carbone ou de céramique. Les ingrédients fibreux peuvent être présents sous forme d'un seul type ou avantageusement sous forme d'une combinaison d'au moins deux
types choisis parmi les ingrédients précités.
Comme ingrédient de liaison, on peut utiliser des
résines phénoliques, des résines d'urée, des résines méla-
mines ou des résines thermodurcissables ainsi que des
résines correspondantes modifiées.
Les ingrédients modificateurs de friction sont l'oxyde de magnésium MgO et le graphite. On peut aussi utiliser, comme ingrédient modificateur de friction autre que MgO et le graphite, des substances présentant une onctuosité, telles que la poussière de noix de cachou, la poussière de caoutchouc, la poudre d'alumine, la poudre de silice, le silicate de zirconium, le sulfate de baryum ou le carbonate de calcium. MgO et le graphite des ingrédients modificateurs de friction sont compris entre 45 et 80 % en volume dans le
matériau de friction.
Les figures 1 et 2 représentent les résultats de variations effectuées pour l'étude de la quantité contenue et du rapport de mélange de MgO et du graphite dans le matériau de friction. En pratique, comme organe coopérant, on a utilisé des éprouvettes de fonte ayant une dimension égale au dixième de celle du rotor, soumises de façon répétée à des essais de friction à des températures élevées (jusqu'à 500 C) à l'aide d'un appareil d'essais de friction
du type à inertie du système "Dynamo".
La figure 1 représente les résultats du changement des quantités de MgO ou de graphite contenues dans le matériau de friction, alors que la figure 2 représente les résultats de la fixation de la somme des quantités de MgO et de graphite dans le matériau de friction à 60 % en volume, avec changement du rapport de mélange en volume de ces deux
types d'ingrédients.
On a constaté en conséquence que, si la quantité de MgO et de graphite est inférieure à 45 %, le coefficient de frottement à température élevée est faible et l'usure est très grande, alors que si la quantité dépasse 80 % en volume, la résistance mécanique à température élevée est
faible et l'amplitude d'usure augmente.
En outre, comme l'indique la figure 2, on constate que le rapport en volume de MgO et du graphite est de préférence compris entre 1/1 et 4/1 et très avantageusement entre 1/1 et 3/1 comme l'indique la figure 2. Si la quantité de MgO est inférieure à la quantité de graphite, la résistance à la chaleur à température élevée diminue, alors que, si la quantité dépasse quatre fois, le rotor du matériau antagoniste et l'amplitude d'usure du matériau de friction
augmentent considérablement aux températures élevées.
MgO selon l'invention est utilisé sous sa forme habi-
tuellement utilisée, telle que MgO actif ou MgO obtenu par électrofusion. Le diamètre moyen des particules de MgO est
avantageusement compris entre 10 et 400 gm et très avanta-
geusement entre 50 et 200 Fm. Lorsqu'on utilise un matériau correspondant à ces plages, il est possible de garder une faible agressivité et un effet important de renforcement du
matériau résistant.
Le graphite selon l'invention est du type habituel-
lement utilisé dans les matériaux de friction en quantité suffisante, et on peut utiliser par exemple du graphite naturel ou artificiel. Le diamètre moyen des particules de graphite est avantageusement compris entre 5 et 500 pm et
très avantageusement entre 50 et 150 gm.
Le matériau de friction pour frein selon l'invention peut être produit par un procédé classique, et, plus
précisément, de la manière suivante.
D'abord, les matières premières précitées destinées au matériau de friction sont mélangées dans un mélangeur ou analogue, et le mélange obtenu analogue à des particules est projeté dans un moule de mise en forme préalable pour former le matériau préformé. Ensuite, le matériau préformé est
soumis à une étape de chauffage-pressage, puis à un traite-
ment de chauffage sous forme d'un matériau de friction pour frein selon l'invention. Les conditions de la mise sous
forme préalable, de chauffage et de pressage, et de traite-
ment thermique ne sont pas particulièrement limitées, mais
correspondent de préférence aux procédés habituels.
EXEMPLES
On décrit l'invention plus en détail en référence à des
modes de réalisation non limitatifs.
On a utilisé des fibres de "Kevlar" (de duPont) comme ingrédient fibreux, une résine phénolique comme ingrédient liant et MgO et du graphite comme ingrédients modificateurs
de friction.
D'autres ingrédients modificateurs de friction sont la poussière de caoutchouc, la poussière de noix de cajou et le
sulfate de baryum.
Les matériaux de friction des exemples i à 7 et des exemples comparatifs 1 à 8 ont été formés avec les matières premières ayant les compositions indiquées dans le tableau 1. Il faut noter que, dans l'exemple comparatif 7, des fibres d'acier et de la poudre de fer ont été utilisées alors que, dans l'exemple comparatif 8, on a utilisé le matériau classique de friction sans amiante possédant des
fibres de cuivre.
Tableau 1
Matériau A B C D Ingrédients E F G de modificateurs de friction friction (% en n volume) pous- pous- BaSO4 sière sière de de
noix caout-
de chouc cajou
Ex. 1 55 23 78 2,4 4 0 5 7 6 -
2 58 22 80 2,6 0 0 7 7 6 -
3 48 14 62 3,4 10 5 10 7 6 -
4 40 10 50 4,0 15 5 17 7 6 -
35 10 45 3,5 15 12 16 7 6 -
6 23 23 46 1,0 15 11 15 7 6 -
7 50 25 75 2,0 5 0 5 8 7 -
Ex. 1 60 28 88 2,1 2 0 2 4 4 -
comp. 2 42 48 90 0,9 0 0 2 4 4 -
3 30 38 88 0,8 10 0 9 7 6 -
4 55 12 67 4,6 5 5 10 7 6 -
5 25 10 35 2,5 15 15 22 7 6 -
6 25 5 30 5,0 15 15 27 7 6 -
7 5 30 35 0,2 8 10 7 0 0 40a) 8 5 5 13 0,6 12 10 10 15 25 15b) a): fibres d'acier/poudre de fer = 25/15 b): fibres de cuivre Ex. = exemple, Ex.comp. = exemple comparatif A: MgO (% en volume) B: graphite (% en volume) C: MgO + graphite (total % en volume) D: MgO/graphite E: résine phénolique (% en volume) F: fibres de "Kevlar" (% en volume) G: fibres métalliques et poudre métallique (% en volume) Lors de la production des matériaux de friction, après le mélange des matières premières de façon poussée et
uniforme dans le mélangeur, le mélange analogue à des par-
ticules a été projeté dans le moule de mise en forme préalable et comprimé à une pression d'environ 7,2 MPa pendant 5 s environ à température ambiante. Ensuite, les matériaux de la préforme ont été mis en forme. Ensuite, les matériaux préformés ont été placés dans un moule de mise en forme par chauffage avec des plaques d'appui préalablement revêtues d'un adhésif à base de résine phénolique à ses surfaces, et mis en forme par chauffage et pressage à 13 MPa
à 160 C pendant 5 min, puis soumis à un traitement ther-
mique à 200 C pendant 5 h pour la production de matériaux
de friction de frein.
Des essais d'usure ont été réalisés sur un dynamomètre de dimensions normales par utilisation de matériaux de friction de frein réalisés avec le rotor décrit dans la
suite. Les conditions d'essais étaient les suivantes.
Matériau de rotor: matériau coulé (FC200) ou composé intermétallique léger (TiAl) Cycle d'essais: vitesse initiale 80 km/h décélération: 4,41 m/s2 (0,45 G) température avant début de freinage: 300 C ou 550 C répétition: 45 fois Conditions de roulement continu vitesse initiale 50 km/h décélération: 3,43 m/s2 (0,35 G) température avant début de freinage: 135 C répétition: 100 fois Eléments mesurés: coefficient de frottement amplitudes d'usure (mesure de changements d'épaisseur de matériau de friction et de rotor apres l'essai d'usure à 500 C) Les résultats de l'essai d'usure sont indiqués dans le
tableau 2.
Tableau 2
Coefficient de frottement (g) Amplitude d'usure Maté-
à 500 C riau Température 300 C 500 C Matériau Rotor du de freinage de (m) rotor Rang de 20e 40e 20e 40e friction freinage __ Ex. 1 0,35 0,35 0, 34 0,33 0,5 5 Fonte 2 0,34 0,33 0,33 0,34 0,4 4 Fonte 3 0,35 0,35 0,33 0, 33 0,3 3 Fonte 4 0,36 0,36 0,35 0,34 0,6 5 Fonte 0,35 0,36 0,34 0,34 0,5 6 Fonte 6 0,35 0,34 0,35 0,34 0,4 5 TiAl 7 0,33 0,33 0,34 0,34 0,4 4 TiAl Ex. 1 0,31 0,31 0,38 0,25 1,0 21 Fonte comp. 2 0,34 0,33 0,37 0,24 1,5 24 Fonte 3 0,36 0,35 0,34 0,30 1,3 25 Fonte 4 0,31 0,32 0,31 0,28 1,6 16 Fonte 0,36 0,35 0,36 0,21 2,8 13 Fonte 6 0,32 0,32 0,31 0,22 3,8 17 TiAl 7 0,33 0,33 0,34 0,34 0,4 4 Fonte 8 0,34 0,33 0,35 0,34 0,4 5 Fonte Les matériaux de friction de frein des exemples 1 à 7 ont des valeurs équivalentes de celles des matériaux de friction de frein des exemples comparatifs 7 et 8 (les
matériaux de friction existants) ou meilleures.
Les exemples comparatifs 1 à 6 (matériaux de friction dans lesquels MgO et le graphite sont en dehors de la plage selon l'invention) sont moins bons que les exemples comparatifs 7 et 8 au point de vue de la stabilité du
coefficient de frottement et de l'amplitude d'usure. En par-
ticulier, dans l'essai d'usure à 500 0C, l'amplitude d'usure du matériau de friction et des matériaux de rotor sont deux à dix fois celle des exemples comparatifs 7 et 8, et le
coefficient de frottement est réduit de 0,3 à 40 fois.
Selon l'invention, il est possible de former un matériau de friction pour frein ayant des performances de friction à température élevée et des propriétés mécaniques équivalentes de celles des matériaux de friction classiques sans amiante ou meilleures, mais sans contenir de fibres de cuivre ni de métaux lourds, tels que de la poudre de cuivre
et de la poudre de sulfure d'antimoine.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au matériau qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans
sortir du cadre de l'invention.
Claims (6)
1. Matériau de friction pour frein, caractérisé en ce qu'il comprend: un ingrédient fibreux, un ingrédient de liaison, et un ingrédient modificateur de friction,
dans lequel de l'oxyde de magnésium (MgO) et du gra-
phite sont contenus dans le matériau de friction en quantité comprise entre 45 et 80 % en volume, et le rapport volumique (MgO)/graphite de l'oxyde de magnésium (MgO) au graphite est
compris entre 1/1 et 4/1.
2. Matériau de friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport en volume de MgO et du
graphite est compris entre 1/1 et 3/1.
3. Matériau de friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre moyen des particules de
MgO est compris entre 10 et 400 gm.
4. Matériau de friction selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diamètre moyen des particules de
MgO est compris entre 50 et 200 gm.
5. Matériau de friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre moyen des particules de
graphite est compris entre 5 et 500 gm.
6. Matériau de friction selon la revendication 5, caractérisé en ce que le diamètre moyen des particules de
graphite est compris entre 50 et 150 gm.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000332977A JP4071434B2 (ja) | 2000-10-31 | 2000-10-31 | ブレーキ用摩擦材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2817004A1 true FR2817004A1 (fr) | 2002-05-24 |
| FR2817004B1 FR2817004B1 (fr) | 2003-08-29 |
Family
ID=18809116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0114117A Expired - Fee Related FR2817004B1 (fr) | 2000-10-31 | 2001-10-31 | Materiau de friction pour freins de vehicules et de machines |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6635349B2 (fr) |
| JP (1) | JP4071434B2 (fr) |
| FR (1) | FR2817004B1 (fr) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE602004026505D1 (de) | 2003-05-28 | 2010-05-27 | Nisshin Spinning | Reibungsmaterial |
| DE102007061459B4 (de) | 2006-12-27 | 2020-10-08 | Akebono Brake Industry Co., Ltd. | Asbestfreies Reibungsmaterial |
| JP5221177B2 (ja) * | 2008-03-21 | 2013-06-26 | 日清紡ホールディングス株式会社 | 摩擦材 |
| US20100084232A1 (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-08 | Federal-Mogul Products, Inc. | Friction material for brakes |
| US8863917B2 (en) | 2008-10-03 | 2014-10-21 | Federal-Mogul Products, Inc. | Friction material for brakes |
| US8172051B2 (en) | 2008-10-03 | 2012-05-08 | Federal-Mogul Products, Inc. | Friction material for brakes |
| US9863493B2 (en) * | 2010-11-19 | 2018-01-09 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Non-asbestos friction material composition, friction material using same, and friction member |
| US10302165B2 (en) | 2010-11-19 | 2019-05-28 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Non-asbestos friction material composition, friction material using same, and friction member |
| EP2641954A4 (fr) * | 2010-11-19 | 2017-12-13 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Composition de matériau de frottement sans amiante, et matériau de frottement et élément de frottement l'utilisant |
| JP5071604B2 (ja) | 2010-11-19 | 2012-11-14 | 日立化成工業株式会社 | ノンアスベスト摩擦材組成物、これを用いた摩擦材及び摩擦部材 |
| KR101318515B1 (ko) * | 2010-11-19 | 2013-10-16 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 비석면 마찰재 조성물, 이를 이용한 마찰재 및 마찰 부재 |
| WO2012066968A1 (fr) * | 2010-11-19 | 2012-05-24 | 日立化成工業株式会社 | Composition de matériau de frottement sans asbeste, et matériau de frottement et élément de frottement utilisant ladite composition |
| JP5970749B2 (ja) * | 2011-06-07 | 2016-08-17 | 日立化成株式会社 | ノンアスベスト摩擦材組成物 |
| WO2012169545A1 (fr) | 2011-06-07 | 2012-12-13 | 日立化成工業株式会社 | Composition de matériau de frottement sans amiante |
| JP5895366B2 (ja) * | 2011-06-07 | 2016-03-30 | 日立化成株式会社 | ノンアスベスト摩擦材組成物 |
| JP2014025014A (ja) * | 2012-07-28 | 2014-02-06 | Nisshinbo Brake Inc | 摩擦材 |
| JP5987539B2 (ja) | 2012-08-06 | 2016-09-07 | 日立化成株式会社 | 摩擦材組成物、これを用いた摩擦材及び摩擦部材 |
| JP2014156589A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-08-28 | Nisshinbo Brake Inc | 摩擦材 |
| WO2016060129A1 (fr) * | 2014-10-14 | 2016-04-21 | 日本ブレーキ工業株式会社 | Composition de matériau de friction, matériau de friction, et élément de friction |
| JP6610014B2 (ja) | 2015-06-10 | 2019-11-27 | 日立化成株式会社 | 摩擦材組成物、摩擦材組成物を用いた摩擦材および摩擦部材 |
| JP6125592B2 (ja) * | 2015-10-08 | 2017-05-10 | 日清紡ブレーキ株式会社 | 摩擦材 |
| US10570975B2 (en) | 2016-01-27 | 2020-02-25 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Friction material composition, friction material, and friction member |
| JP6836716B2 (ja) * | 2017-02-22 | 2021-03-03 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | 摩擦材組成物 |
| US11649869B2 (en) | 2017-03-06 | 2023-05-16 | Resonac Corporation | Friction material composition, friction material, and friction member |
| US11155733B2 (en) | 2017-10-11 | 2021-10-26 | Showa Denko Materials Co., Ltd. | Friction material composition, and friction material and friction member each obtained using friction material composition |
| US10927913B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-02-23 | Showa Denko Materials Co., Ltd. | Frictional material composition, frictional material, and friction member |
| WO2020021646A1 (fr) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | 日立化成株式会社 | Élément de frottement, composition de matériau de frottement pour matériaux de couche inférieure, matériau de couche inférieure, plaquette de frein à disque et automobile |
| US20210293291A1 (en) * | 2018-07-24 | 2021-09-23 | Showa Denko Materials Co., Ltd. | Friction member, friction material composition for lower layer material, lower layer material, disc brake pad, and vehicle |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2535527A1 (de) * | 1975-08-08 | 1977-02-10 | Jurid Werke Gmbh | Asbestfreier bremsbelag, insbesondere fuer trommelbremsen in nutzfahrzeugen |
| US4374211A (en) * | 1981-09-15 | 1983-02-15 | Thiokol Corporation | Aramid containing friction materials |
| US5725077A (en) * | 1993-09-10 | 1998-03-10 | Sab Wabco (Bromborough) Limited | Friction pads for use in disc brakes |
| EP1031754A1 (fr) * | 1999-02-22 | 2000-08-30 | Nisshinbo Industries Inc. | Materiaux de friction exempts d'amiante |
-
2000
- 2000-10-31 JP JP2000332977A patent/JP4071434B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-10-31 US US09/984,954 patent/US6635349B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-31 FR FR0114117A patent/FR2817004B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2535527A1 (de) * | 1975-08-08 | 1977-02-10 | Jurid Werke Gmbh | Asbestfreier bremsbelag, insbesondere fuer trommelbremsen in nutzfahrzeugen |
| US4374211A (en) * | 1981-09-15 | 1983-02-15 | Thiokol Corporation | Aramid containing friction materials |
| US5725077A (en) * | 1993-09-10 | 1998-03-10 | Sab Wabco (Bromborough) Limited | Friction pads for use in disc brakes |
| EP1031754A1 (fr) * | 1999-02-22 | 2000-08-30 | Nisshinbo Industries Inc. | Materiaux de friction exempts d'amiante |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2817004B1 (fr) | 2003-08-29 |
| JP2002138273A (ja) | 2002-05-14 |
| US20020086159A1 (en) | 2002-07-04 |
| US6635349B2 (en) | 2003-10-21 |
| JP4071434B2 (ja) | 2008-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2817004A1 (fr) | Materiau de friction pour freins de vehicules et de machines | |
| US7297728B2 (en) | Friction material | |
| RU2570515C2 (ru) | Фрикционный материал для изготовления тормозного устройства, тормозная колодка и способ ее изготовления | |
| CN103168084B (zh) | 无石棉摩擦材料组合物、使用了该组合物的摩擦材料及摩擦构件 | |
| FR2893374A1 (fr) | Membre de frottement sans amiante. | |
| FR2507612A1 (fr) | Matiere organique de friction | |
| CN108495905B (zh) | 摩擦材料组合物、摩擦材料和摩擦构件 | |
| US9863493B2 (en) | Non-asbestos friction material composition, friction material using same, and friction member | |
| FR2857714A1 (fr) | Maeriau de friction pour freins et embrayages | |
| JP2008179806A (ja) | ノンアスベスト摩擦材 | |
| CN103119120A (zh) | 无石棉摩擦材料组合物、使用了该组合物的摩擦材料及摩擦构件 | |
| CN103119121A (zh) | 无石棉摩擦材料组合物、使用了该组合物的摩擦材料及摩擦构件 | |
| FR2802544A1 (fr) | Materiau de friction a renfort fibreux | |
| El-Tayeb et al. | Effect of water spray on friction and wear behaviour of noncommercial and commercial brake pad materials | |
| FR2902108A1 (fr) | Materiau de friction sans amiante | |
| US20160245353A1 (en) | Friction material composition and friction material | |
| KR101160666B1 (ko) | 브레이크 마찰재 조성물 | |
| FR2750420A1 (fr) | Materiau de friction sans amiante | |
| FR2802543A1 (fr) | Materiau de friction contenant du titanate de potassium | |
| FR2491934A1 (fr) | Materiau de friction exempt d'amiante | |
| Adetunji et al. | Effect of silica on the mechanical properties of palm kernel shell based automotive brake pad | |
| US20040242432A1 (en) | Friction material | |
| EP1227262A1 (fr) | Materiau de friction exempt d'amiante | |
| Ekpruke et al. | Recent progress and evolution in the development of non-asbestos based automotive brake pad-a review | |
| Surojo et al. | Effect of nitrile butadiene rubber (NBR) on mechanical and tribological properties of composite friction brakes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20150630 |