IT201900012180A1

IT201900012180A1 - Rivestimenti per dischi freno, metodo per la riduzione dell'usura e della corrosione, e disco freno associato

Info

Publication number: IT201900012180A1
Application number: IT102019000012180A
Authority: IT
Inventors: Xicola Agustin Sin; Francesco Vannucci; Simone Ansaloni
Original assignee: Itt Italia Srl
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2021-01-17

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “RIVESTIMENTI PER DISCHI FRENO, METODO PER LA RIDUZIONE DELL'USURA E DELLA CORROSIONE, E DISCO FRENO ASSOCIATO”

Settore Tecnico

La presente descrizione generalmente è relativa a rivestimenti per la ricopertura di dischi freno, nonché ad un metodo per la riduzione dell’usura dei dischi freno e delle pastiglie freno associate, e al metodo di utilizzo di tali rivestimenti. La descrizione generalmente è in aggiunta relativa ad un disco freno associato, una cui superficie di frizione è provvista dei rivestimenti secondo la descrizione.

Tecnica Nota

Dischi freno ricoperti sono noti.

Sommario

Viene descritto un rivestimento anti-usura ed anticorrosione per un disco freno, applicabile almeno ad una superficie di attrito del disco freno configurata per cooperare in uso con un elemento frenante quale una pastiglia freno, caratterizzato dal fatto che il rivestimento antiusura ed anti-corrosione consiste in due strati accoppiati, un primo strato, superficiale e più esterno, ed un secondo strato, intermedio, disposto tra il primo strato, superficiale, e detta superficie di attrito del disco freno; il primo strato, superficiale, del rivestimento consistendo in particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse in una matrice metallica costituita da una lega di NiCr, il primo strato essendo stato applicato per spray termico; ed il secondo strato essendo costituito da un materiale scelto nel gruppo consistente in: particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse in una matrice metallica costituita da una lega di NiCr ad alta densità applicata per spray termico, lega Ni5Al applicata per spray termico; acciaio austenitico al Cr-Ni, preferibilmente costituito da una lega FeNiCrMoSiC applicata per spray termico; Ni applicato con un sistema di deposizione galvanico; Ni applicata per spray termico; lega di NiCr applicata per spray termico; qualsiasi combinazione delle precedenti; il primo strato venendo depositato sul secondo strato precedentemente depositato su detta superficie di attrito del disco.

Viene anche descritto un rivestimento anti-usura ed anti-corrosione come precede, in cui le dette particelle di carburo di cromo (Cr3C2) sono disperse in forma sferoidale; detto primo strato essendo stato applicato con un sistema di deposizione del medesimo via tecnica HVOF.

È anche descritto un rivestimento anti-usura ed anticorrosione come precede, che presenta uno spessore compreso tra 20 e 400 micrometri.

È anche descritto un rivestimento anti-usura ed anticorrosione come precede, che presenta, dopo riporto e rettifica una rugosità superficiale compresa tra 0,05 e 1,0 micrometri; detto riporto a spray termico quando applicato per realizzare detti primo e/o secondo strato, consistendo in un sistema di deposizione via tecnica HVOF.

È anche descritto un disco freno per veicolo includente almeno una superficie di attrito destinata a cooperare in uso con un elemento frenante quale una pastiglia freno, caratterizzato dal fatto che almeno la detta superficie di attrito è ricoperta con un rivestimento anti-usura ed anticorrosione come sopra indicato.

È anche descritto un metodo per la riduzione simultanea dell’usura di un disco freno e di pastiglie freno associate, comprendente le fasi di:

- preparare pastiglie freno utilizzando una formulazione di materiale di attrito del tipo copper-free (Low-steel o Non-asbestos organic);

- ricoprire almeno una superficie di attrito di un disco freno destinata a cooperare in uso con una pastiglia freno con un rivestimento anti-usura ed anti-corrosione costituito da un primo strato, superficiale, di particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse in una matrice metallica costituita da una lega NiCr, ed accoppiato ad un secondo strato costituito da selezionate combinazioni di materiali metallici, scelte nel gruppo consistente in: particelle di Cr3C2 disperse in una matrice di NiCr ad alta densità, leghe di NiAl, acciaio austenitico al Cr-Ni preferibilmente consistente in leghe FeNiCrMoSiC, Nickel metallico; leghe di NiCr, qualsiasi combinazione delle precedenti;

- accoppiare le pastiglie freno ed il disco freno precedentemente preparati.

Nel metodo come sopra il rivestimento anti-usura ed anti-corrosione viene applicato mediante tecnologia di spray termico HVOF (High Velocity Oxygen Fuel), fatta esclusione per lo strato Nickel metallico, che viene applicato per spray termico HVOF o per via galvanica.

Nel metodo come sopra vengono accoppiate pastiglie freno realizzate con un materiale di attrito appartenente alla famiglia dei copper-free (Low-Steel o Non-Asbestos Organic) con detto rivestimento anti-usura ed anticorrosione riportato su almeno una superficie di attrito del disco freno.

È anche descritto l’uso di materiali di attrito appartenenti alla famiglia copper-free (Low-Steel o Non-Asbestos Organic) per la fabbricazione di pastiglie freno in combinazione con l’uso di rivestimenti anti-usura ed anticorrosione su almeno una superficie di attrito di dischi freno operativamente associati alle dette pastiglie freno per ridurre simultaneamente l’usura delle pastiglie freno e dei dischi freno e ridurre la probabilità di formazione di fenomeni corrosivi di qualsiasi genere; caratterizzato dal fatto che detti rivestimenti anti-usura ed anti-corrosione consistono in un primo strato, superficiale, di particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse in una matrice metallica costituita da una lega NiCr, ed accoppiato ad un secondo strato costituito da selezionate combinazioni di materiali metallici, scelte nel gruppo consistente in: particelle di Cr3C2 disperse in una matrice di NiCr ad alta densità, leghe di NiAl, acciai austenitici Cr-Ni preferibilmente costituiti da leghe FeNiCrMoSiC, Nickel metallico; leghe di NiCr; qualsiasi combinazione delle precedenti.

È anche descritto un sistema di frenatura comprendente un elemento da frenare costituito da un disco freno realizzato in una ghisa o in acciaio ed almeno un elemento frenante costituito da un ceppo o pastiglia freno, atto a cooperare per attrito con l’elemento da frenare, caratterizzato dal fatto che, in combinazione:

- l’elemento da frenare presenta almeno una superficie di attrito configurata per cooperare con l’elemento frenante, la quale superficie di attrito è ricoperta con un rivestimento anti-usura ed anti-corrosione come sopra descritta;

- l’elemento frenante comprende almeno un blocco di materiale di attrito configurato per cooperare con l’elemento da frenare, il materiale di attrito essendo del tipo copperfree (Low-Steel o Non-Asbestos Organic).

Breve descrizione delle Figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno chiari dalla descrizione che segue di suoi esempi di attuazione non limitativi effettuata a puro scopo esemplificativo e con riferimento alle figure dei disegni annessi, nei quali:

• La figura 1 illustra grafici (Fade, consumo olio, andamento del coefficiente di attrito) ottenibili dopo una prova di fading eseguita su un disco freno commerciale in ghisa utilizzando pastiglie freno realizzate con una mescola del tipo “Cu free” (Disco A);

• La figura 2 illustra a titolo comparativo i medesimi grafici di figura 1 ottenibili dopo una prova eseguita su un disco freno in ghisa ricoperto con un rivestimento anti-usura attualmente in commercio, rivestimento costituito da carburo di tungsteno (WC) depositato su strato di nickel galvanico, utilizzando pastiglie freno realizzate con una mescola del tipo “Cu-free” (Disco A0); • La figura 3 illustra i medesimi grafici di figura 1 ottenibili dopo una prova fading eseguita su disco freno commerciale in ghisa analogo a quello in figura 1, ma ricoperto con il rivestimento antiusura ed anti-corrosione secondo la descrizione (strato superficiale in Cr3C2+NiCr accoppiato a strato intermedio sempre in Cr3C2+NiCr ma ad alta densità), utilizzando pastiglie freno realizzate con una mescola del tipo “Cu-free” (Disco A1); • La figura 4 illustra i medesimi grafici di figura 1 ottenibili dopo una prova fading eseguita su disco freno commerciale in ghisa analogo a quello in figura 1, ma ricoperto con una seconda forma di realizzazione del rivestimento anti-usura ed anticorrosione secondo la descrizione (strato superficiale in Cr3C2+NiCr accoppiato a strato intermedio in Ni5Al), utilizzando pastiglie freno realizzate con una mescola del tipo “Cu-free” (Disco A2);

• La figura 5 illustra i medesimi grafici di figura 1 ottenibili dopo una prova fading eseguita su disco freno commerciale in ghisa analogo a quello in figura 1, ma ricoperto con una terza forma di realizzazione del rivestimento anti-usura ed anticorrosione secondo la descrizione (strato superficiale in Cr3C2+NiCr accoppiato a strato intermedio in acciaio austenitico FeNiCrMoSiC), utilizzando pastiglie freno realizzate con una mescola del tipo “Cu-free” (Disco A3);

• La figura 6 illustra i medesimi grafici di figura 1 ottenibili dopo una prova fading eseguita su disco freno commerciale in ghisa analogo a quello in figura 1, ma ricoperto con un quarto rivestimento anti-usura ed anti-corrosione secondo la descrizione formato da uno strato superficiale in Cr3C2+NiCr accoppiato ad uno strato intermedio in Ni galvanico, utilizzando pastiglie freno realizzate con una mescola del tipo “Cu-free” (Disco A4);

• La figura 7 illustra i medesimi grafici di figura 1 ottenibili dopo una prova fading eseguita su disco freno commerciale in ghisa analogo a quello in figura 1, ma ricoperto con un quinto rivestimento anti-usura ed anti-corrosione secondo la descrizione formato da uno strato superficiale in Cr3C2+NiCr accoppiato ad uno strato intermedio in Ni metallico deposto con tecnica HVOF, utilizzando pastiglie freno realizzate con una mescola del tipo “Cu-free” (Disco A5);

• La figura 8 illustra i medesimi grafici di figura 1 ottenibili dopo una prova fading eseguita su disco freno commerciale in ghisa analogo a quello in figura 1, ma ricoperto con un sesto rivestimento anti-usura ed anti-corrosione secondo la descrizione formato da uno strato superficiale in Cr3C2+NiCr accoppiato ad uno strato intermedio in lega di NiCr, utilizzando pastiglie freno realizzate con una mescola del tipo “Cu-free” (Disco A6);

• Le figure da 9 a 11 illustrano rispettive micrografie in sezione radiale dei rivestimenti anti-usura ed anticorrosione della descrizione posti a ricopertura dei dischi freno utilizzati nei test fading delle figure precedenti;

• Le figure da 12 a 15 illustrano rispettive microdurezze in sezione radiale dei rivestimenti antiusura ed anticorrosione della descrizione posti a ricopertura dei dischi freno utilizzati nei test fading delle figure precedenti;

• La figura 16 illustra rispettive fotografie comparative dei dischi freno utilizzati nei test fading delle figure precedenti, dopo prova di resistenza alla corrosione in camera climatica; • Le figure da 17 a 19 illustrano micrografie superficiali comparative dopo fading dei dischi freno rivestiti con gli strati di cui alle figure precedenti;

• La figura 20 illustra una forma di realizzazione di un metodo per preparare una pastiglia e un sistema disco freno avente una forma di realizzazione dei rivestimenti primo e intermedio come discusso qui. Come discusso qui, vengono preparate forme di realizzazione di pastiglie freno e vengono preparate forme di realizzazione di dischi freno. I dischi sono quindi almeno parzialmente rivestiti con un rivestimento di un primo strato della presente descrizione. Di seguito, i dischi sono quindi almeno parzialmente rivestiti con un rivestimento di un secondo strato. Una volta rivestiti, la pastiglia freno e i dischi freno rivestiti possono essere accoppiati.

Descrizione dettagliata

In alcune forme di realizzazione della presente descrizione sono forniti rivestimenti anti-usura ed anticorrosione per la ricopertura di dischi freno. In particolare, in alcune forme di realizzazione della presente descrizione sono forniti metodi per la simultanea riduzione dell’usura sia dei dischi freno che delle pastiglie freno ad essi associate. Inoltre, in alcune forme di realizzazione della descrizione sono forniti metodi per la riduzione della probabilità del presentarsi di fenomeni corrosivi di qualsiasi genere del disco. Inoltre, in alcune forme di realizzazione della descrizione sono forniti un disco freno dotato di un rivestimento anti-usura ed anti-corrosione che comporti una riduzione dell’usura delle pastiglie freno rispetto ad un disco freno non rivestito e che, allo stesso tempo, comporti un incremento di resistenza ai fenomeni corrosivi di qualsiasi natura del disco stesso.

Alcuni rivestimenti anti-usura per i dischi freno causano un allungamento indesiderato del periodo di “rodaggio” del disco freno, che passa da circa 30 frenate per un disco in ghisa non rivestito, ad oltre 120 frenate. Nel periodo di rodaggio il coefficiente di attrito può variare considerevolmente, dando al conducente del veicolo una sensazione di insicurezza in frenata. Alcune forme di realizzazione della descrizione possono essere usate per ridurre o eliminare questo periodo di rodaggio.

Inoltre, una ridotta usura dei dischi freno si può usualmente accompagnare con un indesiderato aumento della usura delle pastiglie freno. Alcune forme di realizzazione della descrizione possono ridurre o alleviare l’usura delle pastiglie freno. La descrizione è relativa all’uso di tali rivestimenti anti-usura e anti-corrosione e ad un sistema di frenatura. Il sistema di frenatura può includere un elemento da frenare, che in alcune forme di realizzazione può includere un disco o tamburo freno, come quelli realizzati in una ghisa o in acciaio, sebbene il particolare materiale non sia limitativo. Il disco o tamburo freno può essere ricoperto almeno in parte con un rivestimento anti-usura e anti-corrosione secondo la descrizione. Il sistema può inoltre includere almeno un elemento frenante, come una pastiglia o ceppo freno, atto a cooperare per attrito con l’elemento da frenare, in cui l’elemento frenante presenta uno strato o blocco di attrito destinato a cooperare con l’elemento da frenare realizzato con un qualsiasi materiale di attrito privo di amianto e di rame o sue leghe. In alcune forme di realizzazione la pastiglia freno può esseredel tipo genericamente definito copper-free (realizzato nelle versioni LS-Low-steel o NAO-Non-asbestos organic).

I materiali NAO sono gli Organici non-amianto che di solito vengono identificati come materiali che non contengono metalli a base di Fe. Il LS è identificato anche come un materiale senza amianto ma con metalli a base di Fe all'interno come metallo o ferro o acciaio in polvere.

I componenti della composizione o mescola grezza del materiale di attrito da accoppiare con il rivestimento antiusura secondo la descrizione possono essere i componenti utilizzati nei materiali di attrito. Per esempio, essi possono includere un materiale fibroso come fibre inorganiche e/o organiche e/o metalliche, con esclusione dell’amianto, un legante, un riempitivo o carica (“filler”), uno o più lubrificanti o modificatori d’attrito, uno o più abrasivi.

In certe implementazioni re le fibre possono includere qualsiasi fibra organica o fibra inorganica diversa dall’amianto, oppure qualsiasi fibra metallica che è comunemente usata in materiali di attrito. Esempi illustrativi ma non limitativi includono fibre inorganiche, quali fibre di vetro, lana di roccia, wollastonite, sepiolite e attapulgite, e fibre organiche, quali fibre di carbonio, fibre aramidiche, fibre poli-immidiche, fibre poliammidiche, fibre fenoliche, cellulosa e fibre acriliche o PAN (Poli-Acrilo-Nitrile). Fibre metalliche, quali ad esempio fibre di acciaio, acciaio inox, fibre di alluminio, zinco, leghe metalliche come Ferro-Stagno possono anche essere usate.

Le fibre possono essere utilizzate nella forma di fibre corte o polvere e la particolare dimensione non è limitativa.

La quantità di fibre può essere scelta al fine di assicurare una resistenza meccanica sufficiente. In alcune implementazioni, la quantità di fibre è preferibilmente compresa tra il 1 % in volume ed il 50 % in volume rispetto al volume complessivo del materiale di attrito. In alcune forme di attuazione la quantità di fibre è tra circa l’8 % e circa il 30 % in volume.

Secondo la descrizione può essere utilizzata in alcune forme di realizzazione come componente grezzo una carica o riempitivo organica o inorganica.

Numerosi materiali possono essere usati come cariche organiche o inorganiche. Esempi illustrativi ma non limitativi degli stessi, includono carbonato di calcio precipitato, solfato di bario, ossido di magnesio, idrossido di calcio, fluoruro di calcio, calce spenta, talco, mica, vermiculite.

Questi composti possono essere usati da soli o in combinazioni di due o più di essi. La quantità di tali cariche può essere compresa tra circa l’1% a circa il 60% in volume basato sulla composizione totale del materiale di attrito.

Il legante organico può essere qualsiasi legante noto comunemente utilizzato nei materiali di attrito ed in generale si tratta di una resina termo-indurente o di una miscela di resine termoindurenti.

Esempi illustrativi ma non esaustivi, di leganti adatti includono resine fenoliche, resine melamminiche, resine epossidiche, varie resine fenoliche modificate come resine fenoliche epossi-modificate, resine fenoliche oliomodificate, resine fenoliche alchilbenzene-modificate.

Uno qualsiasi o combinazioni di due o più di questi composti può venire impiegato. Al fine di garantire la resistenza meccanica sufficiente e resistenza all'usura, il legante può esssere incluso in una quantità compresa preferibilmente tra circa il 2% al circa il 50% in volume basato sulla composizione totale della mescola grezza o del materiale di attrito finale ottenuto.

Il modificatore di attrito (che può eventualmente includere tutto o parte del riempitivo o carica) può essere una carica organica come polvere di anacardio, polvere di gomma (polvere di gomma da battistrada polverizzato), una varietà di particelle di gomma non vulcanizzata, una varietà di particelle di gomma vulcanizzata, una carica inorganica come un solfato di bario, carbonato di calcio, un idrossido di calcio, vermiculite e/o mica, un abrasivo come un carburo di silicio, allumina, un silicato di zirconio, un lubrificante come il bisolfuro di molibdeno, un solfuro di stagno, un solfuro di zinco, solfuri di ferro e non ferrosi, particelle metalliche diverse dal rame e leghe di rame, e/o una combinazione di quanto sopra.

Gli abrasivi utilizzabili nella presente descrizione possono essere così classificati (l’elenco che segue è solamente indicativo, non necessariamente esaustivo e non limitativo):

• Abrasivi Blandi (Mohs 1-3): talco, idrossido di calcio, titanato di potassio, mica, vermiculite, caolino;

• Abrasivi Medi (Mohs 4-6): solfato di bario, ossido di magnesio, fluoruro di calcio, carbonato di calcio, wollastonite, silicato di calcio, ossido di ferro, silice, cromite, ossido di zinco;

• Abrasivi Forti (Mohs 7-9): carburo di silicio, sabbia di zirconia, silicato di zirconio, zirconio, corindone, allumina, mullite.

Il contenuto del modificatore di attrito, secondo le caratteristiche di attrito desiderate, può esssere compreso tra circa il 10% in volume e circa l’80% in volume rispetto al volume dell'intero materiale.

In generale, i componenti del materiale di attrito utilizzati secondo la descrizione sono i seguenti:

1. leganti

2. riempitivi o fillers

3. lubrificanti/modificatori di attrito

4. abrasivi (che possono fare parte dei riempitivi) 5. fibre (inorganiche/organiche/metalliche)

6. eventuali polveri metalliche

Tuttavia, resta inteso che uno o più dei suddetti elementi possono essere rimossi come desiderato.

Pastiglie freno realizzate con i suddetti materiali di attrito vengono accoppiate / operativamente associate ad un rivestimento anti-usura ed anti-corrosione applicato su almeno una superficie di attrito dei dischi freno configurata per cooperare in uso con la pastiglia freno. Il rivestimento è in forma di almeno due strati accoppiati, un primo strato superficiale più un secondo strato intermedio tra lo strato superficiale e la ghisa costituente il corpo del disco. Lo strato superficiale del rivestimento presenta particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse in una matrice metallica costituita da una lega di NiCr. Secondo una caratteristica della presente invenzione, però, lo strato di rivestimento superficiale viene depositato su di uno strato intermedio precedentemente (o simultaneamente) depositato sulla superficie del disco. Lo strato intermedio può includere uno o più dei seguenti materiali: particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse in una matrice metallica consistente in una lega di NiCr ad alta densità applicata ad esempio con tecnica HVOF, lega Ni5Al applicata con un sistema di deposizione del medesimo, come via tecnica HVOF; acciaio austenitico al Cr-Ni, come una lega FeNiCrMoSiC applicata con un sistema di deposizione del medesimo via tecnica HVOF; Ni applicato con un sistema di deposizione galvanico; Ni applicato con un sistema di deposizione del medesimo via tecnica HVOF; lega di NiCr applicato con un sistema di deposizione del medesimo via tecnica HVOF; o qualsiasi combinazione delle precedenti.

Qui e di seguito per “strato ad alta densità” si intende lo strato di particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse nella matrice metallica costituita da una lega di NiCr presentante durezze Hv comprese tra 800 e 1000. Invece, lo strato superficiale avente particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse nella matrice metallica in una lega di NiCr a media densità presenta una durezza Hv (Vickers) compresa tra 600 e 800.

Lo strato di acciaio austenitico può avere una composizione chimica variabile nei seguenti limiti:

35<Fe<88; 10<Cr<35; 2<Ni<18 (proporzioni in % di peso). In alcune forme di realizzazione, ci può essere prevalenza del Cr sul Ni. In alcune forme di realizzazione, lo strato può contenere anche molibdeno, come dal circa 1,5% al circa 18% in peso. Lo strato può inoltre includere altri elementi leganti in percentuali minori, quali Si, Mn, B, W, V, C, Cu, Co, Nb, che vengono aggiunti comunque in una quantità totale inferiore alla somma del contenuto in Fe, Cr e Ni. In alcune forme di realizzazione, lo strato può essere fatto di leghe FeNiCrMoSiC (ferro-nichel-cromo-molibdenosilicio-carbonio), ad esempio come quella nota con il nome commerciale di Diamalloy®.

In alcune forme di realizzazione lo strato metallico in acciaio austenitico può avere la seguente composizione chimica:

In alcune forme di realizzazione i rivestimenti includenti particelle metalliche di carburo di cromo (Cr3C2) disperse all'interno di una matrice metallica di una lega di NiCr ha una composizione fino al 75% in peso di carburo di cromo il saldo essendo in lega di NiCr al 20 o 25% di Cr.

I rivestimenti anti-usura ed anti-corrosione suddetti possono essere applicati per spray termico, come mediante tecnologia HVOF, fatta eventualmente eccezione per il Ni metallico, e le particelle di carburo nelle matrici metalliche sono, secondo un ulteriore aspetto della descrizione, in forma sferoidale. Tuttavia, possono essere utilizzate anche altre applicazioni, ad esempio Plasma Spray, Laser Cladding, Cold Laser Deposition, Laser Spray Deposition; e i carburi possono essere in forma non sferoidale.

I rivestimenti anti-usura secondo la descrizione possono presentare uno spessore complessivo compreso tra 20 e 400 micrometri e, dopo riporto a spray termico e rettifica, possono presentare una rugosità superficiale compresa tra 0,05 e 2,0 micrometri.

L’uso di tali selezionati materiali per le pastiglie freno e per il rivestimento anti-usura di dischi freno permette di implementare un metodo per la riduzione simultanea dell’usura di un disco freno e di pastiglie freno associate. Il metodo può comprendere uno o più dei seguenti:

- preparare pastiglie freno, come quelle utilizzando una formulazione di materiale di attrito del tipo copperfree (Low-steel o Non-asbestos organic);

- ricoprire almeno una superficie di attrito di un disco freno destinata a cooperare in uso con una pastiglia freno con un rivestimento anti-usura formato da due strati accoppiati. Questo include un primo strato, superficiale, cioè più esterno, cioè più distante dalla superficie da ricoprire, costituito da particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse in una matrice metallica in una lega di NiCr. Il rivestimento include inoltre un secondo strato, intermedio, cioè disposto tra il primo strato e la superficie da ricoprire, formato da un materiale scelto nel gruppo: particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse in una matrice di una lega di NiCr ad alta densità applicata con tecnica come la HVOF, lega Ni5Al applicata con un sistema di deposizione della medesima come via tecnica HVOF; acciaio austenitico al Cr-Ni, come una lega FeNiCrMoSiC applicata con un sistema di deposizione della medesima per esempio via tecnica HVOF; Ni applicato con un sistema di deposizione galvanico; Ni applicato con un sistema di deposizione del medesimo via tecnica HVOF; lega di NiCr applicata con un sistema di deposizione della medesima come via tecnica HVOF; qualsiasi combinazione delle precedenti.

Inoltre, il metodo può includere l’accoppiare le pastiglie freno ed il disco freno precedentemente preparati.

Il rivestimento anti-usura ed anti-corrosione può essere applicato mediante tecnologia di spray termico HVOF (High Velocity Oxygen Fuel), fatta eccezione per il nickel galvanico. Le tecniche di deposizione come sopra citate hanno dimostrato di permettere di ottenere una alta compattezza ed una bassa porosità.

Tuttavia, potrebbe essere possibile utilizzare anche altri metodi di applicazione con effetto equivalente.

Le pastiglie freno possono essere realizzate con un materiale di attrito appartenente alla famiglia dei copperfree (Low-steel o Non-asbestos organic) e possono essere accoppiate con un rivestimento anti-usura ed anticorrosione, secondo la descrizione, riportato su almeno una superficie di attrito del disco freno.

Un sistema di frenatura può essere implementato includente un elemento da frenare come un disco freno (ad esempio realizzato in una ghisa o in acciaio) ed almeno un elemento frenante come un ceppo o pastiglia freno, atto a cooperare per attrito con l’elemento da frenare. L’elemento da frenare può presentare almeno una superficie di attrito configurata per cooperare con l’elemento frenante, la quale superficie di attrito è almeno parzialmente ricoperta con un rivestimento anti-usura ed anti-corrosione secondo quanto precedentemente descritto. L’elemento frenante può avere almeno un blocco di materiale di attrito configurato per cooperare con l’elemento da frenare. Il materiale di attrito può essere del tipo copper-free (ad esempio Low-steel o Nonasbestos organic).

Gli esempi ed esempi comparativi sono qui riportati a titolo di illustrazione e non sono intesi a limitare la descrizione.

Esempio 1

Viene preparato un materiale d’attrito facente parte della categoria generica LS (low-steel), secondo la composizione nota attualmente in uso la quale è indicata in Tabella 1.

Tabella 1

In tabella 1, per abrasivi blandi, medi e forti vengono scelti uno o più materiali secondo quanto sotto indicato: Abrasivi Blandi (Mohs 1-3): talco, idrossido di calcio, titanato di potasio, mica, caolino

Abrasivi Medi (Mohs 4-6): solfato di bario, ossido di magnesio, fluoruro di calcio, carbonato di calcio, wollastonita, silicato di calcio, ossido di ferro, silice, cromite, ossido di zinco

Abrasivi Forti (Mohs 7-9): carburo di silicio, sabbia di zirconia, silicato di zirconio, zirconio, corindone, allumina, mullite.

Esempio 2

Il materiale di attrito secondo la tabella 1 viene stampato su supporti metallici identici e curato per formare pastiglie freno identiche (o generalmente identiche).

In particolare, lo stampaggio delle pastiglie freno viene effettuato a temperature comprese tra 60 e 200 °C ad una pressione da 150 a 1800 Kg/cm<2 >per un tempo compreso tra 3 e 10 minuti oppure preformando la miscela in uno stampo e successivamente stampando ad una temperatura da 130 a 180 °C ad una pressione da 150 a 500 kg/cm<2 >(14,7-49 MPa) per un periodo da 3 a 10 minuti.

L'articolo stampato risultante è tipicamente postcurato con trattamento termico da 150 a 400°C di durata da 5 minuti a 15 ore, poi verniciato a spruzzo o a polvere, essiccato in forno ed eventualmente lavorato meccanicamente ove necessario per dare il prodotto finito.

L'area effettiva di frenatura di ogni singola pastiglia è di circa 52,6 cm<2>.

Esempio 3

Vengono ottenuti una serie di dischi freno commerciali per ruote da 18 pollici in ghisa lamellare, tutti identici o generalmente identici, aventi le seguenti caratteristiche generali: diametro 356 mm; spessore (larghezza lungo l’asse di rotazione) 28mm; un disco viene lasciato a superfici nude; gli atri dischi freno vengono ricoperti su entrambe le opposte facce, definite dalle superfici di attrito destinate a cooperare in uso con le pastiglie freno, con rivestimenti anti-usura ed anti-corrosione, contrassegnati come A0 e da A1 a A6, aventi le composizioni e caratteristiche indicate in Tabella 2. (tutti i valori possono essere descritti come circa X così come con i particolari valori di X elencati). I dischi freno possono essere completamente o parzialmente rivestiti.

Tabella 2

I rivestimenti contenenti carburo di cromo contengono una quantità di carburo di cromo fino a circa il 75% in peso e per il restante (per esempio fino al 25% o fino a circa il 25%) una lega Ni-Cr. La lega al Ni-Cr può essere dal 20% al 25% di cromo, che può essere anche la medesima lega utilizzata per i rivestimenti in solo NiCr. Nel presente esempio è stato usato un rivestimento con carburo di cromo al 75% e lega NiCr al 25%. Il rivestimento FeNiCrMoSiC in acciaio austenitico ha la seguente composizione (percentuali in peso): 28% Cr -16% Ni - 4,5% Mo -1,5% Si - 1,75% C -bilancio Fe.

I rivestimenti di tabella 2 vengono applicati in questo esempio a spruzzo, mediante tecnologia HVOF (High velocity oxygen fuel spraying), fatta eccezione per lo strato in Nickel metallico del materiale A4, applicato per deposizione galvanica. Altri metodi potrebbero anche essere usati se aventi lo stesso risultato finale.

Nel processo HVOF come qui utilizzato una miscela di combustibile gassoso o liquido e ossigeno viene immessa in una camera di combustione, dove vengono bruciati in continuo; il gas caldo risultante, a una pressione vicina a 1 MPa, viene emesso attraverso un ugello convergente-divergente e viaggia attraverso una sezione diritta; i combustibili possono essere gas (idrogeno, metano, propano, propilene, acetilene, gas naturale, ecc.) o liquidi (cherosene, ecc.); la velocità del getto all'uscita della canna (> 1000 m/s) supera la velocità del suono. I materiali A1-A6 in polvere vengono di volta in volta iniettati nella corrente di gas, che accelera la polvere fino a 800 m/s e la corrente di gas caldo e polvere viene diretta verso la superficie da rivestire; la polvere si scioglie parzialmente nel flusso gassoso e si deposita sul substrato fornendo un rivestimento con bassa porosità ed elevata forza di adesione.

Dopo riporto a spray termico e successiva rettifica i rivestimenti anti-usura ed anti-corrosione presentano una rugosità superficiale che può variare da punto a punto ma è comunque compresa tra 0,1 e 0,5 micrometri. In questo esempio, lo spessore medio dei rivestimenti è compreso tra 80 e 160 micrometri.

Esempio 4

Utilizzando i dischi freno dell’esempio 3 e le pastiglie freno dell’esempio 2 sono state eseguite diverse prove fading, utilizzando pastiglie in materiale Copper-free. I risultati ottenuti sono illustrati nelle figure da 1 a 6, dove sono indicate le combinazioni utilizzate:

• Ghisa nuda (A): disco freno non rivestito accoppiato a pastiglie freno realizzate con materiale di attrito “Cu-free”;

• A0: disco freno rivestito commerciale accoppiato a pastiglie freno realizzate con materiale di attrito “Cu-free”;

• A1: disco freno rivestito con materiale A1 accoppiato a pastiglie freno realizzate con materiale di attrito “Cu-free”;

• A2: disco freno rivestito con materiale A2 accoppiato a pastiglie freno realizzate con materiale di attrito “Cu-free”.

• A3: disco freno rivestito con materiale A3 accoppiato a pastiglie freno realizzate con materiale di attrito “Cu-free”.

• A4: disco freno rivestito con materiale A4 accoppiato a pastiglie freno realizzate con materiale di attrito “Cu-free”.

• A5: disco freno rivestito con materiale A5 accoppiato a pastiglie freno realizzate con materiale di attrito “Cu-free”.

• A6: disco freno rivestito con materiale A6 accoppiato a pastiglie freno realizzate con materiale di attrito “Cu-free”.

Vengono inoltre valutate a fine prova le usure sia del disco freno che delle pastiglie freno utilizzati in ciascun test. I risultati ottenuti sono riportati in tabella 3. (tutti i valori possono essere descritti come circa X così come con i particolari valori di X elencati)

Tabella 3

DISCUSSIONE DEI RISULTATI

Come risulta evidente da quanto finora descritto, i materiali A1-A6 utilizzati per i rivestimenti sono tutti nuovi nel campo dei rivestimenti anti-usura ed anticorrosione per dischi freno. Infatti, il materiale che costituisce lo strato superficiale del rivestimento, a base di carburi di cromo dispersi in una matrice metallica costituita da una lega nichel-cromo, viene sovrapposto ad un secondo strato di materiale protettivo per la ghisa, costituito dalla descritta selezione di materiali metallici, scelti nel gruppo consistente in: Cr3C2 – NiCr ad alta densità, leghe di Ni5Al, leghe FeNiCrMoSiC, Nickel metallico ottenuto per deposizione galvanica; Ni applicato con un sistema di deposizione del medesimo via tecnica HVOF; lega di NiCr applicato con un sistema di deposizione del medesimo via tecnica HVOF; qualsiasi combinazione delle precedenti.

Dalla comparazione dei grafici derivabili mediante il test fading (Figure 1-8), risulta evidente il miglior comportamento in frenata dei dischi freno rivestiti con tutti i sei materiali A1-A6 rispetto alla ghisa nuda. Inoltre, risulta per tutti i rivestimenti nei materiali A1-A6 un buon mantenimento del coefficiente di attrito durante le frenate successive, evidenziato dalla linea blu (grigio più chiaro) nel grafico a sinistra in figure 1-8. In particolare, la variazione del coefficiente di attrito durante la serie di frenate successive mostra un comportamento migliore, o comparabile, con quello ottenibile con dischi in ghisa non rivestita.

Osservando poi i dati di usura riportati in tabella 3 si riscontra come a fronte di valori di usura (misurati in grammi di perdita di peso del disco e perdita di millimetri della pastiglia al termine del test fading rispetto alla situazione iniziale) delle pastiglie freno realizzate con la mescola di attrito del tipo Copper-free e del disco in ghisa nuda, quando accoppiati tra loro, di rispettivamente 7.5 g e 1.0 mm, tutti i dischi freno provvisti dei rivestimenti anti-usura A1-A6 presentano usura inferiore (da soli 4.2 a 7.0 g) di quello in ghisa nuda (7.5 g), inoltre le pastiglie freno, presentano usura inferiore (da 0.46 a 0.90 mm) a quella della pastiglia accoppiata al disco in ghisa nuda (1.0 mm).

Le micrografie superficiali di figure 9-11 permettono di caratterizzare i rivestimenti anti-usura ed anticorrosione. Come è evidente dall’immagine relativa al disco A1 (per esempio grazie alla tecnologia di spruzzatura HVOF) le particelle di carburo incluse nelle matrici metalliche sono in forma sferoidale. Inoltre, può essere osservata la matrice composita caratteristica del materiale A1 (figura 9) e la distribuzione irregolare dei carburi nel materiale. Questa matrice di carburo di cromo costituisce lo strato esterno superficiale dei rivestimenti oggetto della descrizione A1-A6.

Nel disco commerciale A0 si osserva uno strato superficiale di carburo di tungsteno (A) depositato su strato intermedio di nichel (B) a protezione della ghisa. Nel materiale A1 il rivestimento è costituito esclusivamente da particelle di Cr3C2 in una matrice di NiCr, si evidenzia la maggiore porosità dello strato superficiale (C) denotato dalla presenza di diffuse zone scure, rispetto al sottostante strato ad alta densità (D). Nel materiale A2, lo strato superficiale (E) di Cr3C2 in matrice di NiCr è depositato su di uno strato di Ni5Al (F) a protezione della ghisa evidenziato da un colore più chiaro.

Nel materiale A3 (figura 10), lo strato superficiale di Cr3C2 in matrice di NiCr (A) è depositato su di uno strato in lega di FeNiCrMoSiC (B) a protezione della ghisa evidenziato da un colore più chiaro.

Nel materiale A4 (figura 10), lo strato superficiale di Cr3C2 in matrice di NiCr (C) è depositato su di uno strato di Nichel galvanico (D) a protezione della ghisa ed evidenziato da un colore più chiaro.

Nel materiale A5 (figura 11), lo strato superficiale di Cr3C2 in matrice di NiCr (A) è depositato su di uno strato di Nichel metallico (B) ottenuto con spruzzatura HVOF a protezione della ghisa ed evidenziato da un colore più chiaro.

Nel materiale A6 (figura 11), lo strato superficiale di Cr3C2 in matrice di NiCr (C) è depositato su di uno strato di lega NiCr (D) ottenuto con spruzzatura HVOF a protezione della ghisa ed evidenziato da un colore più chiaro.

Gli strati di rivestimento protettivo sono caratterizzati da proprietà meccaniche diverse, la misura della microdurezza attraverso nano-indenter sulla sezione del materiale permette di descrivere il rivestimento. A titolo esemplificativo, in figura 12, 13 e 14, 15 sono riportati i profili di durezza dei rivestimenti presenti nei dischi A1 e A4. Nel caso A1 (Figura 12,13) di uno strato a doppia densità di Cr3C2 in una matrice di NiCr, la diversa densità del materiale depositato è evidenziata dal valore della durezza che cresce inizialmente dai 250 HV della ghisa a circa 800-1000 HV dello strato intermedio ad alta densità, seguito dallo strato superficiale a densità minore caratterizzato da durezze nell’intervallo 800-600 HV. Analogamente, sul rivestimento del disco A4 (Figura 14,15), uno strato superficiale di particelle di Cr3C2 in una matrice di NiCr è depositato su di uno strato intermedio di nichel galvanico a protezione della ghisa. In questo caso, la durezza passa dai 250 HV della ghisa ai 300-600 HV dello strato di nichel, per poi crescere ulteriormente passando allo strato superficiale di Cr3C2 600-800 HV.

In figura 16 è mostrato a titolo esemplificativo, il risultato di un test di corrosione accelerato che pone a confronto un disco in ghisa tipo A con un disco rivestito secondo la descrizione del tipo A1. I dischi sono sottoposti ad un test fading e successivamente a 15 cicli da 24 ore l’uno in camera climatica con nebbia salina secondo la norma Audi/Volkswagen PV 1210. Le immagini evidenziano come il disco in ghisa sia ricoperto da uno spesso strato di materiale ossidato, mentre il disco rivestito con il materiale A1, presenta un livello di corrosione della pista sensibilmente ridotto. Il test dimostra così l’importanza del rivestimento secondo la descrizione per la proprietà anticorrosione dei dischi freno.

Nelle figure 17-19 sono riportate le micrografie superficiali dei dischi rivestiti dopo la prova fading. Da queste di evidenzia come alcuni dei materiali oggetto della descrizione presentino una notevole riduzione della formazione di cricche superficiali, causa potenziale di usura precoce dei materiali e di infiltrazioni corrosive. Inoltre, il rivestimento superficiale in carburo di cromo presenta valori di modulo elastico (EiT) (derivabili dai valori di microdurezza e dalla profondità di indentazione) inferiori a quanto generalmente mostrato da dischi rivestiti in carburo di tungsteno e compreso tra 160 e 180, mentre il carburo di tungsteno presenta usualmente valori del modulo elastico superiori a 200.

CONCLUSIONI

Tutti e sei i nuovi strati di materiale anti-usura ed anti-corrosione testati sui medesimi dischi freno permettono non solo di ridurre l’usura del disco freno, ma permettono inoltre di ridurre anche l’usura delle pastiglie freno testate (verosimilmente questo è valido per qualsiasi famiglia di composizioni di materiale d’attrito attualmente in uso, vista la composizione generale del materiale d’attrito testato) e, dall’altra parte, permettono al contempo e del tutto sorprendentemente di ottenere una buona costanza del coefficiente di attrito, risolvendo l’inconveniente della necessità di un lungo “rodaggio”.

Inoltre, il test di corrosione accelerato ha dimostrato l’efficacia dei rivestimenti oggetto della descrizione nel migliorare le proprietà anti-corrosione di dischi freno in ghisa.

Dalla descrizione precedente, si apprezzerà che sono stati descritti rivestimenti inventivi per dischi freno e metodi per ridurre l'usura. Mentre diverse componenti, tecniche e aspetti sono stati descritti con un certo grado di particolarità, è evidente che molte modifiche possono essere apportate nei disegni, nelle costruzioni e nella metodologia specifici qui sopra descritti senza allontanarsi dallo spirito e dallo scopo di questa descrizione.

Alcune funzionalità descritte in questa descrizione nel contesto di implementazioni separate possono anche essere implementate in combinazione in un'unica implementazione. Viceversa, varie funzionalità descritte nel contesto di una singola implementazione possono anche essere implementate in più implementazioni separatamente o in qualsiasi sottocomcombinazione adatta. Inoltre, sebbene le caratteristiche possano essere descritte sopra come agenti in determinate combinazioni, una o più caratteristiche di una combinazione rivendicata possono, in alcuni casi, essere escisse dalla combinazione, e la combinazione può essere rivendicata come qualsiasi subcombinazione o variazione di qualsiasi sottocombinazione.

Inoltre, mentre i metodi possono essere rappresentati nei disegni o descritti nelle specifiche in un ordine particolare, tali metodi non devono essere eseguiti nell'ordine particolare mostrato o in ordine sequenziale e non è necessario eseguire tutti i metodi per ottenere risultati desiderabili. Altri metodi che non sono descritti o descritti possono essere incorporati nei metodi e nei processi di esempio. Ad esempio, uno o più metodi aggiuntivi possono essere eseguiti prima, dopo, simultaneamente o tra uno qualsiasi dei metodi descritti. Inoltre, i metodi possono essere riorganizzati o riordinati in altre implementazioni. Inoltre, la separazione dei vari componenti del sistema nelle implementazioni sopra descritte non dovrebbe essere intesa come tale da richiedere una tale separazione in tutte le implementazioni, e dovrebbe essere chiaro che i componenti ed i sistemi descritti possono generalmente essere integrati insieme in un singolo prodotto o impacchettati in più prodotti. Inoltre, altre implementazioni rientrano nell'ambito di questa descrizione.

Il linguaggio condizionale, come "può", "potrebbe", "dovrebbe", a meno che non sia specificato diversamente, o altrimenti compreso nel contesto usato, è generalmente inteso a comunicare che certe forme di realizzazione includono o non includono, alcune caratteristiche, elementi e / o passaggi. Pertanto, tale linguaggio condizionale non è generalmente inteso a implicare che le caratteristiche, gli elementi e / o le fasi siano in qualche modo richieste per una o più forme di realizzazione.

Il linguaggio congiuntivo come la frase "almeno uno tra X, Y e Z", a meno che non sia specificato diversamente, è altrimenti capito in base al contesto usato generalmente per indicare che un elemento, un termine, ecc. può essere X, Y o Z. Pertanto, tale linguaggio congiuntivo non è generalmente inteso a implicare che certe forme di realizzazione richiedano la presenza di almeno una tra X, almeno una di Y, e almeno una di Z.

Il linguaggio di grado qui usato, come i termini "approssimativamente", "circa", "generalmente" e "sostanzialmente" come qui usati rappresentano un valore, una quantità o una caratteristica prossima al valore, all'ammontare o alla caratteristica dichiarati che esegue ancora una funzione desiderata o raggiunge il risultato desiderato. Ad esempio, i termini "approssimativamente", "circa", "generalmente" e "sostanzialmente" possono riferirsi a un importo inferiore o uguale al 10% di, entro un valore inferiore o uguale al 5% di, entro un valore inferiore uguale o uguale all'1% di, entro un valore inferiore o uguale allo 0,1% di, e inferiore o uguale allo 0,01% della quantità indicata. Se la quantità indicata è 0 (ad esempio, “nessuna”, “non avendo”), gli intervalli sopra citati possono essere intervalli specifici e non all'interno di una particolare percentuale del valore. Ad esempio, entro un valore inferiore o uguale a 10 wt./vol. % di, inferiore o uguale a 5 wt./vol. % di, inferiore o uguale a 1 wt./vol. % di, inferiore o uguale a 0,1 wt./vol. % di, e inferiore o uguale a 0,01 wt./vol. % dell'importo indicato.

Tutti gli intervalli indicati includono i limiti superiore ed inferiore dell’intervallo se non esplicitamente esclusi.

Alcune forme di realizzazione sono state descritte in relazione ai disegni allegati. Le figure sono in scala, ma tale scala non è limitante, poiché dimensioni e proporzioni diverse da quelle mostrate sono contemplate e rientrano nell'ambito delle invenzioni descritte. Distanze, angoli, ecc. sono puramente illustrativi e non hanno necessariamente una relazione esatta con le dimensioni reali e il layout dei dispositivi illustrati. I componenti possono essere aggiunti, rimossi e / o riorganizzati. Inoltre, la descrizione qui riportata di qualsiasi particolare caratteristica, aspetto, metodo, proprietà, caratteristica, qualità, attributo, elemento o simile in connessione con varie forme di realizzazione può essere utilizzata in tutte le altre forme di realizzazione qui esposte. Inoltre, si riconoscerà che qualsiasi metodo qui descritto può essere praticato usando qualsiasi dispositivo adatto per l'esecuzione delle fasi indicate.

Mentre un certo numero di forme di realizzazione e varianti di esse sono state descritte in dettaglio, altre modifiche e metodi di utilizzo dello stesso saranno evidenti a coloro che sono esperti nel settore. Di conseguenza, si dovrebbe comprendere che varie applicazioni, modifiche, materiali e sostituzioni possono essere fatte di equivalenti senza allontanarsi dalla descrizione unica e inventiva qui presente o dall'ambito delle rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Rivestimento anti-usura ed anti-corrosione per un disco freno, applicabile almeno ad una superficie di attrito del disco freno configurata per cooperare in uso con un elemento frenante quale una pastiglia freno, caratterizzato dal fatto che il rivestimento anti-usura ed anti-corrosione consiste in due strati accoppiati, un primo strato, superficiale e più esterno, ed un secondo strato, intermedio, disposto tra il primo strato, superficiale, e detta superficie di attrito del disco freno; il primo strato, superficiale, del rivestimento consistendo in particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse in una matrice metallica costituita da una lega di NiCr il primo strato essendo stato applicato per spray termico; ed il secondo strato essendo costituito da un materiale scelto nel gruppo consistente in: particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse in una matrice metallica costituita da una lega di NiCr ad alta densità applicata per spray termico, lega Ni5Al applicata per spray termico; acciaio austenitico al Cr-Ni, preferibilmente costituito da una lega FeNiCrMoSiC applicata per spray termico; Ni applicato con un sistema di deposizione galvanico; Ni applicata per spray termico; lega di NiCr applicata per spray termico; qualsiasi combinazione delle precedenti; il primo strato venendo depositato sul secondo strato precedentemente depositato su detta superficie di attrito del disco.
2. Rivestimento anti-usura ed anti-corrosione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le dette particelle di carburo di cromo (Cr3C2) sono disperse in forma sferoidale; detto primo strato essendo stato applicato con un sistema di deposizione del medesimo via tecnica HVOF.
3. Rivestimento anti-usura ed anti-corrosione secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che presenta uno spessore compreso tra 20 e 400 micrometri.
4. Rivestimento anti-usura ed anti-corrosione secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che presenta, dopo riporto e rettifica una rugosità superficiale compresa tra 0,05 e 1,0 micrometri; detto riporto a spray termico quando applicato per realizzare detti primo e/o secondo strato, consistendo in un sistema di deposizione via tecnica HVOF.
5. Disco freno per veicolo includente almeno una superficie di attrito destinata a cooperare in uso con un elemento frenante quale una pastiglia freno, caratterizzato dal fatto che almeno la detta superficie di attrito è ricoperta con un rivestimento anti-usura ed anti-corrosione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4.
6. Metodo per la riduzione simultanea dell’usura di un disco freno e di pastiglie freno associate, comprendente le fasi di: - preparare pastiglie freno utilizzando una formulazione di materiale di attrito del tipo copper-free (Low-steel o Non-asbestos organic); - ricoprire almeno una superficie di attrito di un disco freno destinata a cooperare in uso con una pastiglia freno con un rivestimento anti-usura ed anti-corrosione costituito da un primo strato, superficiale, di particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse in una matrice metallica costituita da una lega NiCr, ed accoppiato ad un secondo strato costituito da selezionate combinazioni di materiali metallici, scelte nel gruppo consistente in: particelle di Cr3C2 disperse in una matrice di NiCr ad alta densità, leghe di NiAl, acciaio austenitico al Cr-Ni preferibilmente consistente in leghe FeNiCrMoSiC, Nickel metallico; leghe di NiCr qualsiasi combinazione delle precedenti; - accoppiare le pastiglie freno ed il disco freno precedentemente preparati.
7. Metodo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il rivestimento anti-usura ed anti-corrosione viene applicato mediante tecnologia di spray termico HVOF (High Velocity Oxygen Fuel), fatta esclusione per lo strato Nickel metallico, che viene applicato per spray termico HVOF o per via galvanica.
8. Metodo secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che vengono accoppiate pastiglie freno realizzate con un materiale di attrito appartenente alla famiglia dei copper-free (Low-Steel o Non-Asbestos Organic) con detto rivestimento anti-usura ed anticorrosione riportato su almeno una superficie di attrito del disco freno.
9. Uso di materiali di attrito appartenenti alla famiglia copper-free (Low-Steel o Non-Asbestos Organic) per la fabbricazione di pastiglie freno in combinazione con uso di rivestimenti anti-usura ed anti-corrosione su almeno una superficie di attrito di dischi freno operativamente associati alle dette pastiglie freno per ridurre simultaneamente l’usura delle pastiglie freno e dei dischi freno e ridurre la probabilità di formazione di fenomeni corrosivi di qualsiasi genere; caratterizzato dal fatto che detti rivestimenti anti-usura ed anti-corrosione consistono in un primo strato, superficiale, di particelle di carburo di cromo (Cr3C2) disperse in una matrice metallica costituita da una lega NiCr, ed accoppiato ad un secondo strato costituito da selezionate combinazioni di materiali metallici, scelte nel gruppo consistente in: particelle di Cr3C2 disperse in una matrice di NiCr ad alta densità, leghe di NiAl, acciai austenitici Cr-Ni preferibilmente costituiti da leghe FeNiCrMoSiC, Nickel metallico;leghe di NiCr; qualsiasi combinazione delle precedenti.
10. Sistema di frenatura comprendente un elemento da frenare costituito da un disco freno realizzato in una ghisa o in acciaio ed almeno un elemento frenante costituito da un ceppo o pastiglia freno, atto a cooperare per attrito con l’elemento da frenare, caratterizzato dal fatto che, in combinazione: - l’elemento da frenare presenta almeno una superficie di attrito configurata per cooperare con l’elemento frenante, la quale superficie di attrito è ricoperta con un rivestimento anti-usura ed anti-corrosione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4; - l’elemento frenante comprende almeno un blocco di materiale di attrito configurato per cooperare con l’elemento da frenare, il materiale di attrito essendo del tipo copperfree (Low-Steel o Non-Asbestos Organic).