IT202100008807A1

IT202100008807A1 - Composizione di materiale d'attrito e pastiglia freno associata

Info

Publication number: IT202100008807A1
Application number: IT102021000008807A
Authority: IT
Inventors: Margherita Giletta; Annamaria Canuti; Daniele Morero
Original assignee: Itt Italia Srl
Priority date: 2021-04-08
Filing date: 2021-04-08
Publication date: 2022-10-08
Also published as: JP2024516554A; WO2022215031A1; CN117280131A; EP4320365A1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?COMPOSIZIONE DI MATERIALE D'ATTRITO E PASTIGLIA FRENO ASSOCIATA?

Campo tecnico

La presente invenzione si riferisce a una composizione di materiale di attrito particolarmente idonea per la fabbricazione di strati/blocchi di attrito per elementi di attrito come elementi frenanti, per esempio, pastiglie o ganasce freno per veicoli. L'invenzione si riferisce anche a una pastiglia freno associata realizzata con questa composizione di materiale di attrito e in particolare, ma non esclusivamente, idonea per equipaggiare l?asse posteriore di un veicolo.

La composizione di materiale di attrito della presente invenzione ? priva di amianto ed ?, in particolare, ma non esclusivamente, del cosiddetto tipo ?a basso tenore di acciaio?, e ha caratteristiche eccellenti per quanto riguarda i fenomeni noti come ?attrito statico? e ?creep groan?, vale a dire che la ricorrenza di tali fenomeni ? limitata o assente.

Stato dell?arte

Le composizioni di materiale di attrito per la produzione di pastiglie freno possono essere classificate in materiali semimetallici, che hanno pi? del 50% di metalli ferrosi (polvere di ferro, fibra di acciaio), materiali a basso contenuto di metalli o LS (a basso tenore di acciaio) con il 5-35% di metalli ferrosi e materiali organici privi di amianto (Non-Asbestos Organic Materials, NAO) che sostanzialmente non contengono materiali ferrosi.

? noto che, in particolare in condizioni di funzionamento e/o ambientali difficili, si pu? avere come risultato, durante l'uso, un fenomeno di "incollaggio" di una o pi? delle pastiglie freno di un veicolo al relativo disco del freno realizzato in ghisa o acciaio. Ci? ? dovuto generalmente a fenomeni corrosivi che influiscono sul disco del freno e che, durante la frenata, hanno come risultato il fatto che i prodotti della corrosione si combinano con il materiale di attrito della pastiglia freno, causando l'adesione accidentale della pastiglia freno al disco del freno; adesione che viene mantenuta temporaneamente anche quando viene disattivato il freno del veicolo. Questo fenomeno di adesione ? noto con il termine tecnico inglese ?stiction?, un termine che deriva dalla contrazione e dalla fusione dei termini ?static? (statico) e ?friction? (attrito), vale a dire il termine ?static friction? (attrito statico).

Ovviamente, il verificarsi di un fenomeno di attrito statico o di incollaggio su un veicolo durante l'uso implica vari inconvenienti, come scossoni/tensioni durante la frenata e successivamente al rilascio del freno, un consumo energetico maggiore e, in casi estremi, la rottura del materiale di attrito della pastiglia freno, che porta al guasto del veicolo e/o alla necessit? di una sostituzione prematura delle pastiglie freno. Pertanto, il fenomeno di attrito statico ? ben noto nel campo delle pastiglie freno e influisce anche sui veicoli che corrono sempre su strade pavimentate, se esposti a condizioni climatiche umide.

Un altro fenomeno che si verifica nelle pastiglie freno, specialmente se realizzate con materiali di attrito LS, ? il cosiddetto ?creep groan?. Questo fenomeno consiste in una vibrazione a bassa frequenza del telaio nel veicolo, che si verifica con una pressione molto bassa sulla pastiglia freno e a velocit? estremamente bassa e che d? al guidatore una sensazione molto fastidiosa. ? il classico esempio di una vibrazione di frenata autoprovocata causata dal cosiddetto effetto ?stick-slip?, vale a dire dalla ?aderenza? ripetuta e dal successivo scivolamento della pastiglia freno sul disco del freno, o dalla ripetuta transizione tra attrito dinamico e statico.

Varie soluzioni sono note nella tecnica per cercare di ridurre questi fenomeni, ma non risolvono completamente il problema o presentano ulteriori svantaggi.

EP0959262 illustra una pastiglia per freno a disco in grado di ridurre il creep groan usando una composizione contenente un materiale di base fibroso, privo di amianto, un legante e un agente di regolazione dell'attrito, in cui il legante ? costituito interamente o parzialmente da una resina di silicone modificata e in cui, in combinazione, la composizione di materiale di attrito contiene tra lo 0,5 e il 20% del volume di una zeolite come parte dell?agente di regolazione dell?attrito, la resina di silicone modificata ? contenuta nella composizione di materiale di attrito in una quantit? compresa tra 3% e il 30% in volume della composizione totale. La resina di silicone modificata si ottiene facendo reagire un olio o una gomma di silicone con una resina fenolica del tipo novolac. Ci? ha come risultato un materiale costoso e difficile da produrre.

US 2005/004258 descrive un materiale per guarnizioni di attrito che ? privo di rame ma contiene una notevole quantit? di fibre di acciaio inossidabile. Il materiale di riempimento usato in US 2005/004258 ? grafite in una quantit? compresa tra il 7 e il 15% in volume.

WO 2011/131227 illustra un materiale di attrito a basso tenore di acciaio (LS) per pastiglie freno, che ? sostanzialmente privo di rame. Il componente di carbonio ? contenuto in una quantit? compresa tra il 36 e il 51% in volume nella composizione descritta al suo interno. Le composizioni a basso tenore di acciaio per guarnizioni di attrito sono progettate per applicazioni ad alta pressione e alta temperatura e hanno buone propriet? dei materiali ad alte velocit?. Tuttavia, le miscele/composizioni note di materiali per guarnizioni di attrito a basso tenore di acciaio (LS) sono svantaggiose in termini di comfort di frenata.

WO2019120648 illustra un materiale ibrido per guarnizioni di attrito e pastiglie freno realizzate con lo stesso, in cui si cerca di combinare le propriet? positive di un materiale per guarnizioni di attrito a basso tenore di acciaio (le cosiddette guarnizioni di attrito o materiali per guarnizioni di attrito a basso tenore di acciaio (LS)) e di un materiale per guarnizioni di attrito organico privo di amianto (le cosiddette guarnizioni di attrito o materiali per guarnizioni di attrito organici privi di amianto (NAO)). In forme di realizzazione preferite, tale materiale di attrito ibrido contiene: dal 15 al 22%, in particolare dal 17 al 20%, di almeno un legante, dal 5 all?11% di fibre organiche o una miscela di fibre organiche, dall?1 al 20%, in particolare dall?8 al 14%, di almeno un ulteriore composto organico, dallo zero o dall'8 al 16% di fibre inorganiche o una miscela di fibre inorganiche, dal 10 al 40% di almeno un ossido inorganico, dal 6 al 12%, di almeno un silicato inorganico, dal 13 al 15% di zolfo o almeno un composto di zolfo inorganico, dal 10 al 16% di carbonio o almeno un materiale costituito essenzialmente da carbonio, in particolare selezionato dal gruppo costituito da grafite naturale, grafite sintetica, coke di petrolio, coke di petrolio essiccato, nerofumo e qualsiasi loro miscela, dall?1 all?1,5% di almeno un riempitivo selezionato dal gruppo di idrossidi inorganici, in particolare idrossido di calcio, e dallo zero fino all?1% di almeno un metallo, in particolare ferro o leghe di ferro.

Tale materiale ibrido d? tuttavia luogo a un comportamento che ? un compromesso in termini di prestazioni di frenata e comfort, che pu? essere non ottimale o meno che ottimale per molte applicazioni.

Sommario dell'invenzione

? uno scopo della presente invenzione fornire forme di realizzazione di un materiale di attrito progettato per produrre un blocco o uno strato di attrito, in particolare, ma non esclusivamente, per le pastiglie freno, in cui il materiale di attrito ha una formulazione che consente di diminuire o eliminare i fenomeni sia di attrito statico sia di creep groan riducendo la tendenza del blocco di attrito ad aderire contro una superficie di un partner in attrito con il quale coopera.

In particolare, lo scopo di questa illustrazione ? fornire forme di realizzazione di tale materiale di attrito come parte integrante di, o integrato in, una pastiglia freno progettata per cooperare durante l'uso con un disco del freno realizzato in acciaio o in ghisa.

? un ulteriore scopo dell'invenzione fornire forme di realizzazione di un materiale di attrito avente una composizione mirata a ottenere un comportamento frenante del tipo di composizione di attrito LS (a basso tenore di acciaio) e che ? priva di rame e/o di leghe di rame, ad eccezione delle impurit?, ma in cui la formulazione ? destinata a ottenere una bassa tendenza a comportamenti di attrito statico e creep groan comparabile, o addirittura migliore, rispetto a quella delle composizioni di attrito NAO (organiche prive di amianto).

Questa illustrazione si riferisce pertanto a forme di realizzazione di un materiale di attrito e di una pastiglia freno associata del cosiddetto tipo ?privo di rame? e formulati/realizzati in modo tale da diminuire o eliminare la tendenza del blocco di attrito ad aderire contro una superficie di un suo partner in attrito, come un disco del freno in acciaio o in ghisa, o una parte integrante di un disco della frizione per veicoli o per qualsiasi altra applicazione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Qui e di seguito, l'espressione ?privo/a di rame? deve essere intesa come indicante un contenuto di rame e/o di materiali contenenti rame, come le leghe di rame, pari allo 0,5% massa (in peso) o inferiore.

L?illustrazione si riferisce inoltre a forme di realizzazione di una pastiglia freno equipaggiata con, o avente come suo componente integrato, tale blocco o strato di attrito realizzato con un materiale di attrito secondo l?invenzione.

L'illustrazione si riferisce anche a forme di realizzazione di un metodo per fabbricare pastiglie freno per veicoli aventi una tendenza ridotta o nulla sia all?attrito statico sia al creep groan.

Nelle forme di realizzazione della presente invenzione illustrate qui di seguito, una composizione di materiale di attrito priva di amianto ? progettata per essere stampata come un blocco o uno strato di attrito, preferibilmente, ma non esclusivamente, per equipaggiare un elemento di frenatura come una pastiglia freno o una ganascia freno.

La composizione di materiale di attrito priva di amianto comprende, come materiali componenti, almeno un legante organico, almeno un riempitivo inorganico, almeno un lubrificante, almeno un abrasivo duro, almeno un abrasivo morbido, materiali a base di carbonio e, facoltativamente, almeno un metallo o una miscela di metalli.

Qui e di seguito, per abrasivo duro si devono intendere sostanze inorganiche aventi una durezza uguale o superiore a 7 sulla scala Mohs, mentre per abrasivo morbido si devono intendere sostanze inorganiche aventi una durezza inferiore a 7 sulla scala Mohs.

Nella forma di realizzazione dell'invenzione secondo la presente illustrazione, gli abrasivi duri di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs sono costituiti esclusivamente da abrasivi duri aventi una forma tondeggiante.

Qui e di seguito, con ?forma tondeggiante? si deve intendere la forma di una particella, per es., di una sostanza in forma di polvere, per la quale il rapporto R/S tra la sua rotondit? e la sua sfericit? pu? essere calcolato e ha un valore compreso tra 0,6 e 0,8, inclusi i valori limite inferiori e superiori dell'intervallo di cui sopra.

La rotondit? e la sfericit? sono quantit? definite matematicamente secondo Krumbein e Sloss (1963), come per es., descritto nella pubblicazione: ?Oil Sand Characterization for Standalone Screen Design and Large-Scale Laboratory Testing for Thermal Operations? - Mahadi Mahmoudi et al. - SPE Thermal Well Integrity and Design Symposium - Banff, Alberta, Canada, 23?25 November 2015.

Gli abrasivi duri (vale a dire aventi una durezza superiore a 7 sulla scala Mohs) di forma tondeggiante idonei per essere usati secondo la presente invenzione possono essere scelti, preferibilmente, ma non esclusivamente, nel gruppo costituito da: allumina, corindone, carburo di silicio, carburo di tungsteno, carburo di zirconio, silicato di zirconio, nitruro di boro, qualsiasi loro miscela.

I materiali a base di carbonio che possono essere usati nelle forme di realizzazione secondo questa illustrazione possono essere scelti, preferibilmente, ma non esclusivamente, nel gruppo costituito da: grafite, coke grafitizzato, coke di petrolio, coke di petrolio desolforato, nerofumo, grafene, loro miscele.

I materiali a base di carbonio che possono essere usati nelle forme di realizzazione secondo questa illustrazione possono essere contenuti nella composizione di materiale di attrito in una quantit? inferiore al 22% vol (?% vol? indica ?percentuale di volume?) calcolata sul volume totale della composizione.

Almeno un metallo o miscela di metalli preferibilmente non ? costituito da rame e/o da leghe di rame, ad eccezione delle impurit? (il contenuto di rame deve essere mantenuto in ogni caso uguale o inferiore allo 0,5% in peso), e pu? essere contenuto nella composizione di materiale di attrito in una quantit? inferiore al 7% di volume calcolato sul volume totale della composizione e pu? essere scelto, preferibilmente, ma non esclusivamente, nel gruppo costituito da: ferro, acciaio, acciaio inossidabile, stagno, zinco, leghe metalliche in polvere o fibra, fibre di acciaio, fibre di acciaio inossidabile.

Almeno un lubrificante pu? essere costituito da un lubrificante a base di solfuro, preferibilmente, ma non esclusivamente, scelto nel gruppo costituito da solfuri metallici di Sn, Zn, Fe, Mo, e loro miscele; il lubrificante a base di solfuro pu? essere contenuto nella composizione in una quantit? compresa tra 6% vol e 18% vol calcolato sul volume totale della composizione.

L'abrasivo morbido avente una durezza inferiore a 7 sulla scala Mohs pu? essere contenuto nella composizione in una quantit? compresa tra il 26% vol e il 38% vol calcolata sul volume totale della composizione e pu? essere scelto, preferibilmente, ma non esclusivamente, nel gruppo costituito da: magnesia, cromite, zirconia, magnetite, ematite, quarzo, ossidi di zinco, ossidi di stagno, solfato di bario, silicato, fluoruro, qualsiasi loro miscela.

Il legante organico pu? essere costituito da uno dei seguenti: resine fenoliche, resine epossidiche, resine siliconiche, resine fenoliche modificate, resine melamminiche, resine polimmidiche e loro miscele; il legante organico pu? essere presente nella composizione di materiale di attrito in una quantit? compresa tra il 20% vol e il 30% vol calcolato sul volume totale della composizione, da solo o insieme a fibre organiche. ? possibile scegliere fibre organiche idonee, preferibilmente, ma non esclusivamente, nel gruppo costituito da: fibre poliacriliche, fibre poliaramidiche, fibre aramidiche, fibre di cellulosa, qualsiasi loro miscela.

Il contenuto di fibre organiche presenti nella composizione viene calcolato come frazione del contenuto totale di legante organico, vale a dire come parte di esso.

Il riempitivo inorganico pu? essere presente nella composizione in una quantit? compresa tra 8% vol e 20% vol calcolata sul volume totale della composizione e pu? essere scelto, preferibilmente, ma non esclusivamente, nel gruppo costituito da: fibre minerali, fibre di vetro, lana minerale, fillosilicati (mica, vermiculite, talco), titanati, idrossidi inorganici di Ca, Mg, K, qualsiasi loro miscela.

Secondo un aspetto dell'invenzione, le forme di realizzazione della presente illustrazione possono non includere, ad eccezione delle impurit?, qualsiasi abrasivo duro di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs avente una forma angolare, come definito secondo Krumbein e Sloss (1963), vale a dire avente una granulometria in cui il rapporto R/S (Rotonda/Sfericit?) ? inferiore a 0,6.

Inoltre, le forme di realizzazione della presente illustrazione possono non includere, ad eccezione delle impurit?, qualsiasi rame o lega di rame, sotto forma di polveri o fibre.

Il rapporto tra il contenuto in volume dell'abrasivo duro arrotondato e gli abrasivi morbidi pu? essere 1:5 e, in combinazione, il rapporto tra il contenuto in volume dei lubrificanti rispetto a quello del totale degli abrasivi (morbido e duro, arrotondato) pu? essere 1:4.

Il rapporto tra il contenuto in volume di almeno un abrasivo duro di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs avente una forma tondeggiante e il contenuto in volume dei materiali a base di carbonio pu? essere 1:3.

Il rapporto tra il contenuto in volume di almeno un metallo o miscela di metalli e i materiali a base di carbonio pu? essere 1:6 e, in combinazione, il rapporto tra il contenuto in volume di almeno un metallo o miscela di metalli e di almeno un abrasivo duro di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs avente una forma tondeggiante pu? essere 1:2.

Una pastiglia freno che include un blocco di materiale di attrito realizzato con la composizione di materiale di attrito pu? essere stampata e polimerizzata in qualsiasi modo noto idoneo, usando la composizione di materiale di attrito menzionata precedentemente.

Le forme di realizzazione di un metodo per fabbricare pastiglie freno per veicoli aventi una tendenza ridotta o nulla sia all?attrito statico sia al creep groan comprendono la fase di preparazione di una composizione di materiale di attrito priva di amianto come indicato sopra, e le fasi di stampaggio di detta composizione di materiale di attrito in un blocco o strato di materiale di attrito applicato su un supporto metallico e di polimerizzazione del blocco o strato di materiale di attrito ottenuto in tal modo.

Breve descrizione dei disegni

Forme di realizzazione preferite, ma non limitanti, saranno ora descritte in modo maggiormente dettagliato facendo riferimento a un certo numero di esempi di lavoro pratici di implementazione, che sono destinati esclusivamente a illustrare in modo non esaustivo e non limitativo le caratteristiche che fanno parte del contenuto della presente illustrazione, e facendo riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

- la Figura 1 illustra una microfotografia SEM (Microscopio elettronico a scansione) di una forma di realizzazione della composizione di materiale di attrito secondo l'invenzione dopo lo stampaggio e la polimerizzazione;

- la Figura 2 illustra schematicamente e in modo breve il metodo di classificazione della forma tondeggiante o non tondeggiante di particelle solide di forma irregolare;

- la Figura 3 illustra una microfotografia SEM di un abrasivo duro (silicato di zirconio) avente una forma tondeggiante secondo la definizione fornita nella presente illustrazione;

- la Figura 4 illustra una microfotografia SEM di un abrasivo duro (carburo di silicio) non avente una forma tondeggiante secondo la definizione fornita nella presente illustrazione;

- la Figura 5 illustra una microfotografia SEM di un materiale grezzo (fillosilicato vermiculite) usato come riempitivo nelle forme di realizzazione della presente illustrazione prima di essere miscelato con altri materiali di composizione delle forme di realizzazione del materiale di attrito della presente invenzione;

- la Figura 6 illustra una microfotografia SEM dello stesso materiale (fillosilicato vermiculite) della Figura 5 e usato come riempitivo nelle forme di realizzazione della presente illustrazione come appare (si vedano le particelle grigie allungate) in un blocco di materiale di attrito dopo la miscelazione, lo stampaggio e la polimerizzazione; - la Figura 7 illustra un grafico che riporta i risultati di una prova con accelerometro a tre assi SQuadriga in: ampiezza (m/s<2>) per tempo (s) in relazione a un blocco di materiale di attrito realizzato in un materiale di attrito LS secondo una formulazione standard;

- la Figura 8 illustra un grafico che riporta i risultati della stessa prova con accelerometro a tre assi SQuadriga in: ampiezza (m/s<2>) per tempo (s) in relazione a un blocco di materiale di attrito realizzato in un materiale di attrito secondo l'invenzione; e

- la Figura 9 illustra un confronto tra le rispettive sezioni di fading corrispondenti dei grafico che mostrano il risultato della stessa prova di efficienza AK-Master eseguita su due blocchi di materiale di attrito formati, rispettivamente, nel materiale di attrito LS secondo una formulazione standard della Figura 7 (grafico sulla sinistra) e nel materiale di attrito secondo l'invenzione della Figura 8 (grafico sulla destra).

Descrizione dettagliata

Operando con tecniche di miscelazione standard, sono state preparate e testate composizioni di materiale di attrito privo di amianto progettate per prendere la forma di un blocco o strato di attrito, preferibilmente, ma non esclusivamente, per equipaggiare un elemento frenante come una pastiglia freno o una ganascia freno.

? stata preparata e testata, come materiale di riferimento, una composizione di materiale di attrito LS senza amianto con formulazione standard. Sono state anche preparate e testate composizioni di materiale di attrito formulate secondo possibili forme di realizzazione della presente invenzione ma aventi per i materiali rimanenti una formulazione sostanzialmente corrispondente alla formulazione del materiale di riferimento.

Tutte le formulazioni della composizione di materiale di attrito privo di amianto (di riferimento e dell?invenzione) preparate e testate comprendono, come materiali di composizione, almeno un legante organico, almeno un riempitivo inorganico, almeno un lubrificante, almeno un abrasivo duro avente una durezza superiore a 7 sulla scala Mohs, almeno un abrasivo morbido avente una durezza inferiore a 7 sulla scala Mohs, materiali a base di carbonio e, facoltativamente, almeno un metallo o una miscela di metalli.

Almeno un lubrificante pu? essere costituito, preferibilmente, ma non esclusivamente, da un lubrificante a base di solfuro scelto nel gruppo costituito dai solfuri metallici di Sn, Zn, Fe, Mo e loro miscele; nelle forme di realizzazione esemplificative dell'invenzione, il lubrificante a base di solfuro pu? essere contenuto nella composizione in una quantit? compresa tra il 6% vol e il 18% vol calcolato sul volume totale della composizione.

Almeno un abrasivo morbido avente una durezza inferiore a 7 sulla scala Mohs pu? essere contenuto nella composizione, preferibilmente, ma non esclusivamente, in una quantit? compresa tra il 26% vol e il 38% vol calcolata sul volume totale della composizione.

L'abrasivo morbido pu? essere, preferibilmente, ma non esclusivamente, scelto nel gruppo costituito da: magnesia, cromite, zirconia, magnetite, ematite, quarzo, ossidi di zinco, ossidi di stagno, solfato di bario, silicato, fluoruro, qualsiasi loro miscela.

Almeno un legante organico pu? essere costituito, preferibilmente, ma non esclusivamente, da uno dei seguenti: resine fenoliche, resine epossidiche, resine siliconiche, resine fenoliche modificate, resine melamminiche, resine polimmidiche e loro miscele.

Il legante organico pu? essere presente nella composizione in una quantit? compresa tra il 20% vol e il 30% vol calcolata sul volume totale della composizione.

La composizione di materiale di attrito secondo l'invenzione pu? comprendere anche fibre organiche che possono essere scelte, preferibilmente, ma non esclusivamente, nel gruppo costituito da: fibre poliacriliche, fibre poliaramidiche, fibre aramidiche, fibre di cellulosa, qualsiasi loro miscela.

Le fibre organiche possono essere, preferibilmente, ma non esclusivamente, contenute nella composizione di materiale di attrito della presente illustrazione come parte del legante organico, poich? possono avere l'obiettivo principale di aumentarne la resistenza alle condizioni operative di lavoro delle pastiglie/ganasce del freno che possono essere fabbricate a partire dalle composizioni di materiale di attrito della presente illustrazione.

Di conseguenza, il contenuto di fibre organiche presenti nelle composizioni della presente illustrazione ? stato scelto come frazione del contenuto del legante organico, per es., come parte della quantit? totale dal 20% vol al 30% vol calcolata sul volume totale della relativa composizione, a seconda delle propriet? meccaniche da implementare nel blocco di materiale di attrito finale stampato dalla composizione grezza e/o a seconda delle condizioni operative della pastiglia/ganascia freno, per esempio il carico meccanico e termico.

Almeno un riempitivo inorganico pu? essere presente nelle composizioni della presente illustrazione in una quantit? compresa tra 8% vol e 20% vol calcolata sul volume totale della composizione; almeno un riempitivo inorganico viene scelto, preferibilmente, ma non esclusivamente, nel gruppo costituito da: fibre minerali, fibre di vetro, lana minerale, fillosilicati (mica, vermiculite, talco), titanati, idrossidi inorganici di Ca, Mg, K, qualsiasi loro miscela.

I materiali a base di carbonio usati nelle composizioni di materiale di attrito della presente illustrazione possono essere scelti, preferibilmente, ma non esclusivamente, nel gruppo costituito da: grafite, coke grafitizzato, coke di petrolio, coke di petrolio desolforato, nerofumo, grafene, loro miscele.

Secondo un primo aspetto della presente invenzione, gli abrasivi duri di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs che possono essere usati nelle composizioni di materiale di attrito della presente illustrazione possono essere costituiti, esclusivamente o quasi esclusivamente, da abrasivi duri tondeggianti, vale a dire di abrasivi duri (vale a dire aventi una durezza superiore a 7 sulla scala Mohs) formati da particelle solide aventi una forma tondeggiante, in cui ?tondeggiante? ? definito di seguito, con riferimento alla Figura 2.

Qui e di seguito, per ?abrasivi duri di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs aventi una forma tondeggiante? si devono intendere gli abrasivi duri che possono includere, esclusivamente o quasi esclusivamente, particelle abrasive aventi un rapporto R/S (Rotondit?/Sfericit?) nell'intervallo:

0,6 ? R/S ? 0,8

in cui R e S sono calcolate secondo Krumbein e Sloss (1963), per es., come indicato nell'articolo ?Oil Sand Characterization for Standalone Screen Design and Large-Scale Laboratory Testing for Thermal Operations? - Mahadi Mahmoudi et al. - SPE Thermal Well Integrity and Design Symposium - Banff, Alberta, Canada, 23?25 November 2015.

Qui e di seguito, per ?quasi esclusivamente? si deve intendere una quantit? di particelle che ? pari al 90% o vicina al 90% del volume totale della sostanza abrasiva dura considerata.

Il calcolo dei valori R e S deve essere effettuato usando le seguenti equazioni (riportate anche nella Figura 2); i fattori da introdurre nelle formule sono mostrati nell'esempio visivo non limitativo fornito nella parte laterale destra della Figura 2:

[1] R = Rotondit? =

[2] S = Sfericit? =

Vale a dire, una particella di forma irregolare pu? essere schematizzata come illustrato nella Figura 2, lato destro; tale particella pu? avere alcuni bordi arrotondati, ciascun raggio r1, r2, ri, come indicato nella Figura 2; la particella pu? essere inscritta in un cerchio; il cerchio inscrivente di raggio minimo ha un raggio ?rmin-cer?, come illustrato nella Figura 2; il bordo arrotondato di raggio massimo ha un raggio ?rmax-in?; anche se non sono presenti bordi arrotondati, ?rmax-in? sar? in questo caso il raggio del cerchio pi? grande che pu? essere inscritto all'interno del confine particellare.

Nella tabella mostrata nel lato sinistro della Figura 2 la forma del confine di alcune particelle ?reali? ? schematizzata visivamente e sono forniti i valori di R e S che possono essere calcolati come spiegato sopra. Come si pu? osservare, anche una particella identificata come P1 con solo bordi affilati pu? avere un'elevata sfericit? (0,9), ma ha (ovviamente) una rotondit? molto bassa (0,1).

Di conseguenza, il rapporto R/S pu? sempre essere calcolato e, come si pu? osservare nella tabella grafica nella Figura 2, lato sinistro, le particelle che sembrano avere un confine pi? liscio e arrotondato sono tutte all'interno dell'intervallo indicato sopra:

0,6 ? R/S ? 0,8

Secondo la definizione fornita sopra, gli abrasivi duri di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs aventi una forma tondeggiante possono essere scelti, preferibilmente, ma non esclusivamente, nel gruppo costituito da: allumina, corindone, carburo di silicio, carburo di tungsteno, carburo di zirconio, silicato di zirconio, nitruro di boro, qualsiasi loro miscela.

Come ulteriori esempi di ci? che ? l'aspetto visivo di un materiale abrasivo duro grezzo che pu? essere classificato come ?abrasivo duro di forma tondeggiante? ? presentata nella Figura 3 una micrografia SEM del silicato di zirconio. L'aspetto di questo materiale della Figura 3 deve essere confrontato con l'aspetto del materiale mostrato nella Figura 4, che ? una micrografia avente lo stesso ingrandimento della Figura 3 di un abrasivo duro di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs ma non avente una forma tondeggiante, ossia, nell'esempio mostrato, carburo di silicio.

La Figura 1 illustra l'aspetto ipotizzato dal materiale grezzo della Figura 3 in una composizione di materiale di attrito secondo l'invenzione dopo la polimerizzazione, vale a dire in un blocco di attrito di materiale di attrito pronto per essere applicato (o gi? applicato) a un supporto metallico per formare una pastiglia freno. Come ? chiaramente mostrato, le grandi particelle tondeggianti disperse nella matrice di materiale di attrito polimerizzato sono quelle di silicato di zirconio, vale a dire quelle dell'abrasivo duro di forma tondeggiante avente una durezza superiore a 7 sulla scala Mohs, come possono essere identificate mediante analisi micrografica spettrale.

Inoltre, la scelta dei giusti riempitivi pu? essere di elevata importanza nella composizione di materiale di attrito della presente illustrazione. In particolare, nella Figura 5 ? illustrata una micrografia di un materiale grezzo costituito da un riempitivo preferito, vale a dire fillosilicato vermiculite. La Figura 6 illustra l'aspetto dello stesso riempitivo all'interno di una composizione di materiale di attrito polimerizzato secondo l'invenzione. Considerando l'aspetto del materiale grezzo di partenza, il fillosilicato vermiculite ? stato compresso in particelle allungate incorporate nella matrice del materiale di attrito e capaci di impartire alla composizione di materiale di attrito indurito una resistenza maggiore.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, i materiali a base di carbonio, come indicato sopra, possono essere contenuti nelle composizioni secondo la presente illustrazione in una quantit? inferiore al 22% vol (in volume) calcolata sul volume totale della composizione, vale a dire in una quantit? limitata, o comunque ristretta.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, almeno un metallo o una miscela di metalli, quando presenti nella composizione, non ? costituito da rame e/o da qualsiasi lega di rame, ad eccezione delle impurit? (in ogni caso il contenuto totale di rame deve essere al massimo uguale, o preferibilmente inferiore allo 0,5% massa, vale a dire in peso), e deve essere comunque contenuto nella composizione in bassa quantit?, vale a dire a una quantit? inferiore al 7% in volume calcolata sul volume totale della composizione.

Anche i rapporti tra coppie selezionate di materiali componenti all'interno della composizione di materiale di attrito secondo l'invenzione possono essere di fondamentale importanza per raggiungere l'obiettivo di risolvere l?oggettivo problema tecnico come indicato all'inizio di questa illustrazione, vale a dire per ridurre o eliminare la tendenza del materiale di attrito finale ad essere soggetto ai fenomeni sia di creep groan sia di attrito statico.

Il rapporto tra il contenuto in volume di almeno un metallo o una miscela di metalli e dei materiali a base di carbonio deve essere preferibilmente 1:6 e comunque all'interno dell'intervallo tra 5:100 e 88:100.

In combinazione con la caratteristica di cui sopra, il rapporto tra il contenuto in volume di almeno un metallo o una miscela di metalli e di almeno un abrasivo duro di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs avente una forma tondeggiante deve essere preferibilmente 1:2 e comunque all'interno dell'intervallo tra 11:100 e 233:100.

Secondo un aspetto dell'invenzione, la composizione di materiale di attrito della presente illustrazione non include, ad eccezione di impurit? o comunque in una quantit? sostanziale, qualsiasi abrasivo duro di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs avente una forma angolare, come definito secondo Krumbein e Sloss (1963), vale a dire avente granulometria in cui il rapporto R/S (Rotondit?/Sfericit?) ? inferiore a 0,6.

Pertanto, per esempio, la composizione secondo l'invenzione non includer? carburo di silicio come abrasivo duro, almeno non in una quantit? sostanziale.

Qui e di seguito, per ?quantit? sostanziale? si deve intendere una quantit? al di sotto del 10% vol del volume totale della composizione.

Il rapporto tra il contenuto in volume dell'abrasivo duro arrotondato/tondeggiante (di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs) e degli abrasivi morbidi ? preferibilmente 1:6 e comunque all'interno dell'intervallo tra 8:100 e 35:100.

In combinazione con la caratteristica di cui sopra, il rapporto tra il contenuto in volume dei lubrificanti rispetto al totale degli abrasivi (morbidi e duri, arrotondati) ? preferibilmente 1:5 e comunque all'interno dell'intervallo tra 13:100 e 62:100.

? importante mantenere il rapporto tra il contenuto in volume di almeno un abrasivo duro di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs avente una forma tondeggiante e il contenuto in volume dei materiali a base di carbonio a circa 1:3 e comunque all'interno dell'intervallo tra 15:100 e 113:100.

La presente invenzione sar? ora meglio illustrata con riferimento ai seguenti esempi pratici, che devono essere intesi comunque come non limitativi e non esaustivi.

Gli esempi e gli esempi comparativi sono qui riportati di seguito a titolo illustrativo e non intendono pertanto limitare l?invenzione.

ESEMPIO 1

Sono state preparate due formulazioni, contrassegnate come ?Standard? e ?Innovativa?, secondo la tabella seguente. La formulazione ?standard? corrisponde a una ben nota formulazione di materiale di attrito della categoria LS (a basso tenore di acciaio) normalmente usata per fabbricare blocchi di materiale di attrito per pastiglie freno di veicoli ed ? usata nella presente come materiale di ?riferimento?.

Tabella 1

I componenti mostrati nella Tabella 1, che indica valori di % in volume sul volume totale della combinazione/miscela, sono stati miscelati uniformemente in un miscelatore orizzontale (per es., del tipo Loedige) e stampati in uno stampo a una pressione di 20 tonnellate per 3 minuti a una temperatura di 160 ?C, quindi polimerizzati per 10 minuti di trattamento termico a 400 ?C, producendo un materiale di attrito secondo l'invenzione, indicato come ?Innovativo?, e un materiale di riferimento secondo la tecnica nota e usato per successivi test comparativi, indicato come ?standard?; ogni blocco di materiale di attrito cos? ottenuto ? realizzato in modo solidale con supporti metallici identici costituiti da piastre di acciaio piatte (piastre posteriori) per formare pastiglie freno per veicoli.

ESEMPIO 2

Le pastiglie freno prodotte nel modo descritto nell'Esempio 1 sono state montate su un veicolo e sono state sottoposte alle seguenti prove.

PROVA DI ATTRITO STATICO ? PROCEDURA 1

? Rodaggio? 100 arresti 50-0kph, 20%g

? Condizionamento con acqua di rubinetto

? Modalit? parcheggio con freno di stazionamento inserito ? Parcheggio notturno all?interno

? Rilascio del freno di stazionamento, registrazione del livello del suono (dB)

? Ripetizione dei passaggi precedenti per 10 giorni (eccetto i fine settimana)

? Pressione sonora richiesta pi? bassa possibile; la pressione sonora viene rilevata in dB tramite un analizzatore audio e acustico palmare tipo XL2 della societ? NTI Audio dotato di un condensatore omnidirezionale prepolarizzato, microfono a campo libero, intervallo di frequenza 5 Hz - 20 kHz, sensibilit? tipica a 1 kHz -27,5 dBV/Pa ?2 dB (42 mV/Pa).

I risultati ottenuti sono riportati nelle seguenti Tabelle 2 e 3.

Va notato che 43 dB corrispondono a un livello di rumore del veicolo (auto) con il motore ACCESO (vale a dire corrispondono al rumore di fondo). I livelli di rumore causato dall?attrito statico inferiori a 43 dB non vengono quindi percepiti, poich? coperti dal rumore di fondo dell?auto. Di conseguenza, quando non ? stato registrato alcun rumore, nelle tabelle viene riportato il valore di (43) dB.

Tabella 2

Tabella 3

Come si pu? osservare dal confronto dei valori di rumorosit? nelle Tabelle 2 e 3 di cui sopra, il rumore in dB risultante per la formulazione ?innovativa? a basso tenore di acciaio ? molto inferiore a quello della formulazione ?standard? (riferimento).

PROVA DI ATTRITO STATICO ? PROCEDURA 2

? 200 arresti da 80 km/h a 20 km/h a 0,3 g

? Spruzzatura del disco con soluzione di NaCl al 5% ? Forza di serraggio in base al parametro del progetto ? Parcheggio dell?auto all?esterno per 3 giorni (prima e seconda prova) e 10 giorni (terza prova)

? Misurazione della coppia con chiave dinamometrica ? Risultato espresso in Nm

I risultati della prova sono riportati nella seguente Tabella 4.

TABELLA 4

Come mostrato nella Tabella 4, i risultati dell?attrito statico per la formulazione innovativa a basso tenore di acciaio sono molto inferiori rispetto alla formulazione standard.

Procedura su veicolo per creep groan - descrizione e valutazione:

? Rodaggio? 40 br.-30 bar da 100 a 50 km/h - Ogni 1,5 km ? Valutazione dello stridio da arresto - Fasi da 1 a 5:

? Fase 1 - Mattina - Dopo 1 notte, veicolo parcheggiato all'esterno, guida verso la pendenza senza frenare -Pendenza al 12% - Motore acceso - [AVANTI]

? Fase 2 - Ripetizione della fase 1 [INDIETRO]

? Fase 3 - Strada pianeggiante

? Fase 4 - Ripetizione della fase 1 dopo riscaldamento a 30 ?C [AVANTI]

? Fase 5 - Ripetizione della fase 2 dopo riscaldamento a 30 ?C [INDIETRO]

? Ripetizione delle fasi 1-5 per 3 giorni.

? Considerazione di umidit? relativa [%] e temperatura [?C]

? Valutazione del CG (creep groan) considerando:

Intensit?/Riproducibilit? ? Indice soggettivo min.: 4; indice max.: 10.

I risultati ottenuti sono riportati nella seguente Tabella 5.

TABELLA 5

Come si pu? osservare, la formulazione innovativa a basso tenore di acciaio mostra un comportamento di creep groan piuttosto migliore rispetto alla formulazione di riferimento (standard) e in linea con quello dei materiali NAO noti.

La vibrazione in funzione del tempo ? stata misurata anche durante l?azionamento del freno da un accelerometro a tre assi SQuadriga: ampiezza (m/s<2>) rispetto al tempo (s). I risultati ottenuti sono riportati nelle Figure 7 e 8. La Figura 7 illustra il comportamento della formulazione di riferimento (standard), mentre la Figura 8 illustra il comportamento della formulazione innovativa. ? chiaro che l'ampiezza e la frequenza delle vibrazioni rilevate sono drasticamente inferiori nella composizione di materiale di attrito (Innovativo) secondo la presente invenzione.

ESEMPIO 3

Le pastiglie freno prodotte nella maniera descritta nell'Esempio 1 sono state montate su un veicolo e sottoposte a una prova di efficienza secondo gli standard AK-Master, che includeva: stabilizzazione della frenata, frenata a differenti pressioni di fluido, frenata a freddo (<50 ?C), frenata di simulazione autostradale, due serie di frenate ad alta energia (prova del FADING) intervallate da una serie di frenate di recupero.

I risultati ottenuti sono riportati nella Figura 9, che confronta i grafici relativi alla sezione FADING della prova nel caso della formulazione standard (Riferimento), lato sinistro del grafico, e nel caso della formulazione innovativa (secondo l'invenzione), lato destro del grafico.

Di particolare importanza ? la parte cerchiata in entrambi i grafici. La formulazione innovativa ha mostrato un livello di attrito nominale complessivo paragonabile a una formulazione standard a basso tenore di acciaio (0,41 rispetto a 0,44); tuttavia, le prestazioni di fading della formulazione innovativa sono pi? elevate e pi? stabili lungo tutta la sezione Fading rispetto a quelle della formulazione standard.

ESEMPIO 4

Dieci formulazioni sono state preparate all'interno degli intervalli indicati nella seguente Tabella 6, variando in modo casuale le quantit? relative dei componenti di materiale di attrito elencati nella stessa Tabella 6.

Tabella 6

Successivamente, le corrispondenti pastiglie di attrito sono state preparate usando le dieci differenti formulazioni di composizione di materiale di attrito preparate secondo il contenuto della Tabella 6, operando come nell'Esempio 1.

Successivamente, le prove come descritte e riportate negli Esempi 2 e 3 sono state ripetute sulle nuove pastiglie freno, ottenendo risultati sempre paragonabili a quelli descritti in precedenza (comportamento delle composizioni limitato a una variazione del 10% pi? o in meno rispetto alla composizione innovativa dell'Esempio 1).

Da quanto dichiarato sopra e dai precedenti esempi pratici, ? chiaro che l'invenzione si estende anche a una pastiglia freno che include un blocco di materiale di attrito realizzato con la composizione di materiale di attrito secondo la presente illustrazione.

Inoltre, l'invenzione si estende anche a un metodo per fabbricare pastiglie freno per veicoli aventi una tendenza ridotta o nulla sia all?attrito statico sia al creep groan, il metodo comprendente la fase di preparazione di una composizione di materiale di attrito priva di amianto comprendente, come materiali componenti, almeno un legante organico, almeno un riempitivo inorganico, almeno un lubrificante, almeno un abrasivo duro avente una durezza superiore a 7 sulla scala Mohs, almeno un abrasivo morbido avente una durezza inferiore a 7 sulla scala Mohs, materiali a base di carbonio e, facoltativamente, almeno un metallo o una miscela di metalli; e le fasi di stampaggio di detta composizione di materiale di attrito in un blocco o strato di materiale di attrito applicato su un supporto metallico e di polimerizzazione del blocco o strato di materiale di attrito ottenuto in tal modo; in cui:

i. gli abrasivi duri di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs inclusi nella composizione sono costituiti, esclusivamente o quasi esclusivamente, da abrasivi duri aventi una forma tondeggiante (secondo il significato chiarito sopra);

ii. i materiali a base di carbonio inclusi nella composizione sono mantenuti in una quantit? inferiore al 22% vol (in volume) calcolata sul volume totale della composizione;

iii. almeno un metallo o una miscela di metalli inclusi nella composizione non ? costituito da Cu, eccetto per le impurit?, e pu? essere scelto nel gruppo costituito da: ferro, acciaio, acciaio inossidabile, stagno, zinco, leghe di metallo ad eccezione delle leghe di Cu (salvo impurit?) in polvere o fibra, fibre di acciaio, fibre di acciaio inossidabile, loro miscele; ed ? incluso nella composizione in una quantit? inferiore al 7% di volume calcolata sul volume totale della composizione.

Nel metodo della presente invenzione, il contenuto in volume di almeno uno di detti abrasivi duri di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs avente una forma tondeggiante e il contenuto in volume di detti materiali a base di carbonio possono essere scelti, con riferimento al totale della composizione di materiale di attrito, in un rapporto 1:3.

Inoltre, i materiali a base di carbonio possono essere preferibilmente scelti nel gruppo costituito da: grafite, coke grafitizzato, coke di petrolio, coke di petrolio desolforato, nerofumo, grafene, loro miscele.

Infine, il contenuto in volume di almeno un metallo o miscela di metalli e dei materiali a base di carbonio nella composizione di materiale di attrito pu? essere scelto in un rapporto 1:6; e il contenuto in volume di almeno un metallo o miscela di metalli e di almeno uno di detti abrasivi duri di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs avente una forma tondeggiante nella composizione di materiale di attrito pu? essere scelto in un rapporto 1:2.

Conclusioni

Dai suddetti esempi pratici e dall?illustrazione ? chiaro che le composizioni di materiale di attrito preparate secondo questa illustrazione, e in particolare rientranti nei relativi valori di composizione indicati nella Tabella 6, sono molto meno soggetti ai fenomeni sia di attrito statico sia di creep groan rispetto a una composizione LS standard analoga, pur mantenendo prestazioni di frenata paragonabili o addirittura migliori alle composizioni LS standard; il comportamento di creep groan ? inoltre sostanzialmente paragonabile a quello dei materiali di attrito NAO senza che il materiale innovativo presenti le prestazioni di frenata notoriamente meno buone dei materiali NAO rispetto ai materiali LS.

Di conseguenza sono soddisfatti tutti gli scopi della presente illustrazione.

Terminologia specifica

Sebbene alcuni dispositivi, sistemi e metodi di frenata siano stati illustrati nel contesto di determinate forme di realizzazione esemplificative, gli esperti nella tecnica comprenderanno che l'ambito di questa illustrazione si estende oltre le forme di realizzazione illustrate specificamente ad altre forme di realizzazione e/o usi alternativi delle forme di realizzazione e ad alcune loro modifiche ed equivalenti. L'uso con qualsiasi struttura rientra espressamente nell'ambito di questa invenzione. Varie caratteristiche e aspetti delle forme di realizzazione illustrate possono essere combinati o sostituiti l'uno con l'altro, al fine di formare modalit? variabili del gruppo. L'ambito di questa illustrazione non deve essere limitato dalle particolari forme di realizzazione illustrate, descritte nella presente.

Il linguaggio condizionale, ad esempio ?pu?? o ?potrebbe?, salvo ove diversamente indicato o diversamente inteso all?interno del contesto usato, intende generalmente esprimere che alcune forme di realizzazione includono o non includono alcune caratteristiche, elementi e/o fasi. Pertanto tale linguaggio condizionale generalmente non intende implicare che caratteristiche, elementi e/o fasi siano in alcun modo richiesti per una o pi? forme di realizzazione.

Salvo ove diversamente indicato, i termini ?approssimativamente?, ?circa? e ?sostanzialmente? nell?accezione qui utilizzata rappresentano una quantit? vicina alla quantit? indicata che esegue comunque una funzione desiderata o ottiene un risultato desiderato. Per esempio, in alcune forme di realizzazione, a seconda del contesto, i termini ?approssimativamente?, ?circa? e ?sostanzialmente? possono riferirsi a una quantit? con differenza inferiore o pari al 10% rispetto alla quantit? indicata. Allo stesso modo, il termine ?generalmente? nell?accezione qui utilizzata rappresenta un valore, una quantit? o una caratteristica che include prevalentemente o tende a un valore, una quantit? o una caratteristica specifici.

Questa illustrazione contempla espressamente la possibilit? di combinare o sostituire le une con le altre varie caratteristiche e aspetti delle forme di realizzazione illustrate. Di conseguenza, l'ambito di questa illustrazione non deve essere limitato dalle particolari forme di realizzazione illustrate descritte sopra, ma deve essere determinato soltanto mediante una lettura obiettiva delle rivendicazioni che seguono, nonch? dall?ambito dei loro equivalenti.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Composizione di materiale di attrito privo di amianto avente un contenuto di rame pari a 0,5% massa o meno, progettata per prendere la forma di un blocco o uno strato di attrito, preferibilmente, ma non esclusivamente per equipaggiare un elemento frenante come una pastiglia freno o una ganascia freno, la composizione di materiale di attrito priva di amianto comprendente, come materiali componenti, almeno un legante organico, almeno un riempitivo inorganico, almeno un lubrificante, almeno un abrasivo duro avente una durezza superiore a 7 sulla scala Mohs, almeno un abrasivo morbido avente una durezza inferiore a 7 sulla scala Mohs, materiali a base di carbonio e, facoltativamente, almeno un metallo o una miscela di metalli, caratterizzata dal fatto che in combinazione:

i. gli abrasivi duri con una durezza superiore a 7 sulla scala Mohs sono costituiti esclusivamente da abrasivi duri aventi una forma tondeggiante; ii. i materiali a base di carbonio sono contenuti in detta composizione in una quantit? inferiore al 22% vol (in volume) calcolata sul volume totale della composizione;

iii. almeno detto metallo o miscela di metalli non ? costituito da rame e/o da leghe di rame eccetto per le impurit? ed ? contenuto in detta composizione in una quantit? inferiore al 7% in volume calcolato sul volume totale della composizione.

2. Composizione di materiale di attrito privo di amianto secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che almeno detto lubrificante ? costituito da un lubrificante a base di solfuro scelto nel gruppo costituito da solfuri metallici di Sn, Zn, Fe, Mo, e loro miscele; detto lubrificante a base di solfuro ? contenuto nella composizione in una quantit? compresa tra 6% vol e 18% vol calcolata sul volume totale della composizione.

3. Composizione di materiale di attrito privo di amianto secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che almeno un abrasivo morbido avente una durezza inferiore a 7 sulla scala Mohs ? contenuto nella composizione in una quantit? compresa tra il 26% vol e il 38% vol calcolata sul volume totale della composizione; detto abrasivo morbido ? preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: magnesia, cromite, zirconia, magnetite, ematite, quarzo, ossidi di zinco, ossidi di stagno, solfato di bario, silicato, fluoruro, qualsiasi loro miscela.

4. Composizione di materiale di attrito privo di amianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che gli abrasivi duri di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs aventi una forma tondeggiante includono esclusivamente particelle abrasive aventi un rapporto R/S (Rotondit?/Sfericit?) nell'intervallo:

0,6 ? R/S ? 0,8

in cui R ed S sono calcolate secondo Krumbein e Sloss (1963).

5. Composizione di materiale di attrito privo di amianto secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che gli abrasivi duri di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs aventi una forma tondeggiante sono scelti nel gruppo costituito da: allumina, corindone, carburo di silicio, carburo di tungsteno, carburo di zirconio, silicato di zirconio, nitruro di boro, qualsiasi loro miscela.

6. Composizione di materiale di attrito privo di amianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno un legante organico ? costituito da una qualsiasi delle seguenti: resine fenoliche, resine epossidiche, resine siliconiche, resine fenoliche modificate, resine melamminiche, resine polimmidiche e loro miscele; detto legante organico essendo presente nella composizione in una quantit? compresa tra il 20% vol e il 30% vol calcolata sul volume totale della composizione.

7. Composizione di materiale di attrito privo amianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno un riempitivo inorganico ? presente nella composizione in una quantit? compresa tra 8% vol e 20% vol calcolata sul volume totale della composizione; detto almeno un riempitivo inorganico ? preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: fibre minerali, fibre di vetro, lana minerale, fillosilicati (mica, vermiculite, talco), titanati, idrossidi inorganici di Ca, Mg, K, qualsiasi loro miscela.

8. Composizione di materiale di attrito privo di amianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che non include, ad eccezione delle impurit?, qualsiasi abrasivo duro di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs avente una forma angolare, come definito secondo Krumbein e Sloss (1963), vale a dire avente granulometria in cui il rapporto R/S (Rotondit?/Sfericit?) ? inferiore a 0,6.

9. Composizione di materiale di attrito privo di amianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il rapporto tra il contenuto in volume di detti abrasivi duri arrotondati e detti abrasivi morbidi ? compreso tra 8:100 e 35:100 ed ? preferibilmente 1:6 e, in combinazione, il rapporto tra il contenuto in volume dei lubrificanti rispetto al totale degli abrasivi (morbidi e duri, arrotondati) ? compreso tra 13:100 e 62:10 ed ? preferibilmente 1:5.

10. Composizione di materiale di attrito privo di amianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il rapporto tra il contenuto in volume di almeno uno di detti abrasivi duri di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs avente una forma tondeggiante e il contenuto in volume di detti materiali a base di carbonio ? compreso tra 15:100 e 113:10 ed ? preferibilmente 1:3; detti materiali a base di carbonio sono preferibilmente scelti nel gruppo costituito da: grafite, coke grafitizzato, coke di petrolio, coke di petrolio desolforato, nerofumo, grafene, loro miscele.

11. Composizione di materiale di attrito privo di amianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che comprende anche fibre organiche scelte nel gruppo costituito da: fibre poliacriliche, fibre poliaramidiche, fibre aramidiche, fibre di cellulosa, qualsiasi loro miscela; il contenuto di fibre organiche presente nella composizione viene scelto come frazione del contenuto del legante organico, per es., come parte di esso.

12. Composizione di materiale di attrito privo di amianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che almeno detto metallo ? scelto nel gruppo costituito da: ferro, acciaio, acciaio inossidabile, stagno, zinco, leghe metalliche eccetto le leghe di Cu in polvere o in fibra, fibre di acciaio, fibre di acciaio inossidabile; il rapporto tra il contenuto in volume di almeno detto metallo o miscela di metalli e detti materiali a base di carbonio ? compreso tra 5:100 e 88:10 ed ? preferibilmente 1:6 e, in combinazione, il rapporto tra il contenuto in volume di almeno detto metallo o miscela di metalli e almeno detto abrasivo duro di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs avente una forma tondeggiante ? compreso tra 11:100 e 233:10 ed ? preferibilmente 1:2.

13. Pastiglia freno che include un blocco di materiale di attrito realizzato con la composizione di materiale di attrito secondo una delle rivendicazioni da 1 a 12.

14. Metodo per fabbricare pastiglie freno per veicoli aventi una tendenza ridotta o nulla sia all?attrito statico sia al creep groan, il metodo comprendente la fase di preparazione di una composizione di materiale di attrito privo di amianto comprendente, come materiali componenti, almeno un legante organico, almeno un riempitivo inorganico, almeno un lubrificante, almeno un abrasivo duro avente una durezza superiore a 7 sulla scala Mohs, almeno un abrasivo morbido avente una durezza inferiore a 7 sulla scala Mohs, materiali a base di carbonio e, facoltativamente, almeno un metallo o una miscela di metalli; e le fasi di stampaggio di detta composizione di materiale di attrito in un blocco o strato di materiale di attrito applicato su un supporto metallico e di polimerizzazione del blocco o strato di materiale di attrito ottenuto in tal modo; caratterizzato dal fatto che:

i. gli abrasivi duri di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs inclusi in detta composizione sono costituiti esclusivamente da abrasivi duri aventi una forma tondeggiante;

ii. i materiali a base di carbonio inclusi in detta composizione sono mantenuti in una quantit? inferiore al 22% vol (in volume) calcolata sul volume totale della composizione;

iii. almeno un metallo o miscela di metalli incluso nella composizione non ? scelto nel gruppo costituito da: ferro, acciaio, acciaio inossidabile, stagno, zinco, leghe di metallo ad eccezione delle leghe di Cu in polvere o fibra, fibre di acciaio, fibre di acciaio inossidabile, loro miscele; ed ? incluso in detta composizione in una quantit? inferiore al 7% di volume calcolato sul volume totale della composizione.

15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui il contenuto in volume di almeno uno di detti abrasivi duri di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs avente una forma tondeggiante e il contenuto in volume di detti materiali a base di carbonio sono scelti in detta composizione di materiale di attrito in un rapporto compreso tra 15:100 e 113:10 e preferibilmente 1:3, detti materiali a base di carbonio essendo preferibilmente scelti nel gruppo costituito da: grafite, coke grafitizzato, coke di petrolio, coke di petrolio desolforato, nerofumo, grafene, loro miscele; e in cui il contenuto in volume di almeno detto metallo o miscela di metalli e detti materiali a base di carbonio in detta composizione di materiale di attrito sono scelti in un rapporto compreso tra 5:100 e 88:100 e preferibilmente in un rapporto 1:6, mentre il contenuto in volume di almeno detto metallo o miscela di metalli e almeno detto abrasivo duro di durezza superiore a 7 sulla scala Mohs avente una forma tondeggiante in detta composizione di materiale di attrito sono scelti in un rapporto compreso tra 11:100 e 233:100 e preferibilmente in un rapporto 1:2.