Brevet FR2654786A1 — publié le 19910524

La présente invention concerne un matériau de friction pour freins et notamment un matériau de friction composite agencé de manière à fournir une puissance élevée de freinage lors du serrage initial des freins. Récemment, en liaison avec l'accroissement de la vitesse des véhicules, on a également exigé d'avoir une puissance de freinage élevée dès le serrage initial, pour le matériau de friction utilisé dans un frein à disque. Pour obtenir une telle puissance de freinage éle- vée à partir du serrage initial des freins, on a supprimé les composants organiques dans la zone superficielle du ma- tériau de friction en brûlant la surface du matériau de friction avec une plaque chauffante, une flamme produite avec un gaz ou analogue afin d'améliorer ledit effet ini- tial. Cependant, à un tel procédé sont liés des incon- vénients consistant en ce que des procédés de fabrication accrue du matériau de friction entraînent un accroissement du coût, que la nonuniformité du brûlage produit une couche superficielle, que la planéité de la surface de friction devient médiocre et analogues. A la suite d'études approfondies de cette situa- tion, on a développé conformément à l'invention un matériau de friction composite pour freins, qui fournit une puis- sance initiale améliorée lors du freinage. L'invention fournit un matériau de friction com- posite pour freins comprenant un matériau de friction prin- cipal contenant une résine thermodurcissable en tant que liant, et une couche d'un matériau de friction, qui possède un coefficient de frottement élevé de manière à présenter une puissance de freinage élevée lors du serrage initial des freins, est disposée sur la surface dudit matériau de friction principal et ne contient pas plus de 5 % en poids d'un composant organique. D'autres caractéristiques de la présente inven- tion ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente un schéma illustrant l'agencement du matériau de friction composite conforme à l'invention; et la figure 2 représente un diagramme de mesure illustrant les résultats d'essais de frottement. L'invention a été mise au point à la suite d'étu- des détaillées du matériau de friction soumis à un brûlage superficiel classique, et présente une caractéristique telle que, si la teneur en composant organique dans la couche superficielle n'est pas supérieure à 5 %, on peut obtenir une puissance de freinage initiale grossièrement équivalente à celle du matériau de friction soumis au brû- lage superficiel Ici, le composant organique inclut prin- cipalement une résine phénolique en tant que liant requis pour le moulage du matériau de friction La raison qu'il y a d'ajouter un oxyde métallique est que cet oxyde étant présent sur le côté de la couche superficielle du matériau de friction en tant que constituant plus dur que la pièce destinée à s'appliquer par friction contre ce matériau, la puissance initiale de freinage est accrue de façon supplé- mentaire En outre, on peut utiliser comme oxydes métal- liques Mg O, Si O 2, A 1203, etc, mais, étant donné qu'une ad- dition excessivz d'un tel oxyde est nuisible d'autres per- formances comme par exemple le bruit de freins, l'usure du rotor qui constitue le partenaire dans le frottement, etc, il est nécessaire d'équilibrer le niveau de cette addition. En outre, l'invention présente l'avantage consis- tant en ce que les réductions de la qualité comme par exemple la nonuniformité du brûlage, la réduction de la planéité, etc, sont également améliorées par suite de l'élimination du processus classique de brûlage superfi- ciel. Pour la production d'un tel matériau de friction composite, il suffit d'utiliser le même procédé que dans la production d'un matériau de friction du type à deux couches, à partir de l'instant du moulage préliminaire En effet, comme représenté sur la figure 1, le côté comportant la plaque de support 1 est moulé sous la forme d'un maté- riau de friction principal 2 possédant des composants usuels de formulation, et le côté comportant la couche su- perficielle est moulé avec un matériau à coefficient de frottement élevé 3, conforme à l'invention, qui ne possède pas plus de 5 % d'un composant organique et que l'on soumet ensuite à un moulage thermique Puis, on le soumet en outre à un traitement thermique et à un meulage superficiel per- mettant d'obtenir le produit final En dehors de cela, l'épaisseur de ce matériau 3 à coefficient de frottement élevé peut être réglée d'une manière appropriée en fonction des exigences requises, mais il est approprié qu'elle se situe entre environ 1 et 3 mm. Ci-après, on va illustrer l'invention à l'aide d'exemples. Exemple On a fabriqué les matériaux A et B conformes à l'invention, dans lesquels les matériaux à coefficient de frottement élevé 1 et 2 possédant les compositions indi- quées dans le tableau 1 ont été formés respectivement sur le côté comportant la couche superficielle du matériau de friction principal possédant une composition semblable à celle représentée dans le tableau 1 On a exécuté des es- sais de frottement pour mesurer l'effet initial du coeffi- cient de frottement p et le coefficient de frottement p mi- nimum lors de la réduction initiale, les résultats étant représentés sur la figure 2. En outre, par rapport à un matériau de friction classique utilisant uniquement le matériau de friction principal représenté dans le tableau 1 tel quel, on a pré- paré un matériau de friction A classique et ayant subi un brûlage superficiel lors de son traitement final, et un ma- tériau de friction B classique sans brûlage superficiel, puis on a effectué les essais de frottement indiqués plus haut, d'une manière similaire Les résultats sont représen- tés sur la figure 2. Tableau 1 Matériau pour la Matériau Matériau Matériau à formulation de fric à coeffi coefficient (% en poids) tion prin cient éle élevé de cipal vé de frot frottement tement ( 1) ( 2) Résine phénoli- que 8 4 4 Particules de caoutchouc 5 Fibres de polyamide 5 Fibres d'acier 20 25 25 Graphite 10 10 10 Sulfate de baryum 35 40 37 Particules de fer 5 6 6 Silice 2 3 6 Vermiculite 10 12 12 Matériau de Matériau de Matériau A Matériau B friction friction selon selon classique -l'invention l'invention Comme cela ressort à l'évidence de la figure 2, on a obtenu dans tous les cas, avec les matériaux A et B conformes à l'invention, une puissance élevée de freinage équivalente à celle d'un matériau de friction classique ayant subi un brûlage superficielle Cependant, en raison de la planéité stabilisée, la dispersion entre les valeurs mesurées s'est avérée être plus faible. Comme cela a été décrit précédemment, conformé- ment au matériau de friction composite pour des freins conformes à l'invention, il apparaît des effets remar- quables consistant en ce que l'on peut obtenir une puis- sance initiale de freinage équivalente à celle d'un maté- riau de friction ayant subi un brûlage superficiel clas- sique, mais le processus de brûlage superficiel peut être omis par rapport au cas classique, ce qui permet d'obtenir une réduction du coût, de supprimer la non-uniformité du brûlage dans la surface du matériau de friction et d'améliorer la planéité de surface de manière à obtenir un article possédant notamment une excellente qualité. REVENDICATIONS 1 Matériau de friction composite pour freins, caractérisé en ce qu'il comporte un matériau de friction principal ( 2) contenant une résine thermodurcissable en tant que liant, et une couche d'un matériau de friction ( 3), qui possède un coefficient de frottement élevé de ma- nière à présenter une puissance de freinage élevée lors du serrage initial des freins, est disposée sur la surface du- dit matériau de friction principal ( 2) et ne contient pas plus de 5 % en poids d'un composant organique. 2 Matériau de friction composite pour freins se- lon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit maté- riau de friction ( 3) possédant un coefficient de frottement élevé contient une quantité appropriée d'un oxyde métal- lique possédant une dureté supérieure à celle d'un élément associé lors de l'engrènement avec frottement. 3 Matériau de friction composite pour freins se- lon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche ( 3) dudit matériau de friction possédant un coef- ficient de frottement élevé possède une épaisseur comprise entre i et 3 mm. 4 Matériau de friction composite pour freins se- lon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit matériau de friction ( 3) possédant un coefficient de frottement élevé possède une formulation in- cluant 4 % en poids d'une résine phénolique, 25 % en poids de fibres d'acier, 10 % en poids de graphite, 37 à 40 % en poids de sulfate de baryum, 6 % en poids de particules de fer, 3 à 6 % en poids de silice et 12 % en poids de vermi- culite.