Les plaquettes de freinsont le matériau de friction fixé sur le tambour ou le disque de frein qui tourne avec la roue, dans lequel la garniture de friction et le bloc de garniture de friction sont soumis à une pression externe pour produire une friction afin d'atteindre l'objectif de décélération du véhicule.
Le bloc de friction est le matériau de friction qui est poussé par le piston de serrage et pressé sur ledisque de frein, en raison de l'effet de friction, le bloc de friction s'usera progressivement, d'une manière générale, plus le coût des plaquettes de frein s'usera rapidement.Le bloc de friction est divisé en deux parties : le matériau de friction et la plaque de base.Une fois le matériau de friction usé, la plaque de base sera en contact direct avec le disque de frein, ce qui finira par perdre l'effet de freinage et endommager le disque de frein, et le coût de réparation du disque de frein est très élevé.
En général, les exigences de base pour les plaquettes de frein sont principalement la résistance à l'usure, un coefficient de frottement élevé et d'excellentes propriétés d'isolation thermique.
Selon les différentes méthodes de freinage, les plaquettes de frein peuvent être divisées en : plaquettes de frein à tambour et plaquettes de frein à disque, selon les différents matériaux, les plaquettes de frein peuvent être généralement divisées en type amiante, type semi-métallique, type NAO (c'est-à-dire matériau organique sans amiante type) plaquettes de frein et trois autres.
Avec le développement rapide de la technologie moderne, comme les autres composants du système de freinage, les plaquettes de frein elles-mêmes ont évolué et changé ces dernières années.
Dans le processus de fabrication traditionnel, le matériau de friction utilisé dans les plaquettes de frein est un mélange de divers adhésifs ou additifs, auquel des fibres sont ajoutées pour améliorer leur résistance et agir comme renfort.Les fabricants de plaquettes de frein ont tendance à se taire lorsqu'il s'agit d'annoncer les matériaux utilisés, notamment les nouvelles formulations.L'effet final du freinage des plaquettes de frein, la résistance à l'usure, la résistance à la température et d'autres propriétés dépendront des proportions relatives des différents composants.Ce qui suit est une brève discussion de plusieurs matériaux différents pour les plaquettes de frein.
Plaquettes de frein de type amiante
L'amiante est utilisée depuis le début comme matériau de renforcement des plaquettes de frein.Les fibres d'amiante ont une résistance élevée et une résistance aux températures élevées, elles peuvent donc répondre aux exigences des plaquettes de frein et des disques et garnitures d'embrayage.Les fibres ont une résistance à la traction élevée, comparable à celle de l'acier inoxydable, et peuvent résister à des températures allant jusqu'à 316°C.Plus important encore, l’amiante est relativement peu coûteuse et est extraite du minerai d’amphibole, que l’on trouve en grande quantité dans de nombreux pays.
Il a été médicalement prouvé que l'amiante est une substance cancérigène.Ses fibres en forme d'aiguilles peuvent facilement pénétrer dans les poumons et y rester, provoquant une irritation et éventuellement conduire au cancer du poumon, mais la période de latence de cette maladie peut durer jusqu'à 15 à 30 ans, de sorte que les gens ne reconnaissent souvent pas les dommages causés par amiante.
Tant que les fibres d'amiante sont fixées par le matériau de friction lui-même, cela ne présente pas de risque pour la santé des travailleurs, mais lorsque les fibres d'amiante sont libérées avec la friction des freins pour former de la poussière de frein, cela peut entraîner une série d'effets sur la santé.
Selon des tests effectués par l'American Occupational Safety and Health Association (OSHA), chaque fois qu'un test de friction de routine est effectué, les plaquettes de frein produisent des millions de fibres d'amiante émises dans l'air, et les fibres sont beaucoup plus petites qu'un cheveu humain. ce qui n'est pas observable à l'œil nu, donc une respiration peut absorber des milliers de fibres d'amiante sans que les gens s'en rendent compte.De même, si le tambour de frein ou les pièces de frein dans la poussière de frein sont emportés par un tuyau d'air, d'innombrables fibres d'amiante peuvent également être libérées dans l'air, et ces poussières n'affecteront pas seulement la santé du mécanicien de travail, mais elles provoqueront également atteinte à la santé de tout autre personnel présent.Même certaines opérations extrêmement simples, comme frapper le tambour de frein avec un marteau pour le desserrer et faire sortir la poussière interne du frein, peuvent également produire beaucoup de fibres d'amiante flottant dans l'air.Ce qui est encore plus inquiétant, c'est qu'une fois que les fibres flottent dans l'air, elles durent des heures et collent ensuite aux vêtements, aux tables, aux outils et à toutes les autres surfaces auxquelles vous pouvez penser.Chaque fois qu'ils sont confrontés à des mouvements (par exemple en nettoyant, en marchant, en utilisant des outils pneumatiques pour générer un flux d'air), ils flottent à nouveau dans l'air.Souvent, une fois que ce matériau pénètre dans l’environnement de travail, il y reste pendant des mois, voire des années, entraînant des effets potentiels sur la santé des personnes qui y travaillent et même des clients.
L'American Occupational Safety and Health Association (OSHA) déclare également qu'il est sécuritaire pour les personnes de travailler uniquement dans un environnement qui ne contient pas plus de 0,2 fibres d'amiante par mètre carré, et que la poussière d'amiante provenant des travaux de réparation de routine des freins doit être minimisée et travaillée. qui pourraient provoquer un dégagement de poussières (comme par exemple des coups sur les plaquettes de frein, etc.) doivent être évités autant que possible.
Mais outre l’aspect danger pour la santé, les plaquettes de frein à base d’amiante présentent un autre problème important.L’amiante étant adiabatique, sa conductivité thermique est particulièrement mauvaise et une utilisation répétée du frein entraînera généralement une accumulation de chaleur dans la plaquette de frein.Si les plaquettes de frein atteignent un certain niveau de chaleur, les freins tomberont en panne.
Lorsque les constructeurs automobiles et les fournisseurs de matériaux de freinage ont décidé de développer de nouvelles alternatives plus sûres à l’amiante, de nouveaux matériaux de friction ont été créés presque simultanément.Il s’agit des mélanges « semi-métalliques » et des plaquettes de frein sans amiante organique (NAO) évoquées ci-dessous.
Plaquettes de frein hybrides « semi-métalliques »
Les plaquettes de frein à mélange « semi-métallisé » sont principalement constituées de laine d'acier grossière comme fibre de renforcement et d'un mélange important.D'après leur apparence (fibres et particules fines), il est facile de distinguer les plaquettes de frein de type amiante des plaquettes de frein de type organique sans amiante (NAO), et elles sont également de nature magnétique.
La haute résistance et la conductivité thermique du molleton d'acier confèrent aux plaquettes de frein à mélange « semi-métalliques » des caractéristiques de freinage différentes de celles des plaquettes en amiante traditionnelles.La teneur élevée en métal modifie également les caractéristiques de friction de la plaquette de frein, ce qui signifie généralement que la plaquette de frein « semi-métallique » nécessite une pression de freinage plus élevée pour obtenir le même effet de freinage.Une teneur élevée en métal, en particulier par temps froid, signifie également que les plaquettes provoqueront une plus grande usure de la surface des disques ou des tambours, tout en produisant plus de bruit.
Le principal avantage des plaquettes de frein « semi-métalliques » est leur capacité de contrôle de la température et leur température de freinage plus élevée, par rapport aux mauvaises performances de transfert de chaleur du type amiante et à la faible capacité de refroidissement des disques et tambours de frein.La chaleur est transférée à l'étrier et à ses composants.Bien entendu, si cette chaleur n’est pas gérée correctement, elle peut également causer des problèmes.La température du liquide de frein augmente lorsqu'il est chauffé, et si la température atteint un certain niveau, le frein rétrécit et le liquide de frein bout.Cette chaleur a également un effet sur l'étrier, le joint du piston et le ressort de rappel, ce qui va accélérer le vieillissement de ces composants, d'où le remontage de l'étrier et le remplacement des pièces métalliques lors de la réparation des freins.
Matériaux de freinage organiques sans amiante (NAO)
Les matériaux de freinage organiques sans amiante utilisent principalement de la fibre de verre, de la fibre aromatique polycool ou d'autres fibres (carbone, céramique, etc.) comme matériaux de renforcement, dont les performances dépendent principalement du type de fibre et d'autres mélanges ajoutés.
Les matériaux de freinage organiques sans amiante ont été principalement développés comme alternative aux cristaux d'amiante pour les tambours de frein ou les mâchoires de frein, mais récemment, ils sont également testés pour remplacer les plaquettes de frein à disque avant.En termes de performances, les plaquettes de frein de type NAO sont plus proches des plaquettes de frein en amiante que des plaquettes de frein semi-métalliques.Il n'a pas la même bonne conductivité thermique et la même bonne contrôlabilité à haute température que les tampons semi-métalliques.
Comment la nouvelle matière première NAO se compare-t-elle aux plaquettes de frein en amiante ?Les matériaux de friction typiques à base d'amiante contiennent cinq à sept mélanges de base, qui comprennent des fibres d'amiante pour le renforcement, une variété de matériaux additifs et des liants tels que l'huile de lin, des résines, l'éveil sonore du benzène et des résines.En comparaison, les matériaux de friction NAO contiennent environ dix-sept composés de bâton différents, car éliminer l'amiante n'est pas la même chose que simplement le remplacer par un substitut, mais nécessite plutôt un mélange important pour garantir des performances de freinage égales ou supérieures à l'efficacité de freinage des blocs de friction en amiante.
Heure de publication : 23 mars 2022