Disque de frein

Les garnitures de frein, également communément appelées garnitures de friction ou patins de friction, sont des couches composites fonctionnelles remplaçables à l’intérieur d’un ensemble de freinage, spécifiquement conçues pour générer de la friction. Elles ne fournissent pas de soutien structurel en elles-mêmes, mais elles sont fixées (par rivetage ou collage) à la surface intérieure des composants structurels métalliques du frein, tels que la chaussure ou la bande de freinage.

Indicateurs clés de performance et composition des matériaux :

Coefficient de friction élevé et stable : Ceci constitue la base pour générer la force de freinage. Un revêtement idéal doit maintenir un coefficient de friction constant malgré des températures variables, des niveaux d’humidité et des pressions, évitant des fluctuations erratiques de la puissance de freinage.
Excellente résistance à l’usure : Cela détermine la durée de vie du revêtement et le cycle de remplacement.
Excellente résistance à la chaleur : Le freinage génère des températures atteignant des centaines voire des milliers de degrés Celsius. Le revêtement doit résister à la décomposition et à la carbonisation à ces températures tout en récupérant rapidement après un fade thermique.
Compatibilité avec les contreparties : Tout en délivrant une friction forte, le revêtement ne doit pas causer une usure excessive ou des dommages aux rotors/tambours.
Résistance mécanique et résistance aux chocs : Capable de supporter d’immenses forces de cisaillement et chocs pendant le freinage sans se fissurer.
Sur la base de ces exigences, les matériaux modernes des garnitures industrielles de frein sont généralement sans amiante et se répartissent en plusieurs catégories principales:

Matériaux organiques (Organiques/NAO) : Compositions de fibres (par exemple fibre de verre, aramide), charges et résines haute performance. Avantages : faible bruit et usure minimale des roues, bien que la résistance à la chaleur et à l’abrasion soient relativement plus faibles. Convient pour des conditions de charge moyenne à faible.
Matériaux semi-métalliques : Incorporent des composants métalliques significatifs comme de la laine d’acier et de la poudre de cuivre dans des bases organiques. Avantages : excellente conduction thermique, résistance à haute température et force de freinage élevée, ce qui les rend idéaux pour des applications de freinage lourds et fréquents. Cependant, ils peuvent produire des niveaux de bruit plus élevés.
Matériaux sintrés : Produits par sintering de poudres métalliques (par exemple cuivre, fer) et céramiques sous haute température et pression. Ils offrent la plus haute résistance à la chaleur et à l’usure, avec pratiquement aucune décoloration thermique. Adaptés aux applications de freinage les plus exigeantes et à haute énergie comme les éoliennes et les équipements miniers.
L’évaluation de la qualité d’un frein dépend largement des performances de son revêtement. Ce n’est pas un élément générique pour un remplacement occasionnel, mais une solution conçue et minutieusement calculée et testée à maintes reprises pour adapter la performance aux conditions d’exploitation spécifiques. Sélectionner la formulation de revêtement optimale teste directement la compétence clé du fabricant de freins en science des matériaux.