Impacto da temperatura e tempo do processo de pós-cura da fase polimérica de lonas de freio aplicadas em veículos comerciais via cozimento em fornos contínuos

Abstract

No sistema de freio de veículos comerciais, a lona de freio é responsável por promover o controle de movimento a partir do atrito gerado entre lona e tambor. Qualquer mudança de processo ou matéria-prima que compõe a lona de freio requer uma série de ensaios e avaliações, a fim de manter a qualidade do produto. Dentre as etapas do processo de fabricação dos materiais de atrito, o processo de pós-cura é fundamental para a obtenção das características mecânicas e físicas ideais para cada aplicação. Contribuindo para otimização do fluxo produtivo de lonas de freio aplicadas em veículos comerciais, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência dos parâmetros temperatura e tempo do processo de pós-cura, realizado em fornos contínuos, e do percentual de resina fenólica presente no material de atrito estudado. Para avaliar o impacto das variáveis analisadas nas propriedades das lonas de freio, o produto foi caracterizado quanto à dureza Gogan, dilatação e crescimento, massa específica, resistência à flexão e extração por acetona, dentre outras propriedades mecânicas simulando aquecimento durante aplicação. Analisando os resultados, foi possível evidenciar que existe uma forte relação da temperatura de processo e do percentual de resina fenólica utilizado na formulação com as características avaliadas. O tempo gera impacto no produto, porém de forma menos perceptível. Os valores de dilatação e crescimento obtidos nos testes, indicaram que é possível desenvolver novos materiais com o processo de pós-cura otimizado, combinado com o percentual de resina fenólica utilizada. Nos ensaios de extração por acetona, todas as amostras tenderam a valores similares para os testes com maior tempo e temperatura de pós-cura, indicando que, com estes parâmetros, se obtém valores otimizados de cura, independente do percentual de resina fenólica utilizado. Nas simulações de aquecimento durante aplicação (ciclagem térmica), foi possível identificar que as características mecânicas como resistência à flexão, resistência ao impacto, resistência à compressão e resistência ao cisalhamento não sofreram variações significativas causadas pelo processo de pós-cura. As propriedades dureza Gogan, massa específica, dilatação e crescimento sofreram alterações nos primeiros ciclos de aquecimento, estabilizando após o 4º ciclo.

In the commercial vehicle brake system, the brake lining is responsible for promoting motion control from the friction generated between the lining and drum. Any change of process or raw material that composes the brake lining requires a series of tests and trials to maintain product quality. Among the manufacturing process stages of friction materials, the post-curing process is critical to achieving the correct mechanical and physical characteristics for each application. Contributing to optimizing the flow of brake linings applied in commercial vehicles, this work aims to evaluate the influence of temperature and time parameters of the post-curing process, performed in a continuous oven, and the percentage of phenolic resin present in the friction material studied. To evaluate the impact of the variables analyzed in the properties of brake linings, the product was characterized in terms of Gogan hardness, swell and growth, specific gravity, flexural strength and acetone extraction, among other mechanical properties simulating heating during application. The analysis of the evaluated characteristics shows that there is a strong relationship between the process temperature and the percentage of phenolic resin used in the formulation. Time affects the product, but less noticeably. The swell and growth values obtained in the tests indicate that it is possible to develop new materials with the optimized post-curing process, combined with the percentage of phenolic resin used. In the acetone extraction test, all evaluated samples tended to similar values for the tests with longer time and post-curing temperature, indicating that, with these parameters, optimized curing values are obtained, regardless of the percentage of phenolic resin used. In the simulations of heating during the application (thermal cycling), it was possible to identify that the mechanical characteristics like flexural, impact resistance, compressibility and shear resistance did not suffer significant variations caused by the post-curing process. The properties of Gogan hardness, density, swell and growth changed in the first heating cycles, stabilizing after the 4th cycle.