Le choix des équipements d'essais mécaniques pour les mâchoires de frein en fonte doit être conforme à la norme ICS 45.060.20. Cette norme précise que les essais de propriétés mécaniques sont divisés en deux parties :
1. Essai de traction
Elle doit être réalisée conformément aux dispositions de la norme ISO 6892-1:2019. Les dimensions et la qualité de traitement des éprouvettes de traction doivent satisfaire aux exigences de la norme ISO 185:2005.
2. Méthode d'essai de dureté
La mise en œuvre doit être conforme à la norme ISO 6506-1:2014. Les éprouvettes de dureté doivent être découpées dans la moitié inférieure de la barre d'essai coulée séparément ; en l'absence de barre d'essai, une mâchoire de frein doit être prélevée, rabotée sur 6 à 10 mm de son côté, et la dureté doit être mesurée en quatre points d'essai, la valeur moyenne étant le résultat de l'essai.
Base de la méthode d'essai de dureté
La norme ISO 6506-1:2014 « Matériaux métalliques – Essai de dureté Brinell – Partie 1 : Méthode d’essai » spécifie le principe, les symboles et les explications, l’équipement d’essai, les échantillons, les procédures d’essai, l’incertitude des résultats et le rapport d’essai pour l’essai de dureté Brinell des matériaux métalliques.
2.1 Sélection de l'équipement d'essai : testeur de dureté Brinell (recommandé en premier)
Avantages : La zone d'indentation est grande, ce qui peut refléter la dureté globale du matériau en fonte (la fonte peut avoir une structure inégale), et les résultats sont plus représentatifs.
Il convient à la fonte de dureté moyenne et faible (HB 80 – 450), ce qui couvre entièrement la plage de dureté des mâchoires de frein en fonte.
L'opération est relativement simple et l'exigence de finition de surface de l'échantillon est relativement faible (généralement Ra 1,6 – 6,3 μm est suffisant).
2.2 Principe du test de dureté Brinell
Le principe peut être résumé comme suit : une bille en alliage dur (ou en acier trempé) de 10 mm de diamètre est enfoncée à la surface de l’échantillon sous une force d’essai donnée (par exemple, 3 000 kgf). Après avoir mesuré le diamètre d’empreinte, la valeur de dureté (HBW) est calculée pour caractériser la résistance du matériau à la déformation plastique. Son principal avantage réside dans la forte représentativité des résultats, qui reflète les caractéristiques de dureté macroscopique du matériau. Il s’agit d’une méthode classique largement utilisée pour les essais de performance des matériaux métalliques.
2.3 Symboles et explications de la valeur de dureté Brinell
La définition de base de la dureté Brinell (HBW) est : le rapport entre la force d'essai (F) et la surface de pénétration (A), exprimé en MPa (généralement, l'unité n'est pas indiquée et seule la valeur numérique est utilisée). La formule de calcul est la suivante : HBW = πD(D−D₂−d₂)₂×0,10₂×F.
Où:
F est la force d'essai (unité : N) ;
D est le diamètre du pénétrateur (unité : mm) ;
d est le diamètre moyen de l'indentation (unité : mm) ;
Le coefficient « 0,102 » est un facteur de conversion utilisé pour convertir l’unité de force d’essai de kgf en N (si calculé directement en N, la formule peut être simplifiée).
On peut voir à partir de la formule que sous la même force d'essai et le même diamètre d'indenteur, plus le diamètre d'indentation est petit, plus la capacité du matériau à résister à la déformation plastique est forte et plus la valeur de dureté Brinell est élevée ; inversement, plus la valeur de dureté est faible.
Selon les caractéristiques matérielles des mâchoires de frein en fonte (fonte grise), les paramètres de l'essai de dureté Brinell sont généralement les suivants :
Force d'essai (F) : Généralement, 3 000 kgf (29,42 kN) sont utilisés et le symbole de dureté correspondant est « HBW 10/3 000 ».
Remarque : Si l'échantillon est mince ou si le matériau est mou, la force d'essai peut être ajustée (par exemple 1 500 kgf ou 500 kgf) conformément à la norme ISO 6506-1:2014, mais cela doit être indiqué dans le rapport d'essai.
Date de publication : 26 août 2025
