JP3129787B2 - 乾式摩擦材料 - Google Patents
乾式摩擦材料Info
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Description
有する乾式摩擦材料に関し、さらに詳しくは二輪および
四輪自動車,産業用車両,産業用機械,鉄道用車両等の
ブレーキライニング材,ディスクブレーキパット材,ク
ラッチフェージング材等として有用な乾式摩擦材料に関
するものである。
を含有するレジンモールド系が広く用いられてきたが、
公害問題等により石綿に代えて他の有機、無機質等の繊
維を含有するノン・アスベスト系が用いられるようにな
り、金属繊維を含有するセミメタリック系もある。
n合金,Cu−Sn−Zn合金等をマトリックスとし、
それに硬質粒子成分,潤滑成分等を分散させた材料であ
って、高摩擦係数を出すためにさらにNiを加える改良
が特開昭63−30617号および特開昭63−109
131号に示されている。
低く、耐摩耗性も悪い。これに対し金属系は高価である
が、摩擦係数が高く、しかも耐摩耗性も良好という特徴
を持っている。
摩擦材料の改良でありすなわち高温での耐摩耗性をさら
に良くすることを目的とするものであり、これは、近年
車両の大型化、高速化に伴い摩擦材料が使用される温度
も高くなる一方であり、現在の焼結摩擦材料でも不十分
であるためで、これを満足する摩擦材料が従来から要望
されている。
応えるものであり、すなわちCu基金属系の摩擦材料に
W,Mo,Ta,NbおよびZrから選ばれた高融点金
属の1種または2種以上を0.5〜30vol%(ただ
し、該マトリックス成分の5vol%以下の場合を除
く)加えることにより、高温での耐摩耗性が著しく向上
することを発見したものである。これは、高融点金属自
身の分散強化と、高融点金属が摩擦表面で酸化すること
によりできる酸化被膜が、すぐれた耐摩耗性を持ってい
るためと思われる。
ば二硫化モリブデンを潤滑成分に用いた摩擦材料はごく
ありふれたものであるが、本発明のような意味で高融点
金属を添加した摩擦材料の例は、特公昭58−3555
0号公報および特公昭59−4461号公報に記載され
た発明において、鉄基摩擦材料にタングステンを添加し
た前例を見るのみである。
て、用途も鉄道車両用の制輪子にほぼ限定され、その用
途に特に要求される性能についての改良を目的としたも
のであることが、上記公報によって明らかである。
って、したがって用途も広く、高融点金属とマトリック
スの銅との組合せ効果によって、摩擦材料の用途に有効
な性能の改良がなされるのである。
びその含有量限定について、以下説明する。
およびCoから選ばれた1種または2種以上を添加して
なるマトリックス成分10〜70vol%。
の強度を支配するとともに、その他の硬質粒子成分,潤
滑成分等の充填剤(フェラー)を強固に保持する目的を
持っている。マトリックス成分が10vol%未満では
乾式摩擦材料として必要な強度が不十分でしかも充填剤
も強固に保持することはできない。逆に85vol%を
越えると充填剤の量が少な過ぎるため摩擦係数が低く摩
耗が大きいという問題があり前記範囲とした。このマト
リックス成分およびその範囲は、単独では従来からある
ものであって、必要な性能および経済性によって種々選
択が可能であり、いずれの場合にも本発明の効果が発揮
される。
た高融点金属0.5〜30vol%。
とともに、これ自身もマトリックス成分となり、摩擦材
料の強度を支配するとともにその他の充填剤を強固に保
持する目的を持っている。さらに高温になるとこれら高
融点金属が摩擦表面で酸化し耐摩耗性酸化被膜となり、
著しく耐摩耗性を向上するものである。
ol%未満では十分得られず、また30vol%を越え
ると材料強度が低下したり高価になる等の問題があり、
前記範囲とした。
金属炭化物,金属炭窒化物,金属硼化物,金属間化合物
およびモース硬度3.5以上の各種鉱物から選ばれた1
種または2種以上からなる硬質粒子成分2〜30vol
%。
に摩耗を小さくする。2vol%以下ではその効果は小
さく、30vol%を越えると逆に材料自身が硬くなっ
て摩擦係数は低くなり、さらに硬質粒子の抜け落ち等に
より摩耗が大きくなり、さらに相手板の摩耗も多くな
る。この硬質粒子成分およびその範囲は単独では従来か
らあるものであって、必要な性能および経済性によって
種々選択が可能であり、いずれの場合にも本発明の効果
が発揮される。
2,BaF2,PbO,PbおよびB2O3から選ばれた1
種または2種以上からなる潤滑成分が10〜70vol
%。
係数を安定させる役目がある。また各潤滑成分の特徴等
により違いがあり、単独でもよいが組合わせることによ
って、より大きな効果と摩擦係数を上げるという別な効
果も期待できる(例えばコークス等)。
の効果を十分に発揮することはできない。また70vo
l%を越えると乾式焼結摩擦材料としての強度が不充分
であり前記範囲とした。この潤滑成分およびその範囲は
単独では従来からあるものであって、必要な性能および
経済性によって種々選択が可能であり、いずれの場合に
も本発明の効果が発揮された。
P,S,Ti,V,Cr,Mn,Ag,InおよびSb
から選ばれた1種または2種以上5vol%以下。
l%以下の微量添加によりマトリックスの強度を上げ、
耐摩耗性および摩擦係数の安定に寄与する。5vol%
を越えての添加は、逆に強度の低下、耐摩耗性の低下等
をまねく。前記成分のマトリックスへの添加および範囲
は単独では従来からあるものであって、必要な性能およ
び経済性によって種々選択が可能であり、いずれの場合
にも本発明の効果が発揮される。
たは2種以上の繊維2〜20vol%。
同時に充填剤の特徴として摩擦係数を上げたり耐摩耗性
をよくする等の効果がある。2vol%未満ではその効
果は期待できず、逆に20vol%を越えると粉末の流
動性が悪くなり、生産性が落ちる。これらの繊維の金属
系摩擦材料への添加およびその範囲は、単独では従来か
らあるものであって必要な性能および経済性によって種
々選択が可能であり、いずれの場合にも本発明の効果が
発揮される。
も小さくする。しかも鳴き,ジャダー等も押える効果が
ある。
充分得られず、また30vol%を越えると材料強度が
低下するという問題があり、前記範囲とした。
とするところを一層明らかにする。
%)を表1に示す。ただし、「繊維」は実施例2ではチ
タン酸カリウム、実施例3ではチタン酸カリウムとステ
ンレス繊維が各5vol%である。
2〜4ton/cm2の圧力で成形した後、成形物をC
uメッキした鋼板上に載せ、10kg/cm2の荷重を
かけてH2雰囲気中、表1に示す温度で60分間焼成し
た。このようにして得た焼成品をパッド材として、慣性
体3.15kg.m.sec、接触面積28.8c
m2、制動減速度0.3G、ブレーキ初速度220km
/H、制動前温度478℃で相手板FC20(径20
0)で100回の制動を行った。結果を表2に示す。
度域の高温においてすぐれた耐摩耗性を有しており、し
かも相手板の摩耗量も少ない。
擦材料に広く応用可能でその改良効果は大きい。
Claims (4)
- 【請求項1】CuまたはこれにSn,Zn,Ni,Fe
およびCoから選ばれた1種または2種以上を添加した
ものをマトリックス成分とし、金属酸化物,金属複合酸
化物,金属窒化物,金属炭化物,金属炭窒化物,金属硼
化物,金属間化合物およびモース硬度3.5以上の各種
鉱物から選ばれた1種または2種以上を硬質粒子成分と
し、黒鉛,コークス,BN,金属硫化物,CaF2,B
aF2,PbO,PbおよびB2O3から選ばれた1種ま
たは2種以上を潤滑成分とする金属系乾式摩擦材料にお
いて、W,Mo,Nb,Ta,およびZrから選ばれた
1種または2種以上の高融点金属成分を0.5〜30v
ol%(ただし、高融点金属が該マトリックス成分に対
し5vol%以下含有されている場合を除く)、マイカ
を1〜30vol%、硬質粒子成分を2〜30vol
%、潤滑成分を10〜70vol%含有し、残りが10
〜70vol%のマトリックス成分であることを特徴と
する乾式摩擦材料。 - 【請求項2】マトリックス成分中にBe,B,Al,S
i,P,S,Ti,V,Cr,Mn,Ag,Inおよび
Sbから選ばれた1種または2種以上がマトリックス成
分の5vol%以下含有されている請求項1に記載の乾
式摩擦材料。 - 【請求項3】金属繊維および無機繊維から選ばれた1種
または2種以上の繊維が2〜20vol%含有されてい
る請求項1または2に記載の乾式摩擦材料。 - 【請求項4】マトリックス成分中のCuが40〜100
%(vol比率)である請求項1、2または3に記載の
乾式摩擦材料。
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