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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