JP3204981B2 - 固形潤滑剤、特に摩擦ライニング用固形潤滑剤、摩擦ライニング混合物および摩擦ライニング - Google Patents
固形潤滑剤、特に摩擦ライニング用固形潤滑剤、摩擦ライニング混合物および摩擦ライニングInfo
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Description
く固形潤滑剤、および摩擦ライニング混合物とそれを含
む、ブレーキまたはクラッチライニングのような摩擦ラ
イニングに関する。
図する面の間の固形潤滑フィルム形成用固形潤滑剤とし
て長い間知られてきた。MoS2および他の金属硫化物はま
た、表面摩擦を減少させるために、たとえば平軸受けハ
ーフライナーやスライドブッシュのような、たとえば主
成分としてPTFEからなる滑り組成物の成分としても使用
されている。
目的が摩擦の防止ではなく摩擦の発生にある、ブレーキ
片、ブレーキシュー、ブレーキおよびクラッチライニン
グのような摩擦構成要素の製造においても、固形潤滑剤
として使用される。
の目的は、摩擦を減少させることではなくむしろ時間と
の関係における摩擦挙動の安定化であり、その結果、研
磨プロセスを減らし、磨耗および振動特性に積極的な効
果を与えることになる。特定の固形潤滑剤を使用する時
強く望まれる副作用は、摩擦係数が相当安定化するこ
と、すなわち、摩擦係数の、したがってブレーキ効率の
温度、圧力荷重およびスピードへの有害な依存関係の大
部分が抑えられることである。
最も知られているものとして、黒鉛と二硫化モリブデン
があるが、主に摩擦係数の安定化に関して前記したもの
とは違って、摩擦ライニングにおいて、ほとんど独占的
に使用されている数多くの他の金属硫化物がある。
種々の金属硫化物とこれらの配合物に関するEP−497,75
1およびAT−399,162がある。
擦ライニング用固形潤滑剤は硫化鉛であるが、これは重
金属に対するエコロジー的敏感度が増しているので、将
来の使用の範囲はコンスタントに減っていくであろう。
しかし、現在の技術によれば、この材料は良好で好まし
い特性をもつので、摩擦ライニングの質を損なうことな
しに、硫化鉛の代用品を使用することは実質的に不可能
である。
く種々の固形潤滑剤を組み合わせることによって、特別
の効果をもつ相乗作用混合物を製造することが試みられ
ている(DE 25 14 575、DE 35 13 031あるいはEP−328,
514を参照)。しかしながら、これらあるいは類似の配
合物は、全ての点において満足のいく効果を達成するこ
とにまだ成功していない。
ン、スズ、タングステンおよびチタニウムの硫化物、こ
れら硫化物は既して好ましい性質をもつにかかわらず、
これらと組み合わせたAT−399162の配合物でさえ、それ
らの効果は十分に満足のいくものではない。ビスマスの
硫化物のようなあまり一般的でない硫化物でも満足のい
く解決にはならない。
タル硫化物を固形潤滑剤、特に摩擦ライニングに使用し
た場合、優れた結果、とりわけ類似の組成の単独金属硫
化物混合物よりもはるかに有利な結果をもたらすことが
発見された。
u、Zn、Mo、W、Sb、SnおよびBiの系列のなかのひとつ
の金属を表し、Sはイオウを示し、添字はl=1〜5、
m=1〜5、n=0〜5およびx=2〜8の範囲を示
す)で表される化合物を少なくともひとつ含むあるいは
該少なくともひとつの化合物からなることを特徴とする
金属硫化物を基本とする固形潤滑剤、好ましくは樹脂が
結合した、特に摩擦ライニング用の、固形潤滑剤を提案
する。
特に式 M1lM2mM3nSx で表される少なくともひとつの化合物と、Ti、V、Mn、
Fe、Cu、Zn、Mo、W、Sb、SnおよびBiの硫化物のひとつ
あるいは数個との配合物である。
びそのような固形潤滑剤を含む摩擦ライニングも提案す
る。
物は文献に記載されており、加えて鉱物としても存在し
ている。例示的に限定して、Cu2FeSnS4(亜スズ酸
塩)、Cu2FeSn3S8(ロド亜スズ酸塩)、Cu3SnS4(キュ
リマナイト(curmanite))、Mn2SnS4、SnFe2S4、Cu2Ti
S2が挙げられる(括弧内に対応する鉱物を記載)。
ルおよびトリメタル硫化物は、硫化物の製造に通常用い
られる方法、すなわち、硫化(金属粉末をイオウあるい
は多硫化物とともに熱する)や、湿式ケミカルあるいは
ドライ法による水酸化物あるいは酸化物と硫化アンモニ
ウムあるいはH2Sとの反応によって製造することができ
る。
してもよい。たとえば、空気を遮断しながら二成分純硫
化物を溶融させるが、これはしばしば数種の相違する相
の混合物となる。また、ポリメタル硫化物の湿式ケミカ
ル析出も文献に記載されている。金属合金や金属粉末混
合物を硫化する過程でポリメタル硫化物の比例量がまた
形成されることが示されているが、これはX線回折やマ
イクロプローブにより電子顕微鏡を使用することによっ
て確かめることができる。
本発明は該実施例により限定されるものではない。
めに、典型的なディスクブレーキライニングレシピを使
った。ナイフヘッド付きプラウ型ブレーキミキサー中で
まだ硫化物を含んでいないバッチを混合する。次いで、
試験片を製造するために比較する固形潤滑剤をプレミッ
クスに一定割合で混合し、車に普通に使われるディスク
ブレーキライニングを形成するために圧力および温度が
コントロールされる実験室プレス中でプレスし、クラウ
ス(Krauss)トルク台上で試験した。
磨耗特性に特別の注意が払われた。硫化物の有利な特性
がこれらの条件下で特に効果的なためである。
伴う慣らし運転相; 第2)v−試験:各一連の5回停止を伴う6サイクル、
各サイクルは100℃で始める、次いで、各一連の10回停
止を伴う7サイクル、140km/hに相当する温度、圧力20
バール; 第3)p−試験:60km/hに対応する温度、圧力50バール
でv−試験と類似のプログラム 10回停止サイクルの間、温度は約550℃に上昇するの
で、100〜550℃の温度プロフィールは試験過程でカバー
される、この温度プロフィール内での摩擦係数の変化お
よび試験ライニングの総磨耗をv−およびp−試験の特
性値として別個に測定する。
て、PW−vおよびPW−pはv−およびp−試験における
ライニングの磨耗を表し、それぞれのケースで、ライニ
ング当たりの重量gの減少として評価する。dMy−vお
よびdMY−pは100〜550℃の1試験サイクル中の摩擦係
数の変化量を表し、正の値は高温での摩擦係数の減少を
示す。
(56%)とZnS(44%)(混合物1)を配合物1と比較
する。後者は黄銅粉末(Cu/Zn 60:40)を硫化すること
によって得る。配合物1と混合物1はCu、ZnおよびSの
比率は同じであるが、X線回析パターンは明らかに違っ
ている。
化物の混合物に比べて、摩擦係数の減少はより小さく、
磨耗はより少ない結果が生じている。
属粉末混合物を硫化して製造した、本発明による三元お
よび四元相を形成しうる配合物と比較する。下記の組成
物を試験した。
いは、配合物中に三元および四元硫化物相が出現するこ
とで表される。下記の三元および四元相はX線回析によ
って測定できる。
使用して、下記の値が得られる。
配合物が改良されていることを示し、磨耗値および摩擦
係数の安定性に良い影響を与えることができる。
に顕著なことは、硫化鉛の安定化が生じる大きな可能性
である。これは特に速度荷重下で温度に伴って摩擦係数
が増加することにつながり、従って過剰安定化につなが
る。圧力荷重もまた、その制度はより少ないが、摩擦係
数の過剰安定化を生じさせる。上で挙げた他の二元硫化
物は、摩擦係数の著しい低下を示す。また部分的に有意
に高い磨耗値を示す。違った硫化物を適切に混合するこ
とによって、個々の硫化物の弱点が部分的に補われるか
もしれないが、硫化鉛の品質はこの方法では達成できな
い。混合物中に本発明の三元および四元相を協調構築す
ることによってのみ、優れていると知られている重金属
硫化物の特性と同等の品質をもつ配合物を造りだすこと
が可能となる。
Claims (8)
- 【請求項1】式 M1lM2mM3nSx (式中、M1、M2およびM3は互いに異なって、それぞれT
i、V、Mn、Fe、Cu、Zn、Mo、W、Sb、SnおよびBi中の
ひとつの金属を表し、Sはイオウを示し、添字はl=1
〜5、m=1〜5、n=0〜5およびx=2〜8の範囲
を示す)で表される化合物、ただしCuFeS2は除く、を、
固形潤滑剤添加剤として少なくともひとつ含むことを特
徴とする摩擦ライニング用混合物。 - 【請求項2】固形潤滑剤添加剤が式 M1lM2mM3nSx (式中の各定義は上記の通り)で表される化合物の混合
物を含むことを特徴とする請求の範囲第1項記載の摩擦
ライニング用混合物。 - 【請求項3】混合物が多相硫化物混合物である請求の範
囲第2項記載の摩擦ライニング用混合物。 - 【請求項4】多相硫化物混合物が式 M1lM2mM3nSx (式中の各定義は上記の通り)で表される化合物の少な
くともひとつと、Ti、V、Mn、Fe、Cu、Zn、Mo、W、S
b、SnおよびBiの硫化物のひとつあるいは数個との配合
物である請求の範囲第3項記載の摩擦ライニング用混合
物。 - 【請求項5】摩擦ライニングが樹脂結合摩擦ライニング
である請求の範囲第1項、第2項、第3項または第4項
記載の摩擦ライニング用混合物。 - 【請求項6】請求の範囲第1項、第2項、第3項または
第4項記載の摩擦ライニング用混合物から形成される摩
擦ライニング。 - 【請求項7】樹脂結合摩擦ライニングである請求の範囲
第6項記載の摩擦ライニング。 - 【請求項8】ブレーキライニングあるいはクラッチライ
ニングである請求の範囲第7項記載の摩擦ライニング。
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