JPH0210857B2

JPH0210857B2 -

Info

Publication number: JPH0210857B2
Application number: JP21374083A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Tomyama; Kojiro Saito; Hideo Ooyabu
Original assignee: NIPPON FUNMATSU GOKIN KK
Current assignee: NIPPON FUNMATSU GOKIN KK
Priority date: 1983-11-14
Filing date: 1983-11-14
Publication date: 1990-03-09
Also published as: JPS60106932A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、高摩擦係数を有する乾式焼結摩擦材
料に関し、更に詳しくは、自動車、産業用車両、
鉄道用車両等のブレーキライニング材、クラツチ
フエーシング材等として有用な摩擦材料に関す
る。従来車両用特に二輪乃至四輪自動車用の摩擦材
料としては、石綿を含有するレジンモールドが使
用されて来たが、現今の公害防止の要望に対処す
べく、金属繊維を含有するセミメタリツクタイプ
の材料が広く使用される様になつている。しかし
ながら、このセミメタリツクタイプの摩擦材料に
も、降雨時に摩擦係数が低下する、高負荷等の苛
酷な条件下ではレジンの炭化によりやはり摩擦係
数が低下する等の欠点がある。従つて、最近では
焼結合金系の摩擦材料が次第に利用される様にな
つて来たが、これについても更に性能向上が求め
られている。即ち、自動車においては、省エネル
ギーの為の小型化及び軽量化が急速に進行してお
り、ブレーキ機構等に対しても小型化が要求され
ている。そして、ブレーキ機構の小型化を実現す
る為には、摩擦係数が高く、摩耗量の少ない新し
い焼結摩擦材料が必要となつている。本発明は、この様な要求に応えるべくなされた
ものであり、(1)銅45〜65重量％、(2)錫３〜８重量
％、(3)黒鉛３〜15重量％、(4)二硫化モリブデン、
二硫化タングステン、ビスマス及びアンチモンの
少なくとも１種0.5〜５重量％、(5)アルミナ、シ
リカ、ムライト、窒化ケイ素及びジルコンサンド
の少なくとも１種２〜15重量％、及び(6)希土類元
素の弗化物及び酸化物の少なくとも１種５〜30重
量％からなることを特徴とする焼結摩擦材料に係
る。本発明によれば、耐摩耗性に優れ、摩擦係数が
高く、降雨時にも摩擦係数の低下を実質的に生じ
ない焼結摩擦材料が得られる。以下本発明焼結摩擦材料の各成分について説明
する。これ等の各成分は、相互に関連しつつ摩擦
材料としての物性に影響するので、夫々の限定理
由を個別に論ずることは必ずしも妥当ではない
が、一応の限定理由を併せて示す。 (1) 銅及び(2)錫これ等は、摩擦材料の素地をなすものであ
り、焼結によつて合金化して、いわゆる青銅地
を形成し、素地の強度を高める。特に強度の観
点から、銅45〜65重量％に対し錫３〜８重量％
とする。錫が３重量％未満の場合には、黒鉛そ
の他の非金属を保持するに充分な強度が得られ
ず、一方８重量％を上回る場合には、摩擦材料
を脆化させ、強度を低下させる。 (3) 黒鉛黒鉛の添加は、主として摩擦係数を安定させ
る。即ち、一般に相互に摺動する摩擦材料の二
面間に発生する摩擦力は、(イ)二面間の一部に生
ずる凝着を剪断するに要する力、及び(ロ)硬質粒
子による相手材への堀りおこし力によるといわ
れている。黒鉛は、この様な二面間に存在する
ことにより、二面間に生ずる凝着を制御する。
従つて、適当量の黒鉛の存在により、摩擦材料
の摩擦係数が向上するとともに安定化され、併
せて耐摩耗性も向上する。黒鉛の量が３重量％未満では、上記の効果が
十分に奏されないのに対し、15重量％を上回る
場合には、材料強度が低下するとともに摩擦係
数が低下する。 (4) 二硫化モリブデン、二硫化タングステン、ビ
スマス及びアンチモンの少なくとも１種二硫化モリブデン等は、黒鉛と同様の効果を
奏するのみならず、いわゆる“鳴き”の防止及
び高荷重時の潤滑性付与という顕著な効果をも
発揮する。二硫化モリブデン等の使用量は、
0.5〜５重量％とする。これ等の使用量が、0.5
％未満の場合には、添加の効果が十分に発揮さ
れず、一方５重量％を上回る場合には、材料強
度及び摩擦係数が低下する。 (5) アルミナ、シリカ、ムライト、窒化ケイ素及
びジルコンサンドの少なくとも１種アルミナ等は、２〜15重量％の使用範囲にお
いて、前記の堀りおこし効果を奏するととも
に、摩擦熱により相手側摺動面に生成する酸化
皮膜を除去することにより摩擦材料間の凝着を
安定的に発生させて、安定的な摩擦力を発揮さ
せる。使用量が２重量％未満の場合には、上記
の効果が十分に発揮されず、一方15重量％を上
回る場合には、相手側摺動面を荒損させる傾向
がある。 (6) 希土類元素の弗化物及び酸化物の少なくとも
１種これ等の化合物は、基本的にはアルミナ等と
同様の効果を奏する。しかしながら、これ等の
化合物は、アルミナ等に比して硬度が低いの
で、堀りおこし効果は劣るものの、相手側摺動
面を著るしく荒損することなく酸化皮膜を除去
し得る。従つて、これ等化合物は、５〜30重量
％の範囲内で、アルミナ等との併用状態におい
て、摩擦材料に安定した適切な摩擦係数を付与
する。これ等の化合物の使用量が５重量％未満
の場合には、所望の効果が発揮され難いのに対
し、30重量％を上回る場合には、摩擦材料を脆
化させるとともに、摩耗を増大させる。これ等
化合物の具体例としては、弗化セリウム、弗化
ランタン、弗化イツトリウム、弗化サマリウム
等の弗化物、酸化ランタン、酸化イツトリウ
ム、酸化セリウム、酸化サマリウム等の酸化物
が例示される。以下本発明の実施例を示し、本発明の特徴とす
るところをより一層明らかにする。実施例１銅粉末57重量％、錫粉末５重量％、黒鉛粉末９
重量％、二硫化モリブデン粉末２重量％、シリカ
粉末４重量％、ムライト粉末３重量％及び弗化セ
リウム粉末20重量％を混合し、成形圧力５トン／
cm²で成形した後、銅メツキを予め施した低炭素鋼
板上に該成形体を重ね、窒素雰囲気中800℃で７
Kg／cm²で加圧しつつ焼結することにより、焼結と
鋼板への接合を同時に行なつて試料を得た。かくして得た試料を慣性力１Kg・ｍ・sec²、ブ
レーキ初速度50Km／hrの条件下に相手デイスク材
（13クローム鋼）に摺動接触させ（接触面積20
cm²）、乾燥状態及び湿潤状態（散水丈態）での摩
擦係数等を測定した。結果は、第１表に示す通り
である。比較例１銅粉末75重量％、錫粉末７重量％、黒鉛粉末９
重量％、二硫化モリブデン粉末２重量％、シリカ
粉末４重量％及びムライト粉末３重量％からなる
混合粉体を使用する以外は、実施例１と同様にし
て焼結体と鋼板とを接合した試料を得た。実施例１と同様にして測定した摩擦係数等の結
果を第１表に示す。

【表】第１表に示す結果から明らかな如く、本発明に
よる焼結摩擦材料は、高い摩擦係数を有してお
り、湿潤状態においても摩擦係数の低下は認めら
れず、更に耐摩耗性にも優れている。実施例２〜６第２表に示す原料を使用する以外は実施例１と
同様にして焼結体と鋼板とを接合した試料を得た
後、実施例１と同様の測定を行なつた。結果を第
２表に併せて示す。但し、摩擦係数の測定に当つ
ては、押付力を14.1Kg／cm²とした。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１ (1) 銅45〜65重量％、 (2) 錫３〜８重量％、 (3) 黒鉛３〜15重量％、 (4) 二硫化モリブデン、二硫化タングステン、ビ
スマス及びアンチモンの少なくとも１種0.5〜
５重量％、 (5) アルミナ、シリカ、ムライト、窒化ケイ素及
びジルコンサンドの少なくとも１種２〜15重量
％、及び (6) 希土類元素の弗化物及び酸化物の少なくとも
１種５〜30重量％からなることを特徴とする焼結摩擦材料。