JPH0718462B2 - Disc brake rotor and manufacturing method - Google Patents
Disc brake rotor and manufacturing methodInfo
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- JPH0718462B2 JPH0718462B2 JP5045091A JP5045091A JPH0718462B2 JP H0718462 B2 JPH0718462 B2 JP H0718462B2 JP 5045091 A JP5045091 A JP 5045091A JP 5045091 A JP5045091 A JP 5045091A JP H0718462 B2 JPH0718462 B2 JP H0718462B2
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ディスクブレーキ用ロ
ータおよびその製造方法に関する。より詳細には、ブレ
ーキ性能の優れた高強度の鋳鉄ディスクブレーキ用ロー
タに関するもので、特に従来鋳鉄ディスクブレーキ用ロ
ータに必要とされていた厚肉の鋳物を省略することを可
能にした低コストの高性能ディスクブレーキ用ロータお
よびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a disc brake rotor and a method of manufacturing the same. More specifically, it relates to a rotor for cast iron disc brakes of high strength with excellent braking performance, and in particular, it is a low-cost product that makes it possible to omit the thick casting that was conventionally required for rotors for cast iron disc brakes. The present invention relates to a rotor for a high performance disc brake and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車等に使用されているディスクブレ
ーキ用ロータには、以下の特性が要求される。 十分な機械的強度を有すること。 熱伝導性が高いこと。 耐熱衝撃性が高いこと。 熱による変形が起こらないこと。 表面の摩擦係数が十分高いこと。 耐摩耗性が十分高いこと。 耐蝕性が十分高いこと。 加工性がよいこと。2. Description of the Related Art The following characteristics are required for disc brake rotors used in automobiles and the like. Must have sufficient mechanical strength. High thermal conductivity. High thermal shock resistance. No deformation due to heat. The surface friction coefficient is high enough. Wear resistance is sufficiently high. Corrosion resistance is high enough. Good workability.
【０００３】これに対して、従来最も広く使用されてい
るディスクブレーキ用ロータは、鋳鉄（ねずみ鋳鉄）製
であった。鋳鉄は、十分な機械的強度を有し、特に熱伝
導性が同様な機械的強度を有する他の合金鋼等に比較し
て著しく高いため、ディスクブレーキ用ロータ材料とし
て好ましい。また、母相内に分散した黒鉛が、表面の摩
擦係数を十分高くしている。On the other hand, the most widely used disc brake rotor of the past has been made of cast iron (gray cast iron). Cast iron is preferable as a disc brake rotor material because it has a sufficient mechanical strength, and in particular has a significantly higher thermal conductivity than other alloy steels having similar mechanical strength. Further, graphite dispersed in the matrix phase has a sufficiently high surface friction coefficient.
【０００４】一般に、鋳鉄ディスクブレーキ用ロータ
は、砂型に鋳込んで製造されている。鋳鉄の性質として
冷却速度が速いと白銑化（チル）を起こし、硬くなり切
削加工性を著しく阻害することが知られている。チルは
薄肉部、先端部、角部等の冷却されやすい部分に発生す
るので、その対策として鋳物全体の肉厚を大きくする
か、炭素やSn等黒鉛化を促進する元素を添加する等の方
法が取られていた。Generally, a cast iron disc brake rotor is manufactured by casting in a sand mold. As a property of cast iron, it is known that when the cooling rate is high, white pig iron (chill) occurs, becomes hard, and significantly reduces the machinability. Chill is generated in thin-walled parts, tips, corners, and other parts that are easily cooled, so as a countermeasure, increase the wall thickness of the entire casting, or add an element that promotes graphitization such as carbon or Sn. Was taken.
【０００５】一方、自動車の高性能化に伴い、ブレーキ
性能の向上も要求され、近年では、冷却性能のよいベン
チレーテッドディスクブレーキが多用されるようになっ
ている。ベンチレーテッドディスクブレーキは、２枚の
円盤の間にフィンを挟んだ形状のロータを有するディス
クブレーキである。On the other hand, as the performance of automobiles becomes higher, improvement of braking performance is also required, and in recent years, ventilated disc brakes having good cooling performance have been widely used. The ventilated disc brake is a disc brake having a rotor with a fin sandwiched between two discs.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ベンチレーテッドディ
スクブレーキでは、冷却能を高めるために特にロータの
フィン部を薄肉化することが好ましい。また、ブレーキ
は一般的に自動車等のバネ下重量となるため、軽量化が
最も要求される。従って、ベンチレーテッドでない通常
の（ソリッド）ディスクブレーキロータも薄肉化するこ
とが好ましい。In the ventilated disc brake, it is preferable to thin the fin portion of the rotor in order to enhance the cooling ability. In addition, since the brake generally has the unsprung weight of an automobile or the like, the weight reduction is most required. Therefore, it is preferable to reduce the thickness of a normal (solid) disc brake rotor that is not ventilated.
【０００７】ところが、上述のように鋳鉄製ディスクブ
レーキロータの薄肉部には、チルが発生しやすいので肉
厚を小さくできなかった。チルの発生を抑えるために、
鋳鉄中の黒鉛量を増すと機械的強度が低下したり、粒界
そって酸化が進行し易くなってしまう。また、合金添加
は高価である他、ブレーキ特性特に熱伝導性を阻害す
る。However, as described above, since the chill is likely to occur in the thin portion of the cast iron disc brake rotor, the wall thickness cannot be reduced. To suppress the occurrence of chill,
Increasing the amount of graphite in cast iron lowers the mechanical strength and facilitates the progress of oxidation along the grain boundaries. Further, addition of alloys is expensive and hinders braking characteristics, especially thermal conductivity.
【０００８】一方、Al添加鋳鉄は、チル化傾向が極端に
小さく、熱伝導性、機械的強度等もディスクブレーキ用
ロータ材料に適している。しかしながら、Alの基本的性
質として、酸素との親和力が鉄のそれに比べて極めて高
いので、Al添加鋳鉄は溶解時、鋳込時に容易に酸化アル
ミニウムを生じ、往々にして膜状の重大な鋳造欠陥とし
て鋳物内部に残る。即ち、溶解時に生成した酸化アルミ
ニウムは比重の差により、溶湯表面に浮かぶのである程
度の除去は可能である。ところが、溶湯が鋳型内部に導
入された後に空気に接触して生成する酸化アルミニウム
を除去するのは非常に困難である。On the other hand, Al-added cast iron has an extremely small tendency to be chilled, and is suitable for a disc brake rotor material because of its thermal conductivity and mechanical strength. However, as the basic property of Al, its affinity with oxygen is extremely higher than that of iron, so cast iron with Al easily forms aluminum oxide during melting and casting, and often causes serious casting defects in the form of a film. As it remains inside the casting. That is, the aluminum oxide produced during melting floats on the surface of the molten metal due to the difference in specific gravity, so that it can be removed to some extent. However, it is very difficult to remove aluminum oxide produced by contact with air after the molten metal is introduced into the mold.
【０００９】そのため、従来Al添加鋳鉄は、極めて限ら
れた簡単な形状の鋳物分野でのみ実用化されているに過
ぎなかった。Therefore, Al-added cast iron has hitherto been put into practical use only in the field of castings having extremely limited and simple shapes.
【００１０】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解決した薄肉化が可能な高強度のディスクブレ
ーキ用ロータおよびその製造方法を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-strength disc brake rotor capable of reducing the wall thickness and a method of manufacturing the same, which solves the above-mentioned problems of the prior art.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、車両等
に使用されるディスクブレーキ用のロータにおいて、重
量％で、Ｃを3.4 〜4.0 、Alを 2.3〜3.3 、Mnを0.5 〜
1.0 、Siを0.1 〜1.0 、Ｐを０〜0.15、Ｓを０〜 0.1を
含む鋳鉄で構成されていることを特徴とするディスクブ
レーキ用のロータが提供される。According to the present invention, in a rotor for a disc brake used in a vehicle or the like, in% by weight, C is 3.4 to 4.0, Al is 2.3 to 3.3, and Mn is 0.5 to 0.5.
Provided is a rotor for a disc brake, which is made of cast iron containing 1.0, Si 0.1 to 1.0, P 0 to 0.15, and S 0 to 0.1.
【００１２】また、本発明では、上記のディスクブレー
キ用のロータを製造する方法として、水平スタックに設
置され、湯道で連結された複数のディスクブレーキ用ロ
ータの鋳型および１個の湯口が形成された砂鋳型に1350
〜1450℃の、重量％でＣを3.4〜4.0 、Alを2.0 〜3.5
、Mnを0.5 〜1.0 、Siを0.1 〜1.0 、Ｐを０〜0.15、
Ｓを０〜 0.1を含む溶鉄を、堰における溶湯の流速が25
〜75cm／秒で、最も薄肉部分における鋳込み速度が1.0
〜5.0 kg／秒となるよう鋳込むことを特徴とするディス
クブレーキ用のロータの製造方法が提供される。Further, in the present invention, as a method for manufacturing the above-mentioned rotor for disc brakes, a plurality of disc brake rotor molds and one sprue which are installed in a horizontal stack and connected by a runner are formed. Abandoned sand mold 1350
% To C of 3.4 to 4.0 and Al of 2.0 to 3.5 at 1450 ° C
, Mn 0.5 to 1.0, Si 0.1 to 1.0, P 0 to 0.15,
Molten iron containing 0 to 0.1 S was added to the weir at a flow velocity of 25
~ 75cm / sec, casting speed is 1.0 in the thinnest part
There is provided a method for manufacturing a rotor for a disc brake, which is characterized in that the rotor is cast at a rate of ~ 5.0 kg / sec.
【００１３】[0013]
【作 用】本発明者等は、長年ディスクブレーキ用ロー
タの材質と製造法を研究して以下の知見を得た。[Operation] The present inventors have studied the material and manufacturing method of the disc brake rotor for many years and obtained the following findings.
【００１４】即ち、同一強度レベルで比較した場合、Si
含有量を１重量％以下としたAl添加合金鋳鉄が最もブレ
ーキ性能に優れている。That is, when compared at the same intensity level, Si
The Al-added alloy cast iron with a content of 1% by weight or less has the best braking performance.
【００１５】Al添加鋳鉄は、チル化傾向が極端に小さ
く、また、マトリクス中にAlが含まれているので、黒鉛
量が少なくても熱伝導性が高い。従って、本発明のディ
スクブレーキ用ロータは、熱伝導性および機械的強度の
いずれも優れている。The Al-added cast iron has an extremely small tendency to be chilled, and since Al is contained in the matrix, it has high thermal conductivity even if the amount of graphite is small. Therefore, the disc brake rotor of the present invention is excellent in both thermal conductivity and mechanical strength.
【００１６】本発明のディスクブレーキ用ロータでは、
Ｃの含有量は 3.2〜4.0 重量％、好ましくは3.4 〜3.7
重量％である。Ｃの含有量が 3.2重量％未満では熱伝導
率が低く、4.0 重量％を超えると黒鉛が大きく析出して
強度が低下する。また、Alの含有量は 2.0〜3.7 重量
％、好ましくは2.5 〜3.0 重量％である。Alの含有量が
2.0重量％未満ではAl添加によるチル化防止の効果がほ
とんどなく、3.7 重量％を超えると黒鉛が粗大化する。
Mnの含有量は、0.5 〜1.0 重量％、好ましくは0.5 〜0.
7 重量％である。Mnの含有量が、0.5 重量％未満では、
フェライトが発生し易く強度が低下し、1.0 重量％を超
えるとMnが凝集し易くなりカーバイトが発生するので好
ましくない。さらに、Si含有量は0.1 〜１重量％、好ま
しくは0.4 〜0.6 重量％である。Si含有量が１重量％を
超えるとカーバイトが生成し易く、熱伝導率が低下し、
且つ強度が下がるので好ましくない。また、Ｐの含有量
は0.15重量％以下、Ｓの含有量は 0.1重量％以下ででき
るだけ少ない方が好ましい。Ｐの含有量が高いと加工
性、熱衝撃性が低下し、Ｓの含有量が高いと脆性が増す
からである。In the disc brake rotor of the present invention,
The content of C is 3.2 to 4.0% by weight, preferably 3.4 to 3.7.
% By weight. When the content of C is less than 3.2% by weight, the thermal conductivity is low, and when it exceeds 4.0% by weight, graphite is largely deposited and the strength is lowered. The Al content is 2.0 to 3.7% by weight, preferably 2.5 to 3.0% by weight. The content of Al
If it is less than 2.0% by weight, the effect of preventing chilling due to the addition of Al is scarce, and if it exceeds 3.7% by weight, the graphite becomes coarse.
The Mn content is 0.5 to 1.0% by weight, preferably 0.5 to 0.
7% by weight. If the Mn content is less than 0.5% by weight,
Ferrite is liable to be generated and the strength is lowered, and if it exceeds 1.0% by weight, Mn is apt to aggregate and carbide is generated, which is not preferable. Further, the Si content is 0.1 to 1% by weight, preferably 0.4 to 0.6% by weight. If the Si content exceeds 1% by weight, carbide is likely to be generated, and the thermal conductivity decreases,
In addition, the strength is lowered, which is not preferable. Further, it is preferable that the P content is 0.15% by weight or less and the S content is 0.1% by weight or less, which is as small as possible. This is because if the content of P is high, the workability and thermal shock resistance are lowered, and if the content of S is high, the brittleness increases.
【００１７】従来のディスクブレーキ用ロータでは、黒
鉛が大きく、立体的に連続的している片状のいわゆる薔
薇状の形状となっていたが、本発明のディスクブレーキ
用ロータでは、黒鉛が微細で、立体的には不連続な花び
ら状である。従来のディスクブレーキ用ロータでは、マ
トリクスがパーライトとフェライトで構成されていた
が、本発明のディスクブレーキ用ロータのマトリクスは
ほぼ100％パーライトで構成されている。In the conventional disc brake rotor, the graphite is large and has a so-called rose shape which is three-dimensionally continuous, but in the disc brake rotor of the present invention, the graphite is fine. , Three-dimensionally discontinuous petal-like. In the conventional disc brake rotor, the matrix is composed of pearlite and ferrite, but the matrix of the disc brake rotor of the present invention is composed of almost 100% pearlite.
【００１８】本発明のディスクブレーキ用ロータは、チ
ルが生じないので、従来は不可能であった肉厚３mm以下
の薄肉部分を有する形状とすることも可能である。ま
た、マトリクスがほぼ100 ％パーライトであるので耐摩
耗性においても優れている。黒鉛形状が微細であるの
で、黒鉛の粒界に沿って酸化が進行して、亀裂に到るよ
うなことがなく、安全性においても優れている。さら
に、マトリクス中のAlが表面で不動態化することによ
り、酸化そのものも起こり難い。Since the chill does not occur in the disc brake rotor of the present invention, it can be formed into a shape having a thin portion having a thickness of 3 mm or less, which has been impossible in the past. Also, since the matrix is almost 100% pearlite, it has excellent wear resistance. Since the shape of graphite is fine, oxidation does not proceed along the grain boundaries of graphite and cracks do not occur, which is also excellent in safety. Further, since the Al in the matrix is passivated on the surface, oxidation itself is unlikely to occur.
【００１９】一方、本発明では、上記のAl添加鋳鉄製の
ディスクブレーキ用ロータの製造方法も提供される。本
発明の方法では、水平スタックに設置され、湯道で連結
された複数のディスクブレーキ用ロータの鋳型および１
個の湯口が形成された砂鋳型を使用する。On the other hand, the present invention also provides a method of manufacturing the above-mentioned Al-added cast iron disc brake rotor. According to the method of the present invention, a mold for a plurality of disc brake rotors installed in a horizontal stack and connected by a runner and
A sand mold with individual gates is used.
【００２０】従来は、湯口形状を大きくし大量の溶湯を
注ぐ方法が採られていた。しかしながら、大量生産の場
合には、各鋳型に湯口を設けることは、鋳物歩留まりを
低下させる他、１回の注湯では溶湯の温度低下を招き、
製品の品質の均一化から見て好ましくない。Conventionally, a method of enlarging the shape of the sprue and pouring a large amount of molten metal has been adopted. However, in the case of mass production, providing a sprue in each mold lowers the casting yield and causes a decrease in the temperature of the molten metal in one pouring,
It is not preferable from the viewpoint of uniform product quality.
【００２１】また、砂鋳型は、通常のものでもよいが、
熱硬化性化学結合の砂鋳型を使用するとより好ましい。
熱硬化性化学結合の砂鋳型を使用するのは、鋳込み中、
鋳型内での溶湯の温度の低下が小さく、さらに、鋳込み
速度が速くても鋳型砂が洗われて鋳物内部に取り込ま
れ、欠陥となることがないからである。従って、本発明
の方法では、モールドウォッシュと呼ばれる洗われ防止
の部品を各鋳型内に挿入する必要がない。また、熱硬化
性化学結合の砂鋳型は強度が高いため、溶湯が凝固する
際の膨張も抑制される。従って、製品の内部に欠陥が生
じることがほとんどなくなる。上記の熱硬化性化学結合
の砂鋳型には、例えば英国ボーデン社製の商品名ベータ
ーセットで市販されている鋳型砂が使用できる。The sand mold may be a conventional one,
More preferably, a thermosetting chemically bonded sand mold is used.
The use of thermosetting chemically bonded sand molds is
This is because the decrease in the temperature of the molten metal in the mold is small, and even if the casting speed is high, the mold sand is not washed and taken into the casting, resulting in no defects. Therefore, in the method of the present invention, it is not necessary to insert a wash-proof component called mold wash into each mold. Further, since the sand mold of thermosetting chemical bond has high strength, expansion when the molten metal is solidified is suppressed. Therefore, defects inside the product hardly occur. As the above-mentioned thermosetting chemically-bonded sand mold, for example, mold sand commercially available under the trade name Betaset manufactured by Borden, UK can be used.
【００２２】本発明の方法では、上記の鋳型に、1350〜
1450℃の溶湯を鋳込む。溶湯の温度が1350℃未満ではコ
ールドショットが生じ、均一な製品が得られない。ま
た、溶湯温度が1450℃を超えるとエロージョンが大きく
製品にガス欠陥が発生する。In the method of the present invention, 1350 to
Cast molten metal at 1450 ℃. If the temperature of the molten metal is less than 1350 ° C, cold shots occur and uniform products cannot be obtained. Also, if the temperature of the molten metal exceeds 1450 ° C, erosion is large and gas defects occur in the product.
【００２３】本発明の方法において、鋳込み時間は、最
も薄肉の部分で３秒以内としなければならない。なぜな
らば薄肉部では溶湯が早く凝固し、所謂コールドショッ
トを生じ重大な欠陥になるからである。理想的な鋳込時
間は鋳物の最薄肉部の厚さに比例して増加する。本発明
者等の知見によれば１mmに付き１秒以下にした場合、コ
ールドショットを避けることができる。このとき、堰に
おける溶湯の流速は25〜75cm／秒となるように鋳型を構
成する必要がある。堰における溶湯の流速が、25cm／秒
未満の場合は、鋳物／湯道比が悪化し、スクラップが多
くなる。また、堰における溶湯の流速が、75cm／秒を超
える場合は、溶湯が鋳型内部で攪拌され、Alの酸化が進
んで欠陥となり、いずれも好ましくない。以下、本発明
を実施例により、さらに詳しく説明するが、以下の開示
は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明の技術的範囲
をなんら制限するものではない。In the method of the present invention, the casting time must be within 3 seconds at the thinnest part. This is because the molten metal is solidified quickly in the thin wall portion, so-called cold shot occurs and becomes a serious defect. The ideal casting time increases in proportion to the thickness of the thinnest part of the casting. According to the knowledge of the present inventors, a cold shot can be avoided when the time is 1 second or less per 1 mm. At this time, it is necessary to configure the mold so that the flow velocity of the molten metal in the weir is 25 to 75 cm / sec. If the flow velocity of the molten metal in the weir is less than 25 cm / sec, the casting / runner ratio will deteriorate and scrap will increase. Further, when the flow rate of the molten metal in the weir exceeds 75 cm / sec, the molten metal is agitated inside the mold and the oxidation of Al progresses to become defects, which is not preferable. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the following disclosure is merely examples of the present invention and does not limit the technical scope of the present invention.
【００２４】[0024]
【実施例】図１に、本発明のディスクブレーキ用ロータ
の一例の斜視図を示す。図１のディスクブレーキ用ロー
タは、通常の（ソリッド）ディスクブレーキ用のロータ
で、ディスク部１とハブ部３とが一体に鋳造されてお
り、ハブ部３にはホイールボルト用のボルト穴４が形成
されている。また、各部は鋳造後、機械加工で仕上げら
れている。1 is a perspective view of an example of a disc brake rotor according to the present invention. The disc brake rotor of FIG. 1 is a normal (solid) disc brake rotor, in which the disc portion 1 and the hub portion 3 are integrally cast, and the hub portion 3 has bolt holes 4 for wheel bolts. Has been formed. In addition, each part is finished by machining after casting.
【００２５】図２に、本発明のディスクブレーキ用ロー
タの他の例を示す。図２のディスクブレーキ用ロータ
は、ベンチレーテッドディスクブレーキ用ロータであ
り、ディスク部１の側面に通気孔５を有し、各通気孔間
はフィン２で隔てられているところが図１のディスクブ
レーキ用ロータと異なる。FIG. 2 shows another example of the disc brake rotor of the present invention. The disc brake rotor shown in FIG. 2 is a ventilated disc brake rotor having a vent hole 5 on the side surface of the disc portion 1 and fins 2 separating the vent holes from each other. Is different from the rotor.
【００２６】本発明のディスクブレーキ用ロータは、上
述のようにAl添加鋳鉄を使用しているので、従来のもの
より肉厚を小さくすることができ、特に図２のベンチレ
ーテッドディスクブレーキ用ロータでは、フィン部２の
最も薄肉の部分は肉厚３mmとなっている。Since the disc brake rotor of the present invention uses the Al-added cast iron as described above, the wall thickness can be made smaller than that of the conventional one, and in particular, the ventilated disc brake rotor shown in FIG. Then, the thinnest portion of the fin portion 2 has a thickness of 3 mm.
【００２７】図３および図４に、上記本発明のディスク
ブレーキ用ロータを本発明の方法で製造する際、鋳造に
用いる鋳型の一例の概略図を示す。図３は長手方向の縦
断面図であり、図４は図３の矢印Ａの方向から見た縦断
面図である。3 and 4 are schematic views showing an example of a mold used for casting when the disc brake rotor of the present invention is manufactured by the method of the present invention. 3 is a longitudinal sectional view in the longitudinal direction, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view seen from the direction of arrow A in FIG.
【００２８】図３の鋳型は、熱硬化性化学結合の砂鋳型
であり、湯道16で連結された５個のディスクブレーキ用
ロータ鋳型11〜15を具備する。湯口10から注湯された溶
湯は、湯道16を通り、第１のディスクブレーキ用ロータ
鋳型11から順次満たしていく。本発明の方法では、この
ように、順次各ディスクブレーキ用ロータ鋳型に鋳込む
ことにより、高性能なディスクブレーキ用ロータを製造
する。The mold shown in FIG. 3 is a thermosetting chemically bonded sand mold and comprises five disc brake rotor molds 11 to 15 connected by a runner 16 . The molten metal poured from the sprue 10 passes through the runner 16 and is sequentially filled from the first disk brake rotor mold 11. In the method of the present invention, a high-performance disc brake rotor is manufactured by successively casting the disc brake rotor molds in this manner.
【００２９】図３の鋳型を使用して、本発明の方法によ
り、本発明のディスクブレーキ用ロータを製造した。原
料の組成を重量％で以下に示す。Ｃ： 3.6〜3.8 、Si：
0.6 、Mn：1.0 、Ｐ：0.02、Ｓ：0.05、Al：2.5 、残部
はFeUsing the mold of FIG. 3, the disc brake rotor of the present invention was manufactured by the method of the present invention. The composition of the raw materials is shown below in weight percent. C: 3.6 to 3.8, Si:
0.6, Mn: 1.0, P: 0.02, S: 0.05, Al: 2.5, balance Fe
【００３０】この原料を高周波炉（1000Hz）にて溶解
し、取鍋にてSiCaを接種し、溶湯温度を1400℃にして湯
口10から、溶湯の堰における流速が50cm／秒となるよう
注湯した。このとき、各鋳型の最も薄肉の部分での鋳込
み速度は、３kg／秒となるよう鋳型を構成した。This raw material is melted in a high frequency furnace (1000 Hz), inoculated with SiCa in a ladle, the temperature of the molten metal is set to 1400 ° C., and pouring is made from the spout 10 so that the flow velocity at the weir of the molten metal is 50 cm / sec. did. At this time, the casting molds were constructed so that the casting speed at the thinnest portion of each casting mold was 3 kg / sec.
【００３１】得られた本発明のディスクブレーキ用ロー
タは、微細な片状の黒鉛が分散しているパーライト地の
鋳鉄で構成されていた。また、最も薄肉の部分にもチル
化は起こっていなかった。熱伝導率は、特に500 ℃以上
の高温時でも約40〜50Ｗ／ｍ秒℃で、従来のものより、
20〜50％改善されている。The obtained disc brake rotor of the present invention was composed of pearlite cast iron in which fine flake graphite was dispersed. No chilling occurred in the thinnest part. The thermal conductivity is about 40 to 50 W / msec ℃, especially at high temperature of 500 ℃ or more.
It has been improved by 20-50%.
【００３２】図５および図６にそれぞれ本発明のディス
クブレーキ用ロータの鋳鉄の金属組織の光学顕微鏡写真
および従来のディスクブレーキ用ロータの鋳鉄の金属組
織の光学顕微鏡写真を示す。図５および図６はいずれも
倍率 100倍の光学顕微鏡写真である。図５および図６か
ら明らかなように、本発明のディスクブレーキ用ロータ
の鋳鉄の組織は、従来のディスクブレーキ用ロータの鋳
鉄の組織と比較して、黒鉛の形状が小さく分散してい
る。また、マトリクスはパーライトのみで構成されてい
る。従って、本発明のディスクブレーキ用ロータは、熱
伝導率、強度、耐摩耗性および耐酸化性が高い高性能、
高信頼性のものとなる。5 and 6 show an optical micrograph of the cast iron metallographic structure of the disc brake rotor of the present invention and an optical micrograph of the cast iron metallographic structure of the conventional disc brake rotor, respectively. 5 and 6 are optical micrographs at a magnification of 100 times. As is clear from FIGS. 5 and 6, the cast iron structure of the disc brake rotor of the present invention has a smaller graphite shape and dispersed as compared with the cast iron structure of the conventional disc brake rotor. Further, the matrix is composed only of perlite. Therefore, the disc brake rotor of the present invention has high performance with high thermal conductivity, strength, wear resistance and oxidation resistance,
It will be highly reliable.
【００３３】本発明のディスクブレーキ用ロータの鋳鉄
と他の材料の耐熱衝撃性を比較した。試験に供された材
料の組成を以下の表１に示す。The thermal shock resistance of the cast iron of the disc brake rotor of the present invention and other materials were compared. The compositions of the materials used in the test are shown in Table 1 below.
【００３４】[0034]
【表１】 [Table 1]
【００３５】各試料は、同寸法の直径30〜32mm、長さ15
0 mmの円柱形に加工し、加熱コイル中で600 ℃まで急速
に加熱され、圧搾空気と水の噴霧により100 ℃まで急冷
される。この加熱−冷却のサイクルを約10秒として、顕
著な亀裂が試料表面で観察できるようになるまでのサイ
クル数を測定した。結果を以下の表２に示す。Each sample has a diameter of 30 to 32 mm and a length of 15 with the same size.
It is processed into a 0 mm cylindrical shape, rapidly heated to 600 ° C in a heating coil, and rapidly cooled to 100 ° C by spraying compressed air and water. This heating-cooling cycle was set to about 10 seconds, and the number of cycles until significant cracks became visible on the sample surface was measured. The results are shown in Table 2 below.
【００３６】[0036]
【表２】 [Table 2]
【００３７】以上の結果より、本発明のディスクブレー
キ用ロータに使用されるアルミ鋳鉄は、各種の鋳鉄の中
で最も長い寿命を示し、鋼とほぼ同程度であることがわ
かった。From the above results, it was found that the aluminum cast iron used for the disc brake rotor of the present invention has the longest life among various cast irons and is about the same as steel.
【００３８】また、図７および図８に、それぞれ本発明
のディスクブレーキ用ロータに使用されるアルミ鋳鉄の
試料と熱疲労強度が高いとされているＳＫＤ61鋼の試料
の熱衝撃試験後の亀裂の様子を示す。本発明のディスク
ブレーキ用ロータに使用されるアルミ鋳鉄の試料では、
極めて細かい網目状の亀裂が全面に生じた。それに対
し、ＳＫＤ61鋼の試料では、亀裂の数は少ないが、深い
縦方向の割れが生じた。このことから、アルミ鋳鉄を使
用している本発明のディスクブレーキ用ロータは、従来
のものより、長寿命で安全性に優れていることがわか
る。7 and 8 show the cracks after the thermal shock test of the aluminum cast iron sample used for the disc brake rotor of the present invention and the SKD61 steel sample having high thermal fatigue strength, respectively. Show the situation. In the aluminum cast iron sample used for the disc brake rotor of the present invention,
Very fine mesh-like cracks were generated on the entire surface. On the other hand, in the SKD61 steel sample, although the number of cracks was small, deep vertical cracks occurred. From this, it can be seen that the disc brake rotor of the present invention, which uses cast aluminum, has a longer life and is superior to the conventional one in safety.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低コストの高性能ディスクブレーキ用ロータおよびその
製造方法が提供される。本発明のディスクブレーキ用ロ
ータは、全ての点で従来のディスクブレーキ用ロータよ
り、高性能でありコストも低い。As described above, according to the present invention,
A low cost high performance disc brake rotor and method of making the same. The disc brake rotor of the present invention has higher performance and lower cost than the conventional disc brake rotor in all respects.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明のディスクブレーキ用ロータの一例の斜
視図である。FIG. 1 is a perspective view of an example of a disc brake rotor of the present invention.
【図２】本発明のディスクブレーキ用ロータの他の例の
斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of another example of the disc brake rotor of the present invention.
【図３】本発明の方法で本発明のディスクブレーキ用ロ
ータを製造する場合に使用する鋳型の概略断面図であ
る。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a mold used when manufacturing the disc brake rotor of the present invention by the method of the present invention.
【図４】図３の鋳型の矢印Ａの方向からの断面図であ
る。FIG. 4 is a cross-sectional view of the mold of FIG. 3 taken in the direction of arrow A.
【図５】本発明のディスクブレーキの鋳鉄の金属組織の
光学顕微鏡写真である。FIG. 5 is an optical micrograph of the metal structure of cast iron of the disc brake of the present invention.
【図６】従来のディスクブレーキの鋳鉄の金属組織の光
学顕微鏡写真である。FIG. 6 is an optical microscope photograph of a metal structure of cast iron of a conventional disc brake.
【図７】熱衝撃試験後の本発明のディスクブレーキの鋳
鉄の試料のひびわれの様子を示した外観図である。FIG. 7 is an external view showing the state of cracking of a cast iron sample of the disc brake of the present invention after a thermal shock test.
【図８】熱衝撃試験後の従来のディスクブレーキの鋳鉄
の試料のひびわれの様子を示した外観図である。FIG. 8 is an external view showing a cracked state of a cast iron sample of a conventional disc brake after a thermal shock test.
１ ディスク部 ２ フィン ３ ハブ部 ４ ボルト穴 ５ 通気孔 10 湯口 11〜15 鋳型 16 湯道 1 Disc part 2 Fins 3 Hub part 4 Bolt hole 5 Vent hole 10 Gate 11 to 15 Mold 16 Runway
Claims (2)
のロータにおいて、重量％で、Ｃを 3.2〜4.0 、Alを
2.0〜3.7 、Mnを0.5 〜1.0 、Siを0.1 〜1.0、0.15以下
のＰ、 0.1以下のＳを含む鋳鉄で構成されていることを
特徴とするディスクブレーキ用のロータ。1. A rotor for a disc brake used in a vehicle or the like, wherein C is 3.2 to 4.0 and Al is% by weight.
2.0 to 3.7, Mn 0.5 to 1.0, Si 0.1 to 1.0, 0.15 or less
2. A rotor for a disc brake, which is made of cast iron containing P and S of 0.1 or less .
ータを製造する方法において、水平スタックに設置さ
れ、湯道で連結された複数のディスクブレーキ用ロータ
の鋳型および１個の湯口が形成された砂鋳型に1350〜14
50℃の、重量％でＣを 3.2〜4.0 、Alを2.0 〜3.7 、Mn
を0.5 〜1.0 、Siを0.1 〜1.0 、0.15以下のＰ、 0.1以
下のＳを含む溶鉄を、堰における溶湯の流速が25〜75cm
／秒で、最も薄肉部分における鋳込み速度が1.0 〜5.0
kg／秒となるよう鋳込むことを特徴とするディスクブレ
ーキ用のロータの製造方法。2. The method for manufacturing a disc brake rotor according to claim 1, wherein a plurality of disc brake rotor molds and one sprue installed in a horizontal stack and connected by a runner are formed. 1350 ~ 14 for sand mold
At 50 ° C., wt% C is 3.2 to 4.0, Al is 2.0 to 3.7, Mn
0.5 to 1.0, Si 0.1 to 1.0, 0.15 or less P, 0.1 or more
For the molten iron containing S below, the flow velocity of the molten metal at the weir is 25 to 75 cm.
/ Sec, the casting speed in the thinnest part is 1.0 to 5.0
A method for manufacturing a rotor for a disc brake, which is characterized in that casting is performed so as to achieve kg / sec.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5045091A JPH0718462B2 (en) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | Disc brake rotor and manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5045091A JPH0718462B2 (en) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | Disc brake rotor and manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04272522A JPH04272522A (en) | 1992-09-29 |
| JPH0718462B2 true JPH0718462B2 (en) | 1995-03-06 |
Family
ID=12859201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5045091A Expired - Lifetime JPH0718462B2 (en) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | Disc brake rotor and manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718462B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1313177B1 (en) * | 1999-07-15 | 2002-06-17 | Freni Brembo Spa | CAST IRON FOR VEHICLE BRAKE COMPONENTS. |
| DE19953913A1 (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-17 | Schwaebische Huettenwerke Gmbh | Energy converter |
| DE102012100990B3 (en) | 2012-02-07 | 2013-06-27 | Ford-Werke Gmbh | Ferritic cast iron material having a laminated graphite structure comprises carbon, silicon, aluminum, bismuth, phosphorus, copper, manganese, and tin, where cylindrical head, brake disk and cylinder liner are formed from the iron material |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP5045091A patent/JPH0718462B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04272522A (en) | 1992-09-29 |
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