JPH07216495A - Brake parts excellent in heat check resistance and its production - Google Patents
Brake parts excellent in heat check resistance and its productionInfo
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- JPH07216495A JPH07216495A JP847394A JP847394A JPH07216495A JP H07216495 A JPH07216495 A JP H07216495A JP 847394 A JP847394 A JP 847394A JP 847394 A JP847394 A JP 847394A JP H07216495 A JPH07216495 A JP H07216495A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、耐熱亀裂性等に優れ、
特に自動車などの車両のディスクブレーキ用ロータやブ
レーキドラム等に用いて好適なブレーキ部品およびその
製造方法に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention is excellent in heat crack resistance,
In particular, the present invention relates to a brake component suitable for use in a disc brake rotor or a brake drum of a vehicle such as an automobile, and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、車両のディスクブレーキ用ロー
タとしては、図３に示す構造のものがある。このディス
クブレーキ用ロータは、取付部３ａと摺動部４ａ、４ｂ
からなり、取付部３ａには複数の取付用ボルト孔５ａを
有している。2. Description of the Related Art In general, a vehicle disc brake rotor has a structure shown in FIG. This disc brake rotor has a mounting portion 3a and sliding portions 4a, 4b.
The mounting portion 3a has a plurality of mounting bolt holes 5a.
【０００３】また、車両用ブレーキドラムとしては、図
４に示す構造のものがある。このブレーキドラムは、取
付部３ｂと摺動部４ｃからなり、取付部３ｂには複数の
取付用ボルト孔５ｂを有している。As a vehicle brake drum, there is one having a structure shown in FIG. This brake drum comprises a mounting portion 3b and a sliding portion 4c, and the mounting portion 3b has a plurality of mounting bolt holes 5b.
【０００４】最近自動車用道路の整備や車両の高性能化
に伴い、高速走行からの制動の繰り返しにより、従来の
（ＪＩＳ）ＦＣ２５０の材質からなるディスクブレーキ
用ロータやブレーキドラムでは、摺動部に熱亀裂が発生
する可能性がある。With the recent development of automobile roads and higher performance of vehicles, repeated braking from high-speed running causes disc brake rotors and brake drums made of conventional (JIS) FC250 materials to have sliding parts. Thermal cracks may occur.
【０００５】特開平２−８５５２６号公報には、ディス
クブレーキ用ロータとして、重量比率で、Ｃ：３．５〜
４．０％、Ｓｉ：１．６〜２．０％、Ｍｎ：０．５〜
０．８％、Ｍｏ：０．４〜１．２％、必要に応じてＴ
ｉ：０．０５〜０．１０％を含み、残部Ｆｅおよび不可
避不純物よりなり、基地組織がパーライトである片状黒
鉛鋳鉄として、高速走行からの制動の繰り返し時の、耐
熱亀裂性、制動時のブレーキの鳴きを発生させない耐制
振性、更に、繰り返しのブレーキ使用に対する耐摩耗性
を改善する開示がある。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-85526 discloses a disk brake rotor having a weight ratio of C: 3.5-.
4.0%, Si: 1.6 to 2.0%, Mn: 0.5 to
0.8%, Mo: 0.4 to 1.2%, T if necessary
i: A flake graphite cast iron containing 0.05 to 0.10%, the balance being Fe and unavoidable impurities, and having a matrix structure of pearlite, which is heat crack resistance at the time of repeated braking from high speed running, and at the time of braking. There is a disclosure that improves vibration resistance without causing squeal of the brake and further improves wear resistance against repeated use of the brake.
【０００６】更に、特開平２−１３８４３８号公報に
は、ディスクブレーキ用ロータとして、重量比率で、
Ｃ：３．５〜４．０％、Ｓｉ：１．４〜２．０％、Ｍ
ｎ：０．５〜０．８％、Ｍｏ：０．４〜１．２％、Ｔ
ｉ：０．０５〜０．１０％、Ｖ：０．０２〜０．３５、
Ｃｅ：０．０１〜０．０５、Ｃｕ：０．２０〜２．０
％、Ｃｒ：０．０５〜１．０％を含み、残部Ｆｅおよび
不可避不純物の成分組成を有する片状黒鉛鋳鉄として、
高速走行からの制動の繰り返し時の耐熱亀裂性、制動時
のブレーキの鳴きを発生させない耐制振性、更に、繰り
返しのブレーキ使用に対する耐摩耗性を改善する開示が
ある。Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-138438, a rotor for a disc brake has a weight ratio of
C: 3.5-4.0%, Si: 1.4-2.0%, M
n: 0.5 to 0.8%, Mo: 0.4 to 1.2%, T
i: 0.05 to 0.10%, V: 0.02 to 0.35,
Ce: 0.01 to 0.05, Cu: 0.20 to 2.0
%, Cr: 0.05 to 1.0%, and a flake graphite cast iron having the composition of the balance Fe and unavoidable impurities.
There is a disclosure that improves thermal crack resistance during repeated braking from high speed running, vibration resistance that does not cause brake squeal during braking, and wear resistance against repeated brake use.
【０００７】上記、特開平２−８５５２６号公報および
特開平２−１３８４３８号公報では、ブレーキ特性を向
上する目的で、黒鉛形状を長大化し、基地組織を単なる
パーライトにしたものでは、雨天高速運転時の制動を考
慮した６５０℃以上の温度から水冷する寿命試験におい
て、クラックが発生する恐れがある。また、これが激し
くなると割れが発生する可能性があり、まだまだ、耐熱
亀裂性が不足する。In the above-mentioned JP-A-2-85526 and JP-A-2-138438, in order to improve the braking characteristics, the graphite shape is enlarged and the base structure is simply pearlite. In a life test in which water cooling is performed from a temperature of 650 ° C. or higher in consideration of braking, the crack may occur. Further, if it becomes violent, cracking may occur, and the thermal crack resistance is still insufficient.
【０００８】本発明は、上記課題を解決し、耐熱亀裂性
に優れるブレーキ部品およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a brake component excellent in heat crack resistance and a manufacturing method thereof.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本願発明者らは、鋭意研究の結果、ブレーキ部品で
の耐熱亀裂性は、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ，Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏ等
を適量含有組成とともに黒鉛形状が密接な関係があるこ
と見いだし本願発明に想到した。In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have earnestly studied, and as a result, the thermal crack resistance of the brake parts was determined to be C, Si, Mn, Cu, Cr, Mo and the like. It has been found that the graphite shape and the composition of the appropriate amount are closely related, and the present invention has been conceived.
【００１０】即ち、本第１の発明の耐熱亀裂性に優れる
ブレーキ部品は、取付部と摺動部からなり、化学成分が
質量比で、Ｃ ： ３．５０％〜 ３．９０％、Ｓｉ：
１．６０ 〜 ２．５０％、Ｍｎ： ０．７０ 〜
１．１０％、Ｐ ： ０．０５％未満、
Ｓ ： ０．０６ 〜 ０．１２％、Ｃｕ： ０．６０
〜 １．１０％、Ｃｒ： ０．４０ 〜 ０．８０
％、Ｍｏ： ０．２０ 〜 ０．５０％、残部が実質的
にＦｅ及び不可避的元素、ＣＥ値が４．１〜４．７５か
らなり、前記取付部がＡ型黒鉛、Ｄ型黒鉛および粒状黒
鉛のうちの一種または組み合せで、前記摺動部が長いＡ
型黒鉛とＣ型黒鉛の混合組織からなることを特徴とす
る。That is, the brake component of the first aspect of the present invention, which has excellent resistance to thermal cracking, is composed of a mounting portion and a sliding portion, and has a chemical component in a mass ratio of C: 3.50% to 3.90%, Si:
1.60 to 2.50%, Mn: 0.70 to
1.10%, P: less than 0.05%,
S: 0.06 to 0.12%, Cu: 0.60
~ 1.10%, Cr: 0.40 ~ 0.80
%, Mo: 0.20 to 0.50%, the balance substantially consisting of Fe and unavoidable elements, and the CE value of 4.1 to 4.75, and the attachment portion is A-type graphite, D-type graphite and granular. One or a combination of graphite and the sliding part is long A
It is characterized by having a mixed structure of type graphite and C type graphite.
【００１１】そして、前記ブレーキ部品は、自動車用の
ディスクブレーキ用ロータであり、自動車用のブレーキ
ドラムである。The brake component is a rotor for disc brakes for automobiles and a brake drum for automobiles.
【００１２】次に、本第２の発明は、第１の発明の耐熱
亀裂性に優れるブレーキ部品の製造方法であって、化学
成分が質量比で、凝固後に、Ｃ ： ３．５０％〜
３．９０％、Ｓｉ： １．６０ 〜 ２．５０％、Ｍ
ｎ： ０．７０ 〜 １．１０％、Ｐ ：
０．０５％未満、Ｓ ： ０．０６ 〜 ０．１２
％、Ｃｕ： ０．６０ 〜 １．１０％、Ｃｒ： ０．
４０ 〜 ０．８０％、Ｍｏ： ０．２０ 〜 ０．５
０％、残部が実質的にＦｅ及び不可避的元素、ＣＥ値が
４．１〜４．７５となる溶湯を鋳型に注入後、前記取付
部の凝固速度を制御して、Ａ型黒鉛、および／またはＤ
型黒鉛、および／または粒状黒鉛を晶出させ、オーステ
ナイト化焼鈍後、Ａ1 変態点以上で均熱化して放冷また
は強制冷却し、引張強さを２００Ｎ／ｍｍ2 以上とする
ことを特徴とする。Next, a second aspect of the present invention is a method for producing a brake component having excellent heat crack resistance according to the first aspect of the present invention, wherein the chemical components are in a mass ratio and, after solidification, C: 3.50% to.
3.90%, Si: 1.60 to 2.50%, M
n: 0.70 to 1.10%, P:
Less than 0.05%, S: 0.06 to 0.12
%, Cu: 0.60 to 1.10%, Cr: 0.
40 to 0.80%, Mo: 0.20 to 0.5
0%, the balance is substantially Fe and unavoidable elements, a molten metal having a CE value of 4.1 to 4.75 is poured into a mold, and then the solidification rate of the attachment part is controlled to form A-type graphite, and / or Or D
It is characterized in that type graphite and / or granular graphite is crystallized, austenitized and annealed, then soaked at A1 transformation point or higher and allowed to cool or forcedly cool to have a tensile strength of 200 N / mm2 or more.
【００１３】更に、本第３の発明は、請求項１に記載の
耐熱亀裂性に優れるブレーキ部品の製造方法であって、
化学成分が質量比で、凝固後に、Ｃ ： ３．５０％〜
３．９０％、Ｓｉ： １．６０ 〜 ２．５０％、Ｍ
ｎ： ０．７０ 〜 １．１０％、Ｐ ：
０．０５％未満、Ｓ ： ０．０６ 〜 ０．１２
％、Ｃｕ： ０．６０ 〜 １．１０％、Ｃｒ： ０．
４０ 〜 ０．８０％、Ｍｏ： ０．２０ 〜 ０．５
０％、残部が実質的にＦｅ及び不可避的元素、ＣＥ値が
４．１〜４．７５なる鋳物を鋳型から取り出し後、８０
０℃以上の温度から強制冷却して、粒状パーライトを析
出させ、摺動部の引張強さを１００Ｎ／ｍｍ2 以上とす
ることを特徴とす。Furthermore, a third aspect of the present invention is a method for producing a brake component having excellent heat crack resistance according to claim 1,
After the solidification, C: 3.50%-
3.90%, Si: 1.60 to 2.50%, M
n: 0.70 to 1.10%, P:
Less than 0.05%, S: 0.06 to 0.12
%, Cu: 0.60 to 1.10%, Cr: 0.
40 to 0.80%, Mo: 0.20 to 0.5
After removing from the mold a casting having 0%, the balance being substantially Fe and unavoidable elements, and a CE value of 4.1 to 4.75, 80
It is characterized by forcibly cooling from a temperature of 0 ° C. or higher to precipitate granular pearlite to make the tensile strength of the sliding portion 100 N / mm 2 or higher.
【００１４】[0014]
【作用】以下に各元素の含有量（質量比）、組織並びに
熱処理の限定理由を述べる。[Function] The content (mass ratio) of each element, the structure and the reasons for limiting the heat treatment will be described below.
【００１５】（ａ） Ｃ：３．５０〜３．９０％ Ｃは、鋳鉄の熱伝導率を向上させる元素であり、また摺
動部に安定して長いＡ型黒鉛とＣ型黒鉛の混合組織から
なる片状黒鉛を晶出させるため、少なくとも３．５０％
以上の添加が必要である。一方、３．９０％を越えて添
加すると、粗大な黒鉛が多量に晶出して強度が著しく低
下し、耐熱亀裂性が損なわれる。従って、Ｃ量は、３．
５０〜３．９０％とする。好ましいＣ量の範囲は、３．
６０〜３．７５％である。(A) C: 3.50 to 3.90% C is an element that improves the thermal conductivity of cast iron, and the mixed structure of A-type graphite and C-type graphite that is stable and long in the sliding portion. To crystallize flake graphite consisting of at least 3.50%
The above additions are necessary. On the other hand, if it is added in excess of 3.90%, a large amount of coarse graphite is crystallized and the strength is remarkably lowered, and the heat crack resistance is impaired. Therefore, the C amount is 3.
50 to 3.90%. The preferable range of C amount is 3.
It is 60 to 3.75%.
【００１６】（ｂ） Ｓｉ：１．６０〜２．５０％ Ｓｉは、片状黒鉛を晶出させ、良好な耐摩耗性を得るた
めに、１．６０％以上の添加が必要である。一方、２．
５０％を越えて添加すると、鋳鉄の基地組織中に固溶
し、熱伝導率を低下させる。従って、Ｓｉ量は、１．６
０〜２．５０％とする。好ましいＳｉ量の範囲は、１．
８０〜２．２０％である。(B) Si: 1.60 to 2.50% Si is required to be added in an amount of 1.60% or more in order to crystallize flake graphite and obtain good wear resistance. On the other hand, 2.
If added over 50%, it forms a solid solution in the matrix structure of cast iron and lowers the thermal conductivity. Therefore, the Si amount is 1.6
0 to 2.50%. The preferable range of Si amount is 1.
It is 80-2.20%.
【００１７】（ｃ） Ｍｎ：０．７０〜１．１０％ Ｍｎは、ＣＥ値が４．１を越える範囲での強度低下を補
い、ブレーキ部品として必要な強度を得る元素であり、
０．７０％以上必要である。一方、１．１０％を越えて
添加すると基地中に靱性を損なうＭｎＳが析出し、硬度
が大きくなり、加工性も悪くなる。従って、Ｍｎ量は、
０．７０〜１．１０％とする。好ましいＭｎ量の範囲
は、０．８０〜１．００％である。(C) Mn: 0.70 to 1.10% Mn is an element that compensates for the decrease in strength in the range where the CE value exceeds 4.1, and obtains the strength required for a brake component.
0.70% or more is required. On the other hand, if added in excess of 1.10%, MnS, which impairs toughness, precipitates in the matrix, increasing the hardness and degrading workability. Therefore, the Mn content is
0.70 to 1.10%. The preferable range of the amount of Mn is 0.80 to 1.00%.
【００１８】（ｄ） Ｐ：０．０５％以下 Ｐを多量に含有すると、ステダイト（Ｆｅ3 Ｐ）が析出
して脆くなるので、０．０５％以下とする。(D) P: 0.05% or less When a large amount of P is contained, steadite (Fe3 P) precipitates and becomes brittle, so the content is made 0.05% or less.
【００１９】（ｅ） Ｓ：０．０６〜０．１２％ Ｓは、黒鉛形状をＡ型黒鉛またはＣ型黒鉛に制御するた
め、０．０６％以上必要である。一方、０．１２％を越
えて含有すると、結晶粒界にＳが偏析して脆くなる。従
って、Ｓ量は、０．０６〜０．１２％の範囲とする。好
ましいＳ量の範囲は、０．０８〜０．１０％である。(E) S: 0.06 to 0.12% S is required to be 0.06% or more in order to control the graphite shape to A type graphite or C type graphite. On the other hand, if the content exceeds 0.12%, S segregates in the crystal grain boundaries and becomes brittle. Therefore, the amount of S is made into the range of 0.06-0.12%. The preferable range of the amount of S is 0.08 to 0.10%.
【００２０】（ｆ） Ｃｕ：０．６０〜１．１０％ Ｃｕは、鋳鉄の基地組織においてパーライト安定化元素
であり、Ｍｎと同様の作用をする元素である。また、Ｃ
Ｅ値が４．１を越える範囲での強度低下を補い、ブレー
キ部品として必要な強度を得るため、０．６０％以上必
要である。一方、１．１０％を越えて添加すると粒界に
Ｃｕが偏析過多となり、強度が低下する。従って、Ｃｕ
量は、０．６０〜１．１０％とする。好ましいＣｕ量の
範囲は、０．８０〜１．００％である。(F) Cu: 0.60 to 1.10% Cu is a pearlite stabilizing element in the matrix structure of cast iron and is an element having the same function as Mn. Also, C
In order to make up for the strength reduction in the range where the E value exceeds 4.1 and obtain the strength required for a brake component, 0.60% or more is necessary. On the other hand, when the content exceeds 1.10%, Cu becomes excessively segregated at the grain boundaries, and the strength decreases. Therefore, Cu
The amount is 0.60 to 1.10%. The preferable range of Cu amount is 0.80 to 1.00%.
【００２１】（ｇ） Ｃｒ：０．３０〜０．８０％ Ｃｒの添加は、耐熱亀裂性を向上させ、また、熱膨張率
を下げるが、反面、熱伝導率を低下させる。Ｃｒの添加
量が０．３０％未満では耐熱亀裂性に及ぼす影響が少な
い。一方、０．８０％を越えて添加すると、Ｃｒ3 Ｃの
析出により、加工性が悪くなり、また、熱伝導率が低下
し、ブレーキ部品の放熱性が悪くなる。従って、Ｃｒ量
は、０．３０〜０．８０％とする。好ましいＣｒ量の範
囲は、０．４０〜０．６０％である。(G) Cr: 0.30 to 0.80% Addition of Cr improves the resistance to thermal cracking and lowers the coefficient of thermal expansion, but it also reduces the thermal conductivity. If the added amount of Cr is less than 0.30%, the effect on the thermal crack resistance is small. On the other hand, if added in excess of 0.80%, the workability deteriorates due to precipitation of Cr3 C, and the thermal conductivity decreases, resulting in poor heat dissipation of the brake component. Therefore, the Cr amount is set to 0.30 to 0.80%. The preferable range of the amount of Cr is 0.40 to 0.60%.
【００２２】（ｈ） Ｍｏ：０．２０〜０．５０％ Ｍｏは、ブレーキ部品として必要な強度を得るためと耐
熱亀裂性を向上するため、０．２０％以上必要である。
一方、０．５０％を越えて添加すると鋳造後の基地中に
ベイナイト組織が析出して熱膨張率が大きくなり、相手
部品との摩擦熱で凹凸が発生してブレーキ性能が安定せ
ず悪くなる。従って、Ｍｏ量は、０．２０〜０．５０％
とする。好ましいＭｏ量の範囲は、０．２５〜０．３５
％である。(H) Mo: 0.20 to 0.50% Mo is required to be 0.20% or more in order to obtain the strength required as a brake component and to improve the heat crack resistance.
On the other hand, if added over 0.50%, a bainite structure precipitates in the matrix after casting and the coefficient of thermal expansion increases, and unevenness occurs due to frictional heat with the mating component and braking performance becomes unstable and worse. . Therefore, the Mo content is 0.20 to 0.50%
And The preferable range of Mo amount is 0.25 to 0.35.
%.
【００２３】（ｉ） ＣＥ値（炭素当量）：４．１〜
４．７５ ＣＥ値は、鋳鉄中のおける晶出黒鉛量を左右する重要な
因子であり、ＣＥ値が４．１未満では、摺動部に黒鉛形
状が長いＡ型黒鉛とＣ型黒鉛の混合組織からなる片状黒
鉛を、安定して晶出することが困難となる。また、放熱
性を確保することが難かしく、更に、従来材と同等程度
の減衰能しか得られない。一方、ＣＥ値が４．７５を越
えると、異常で粗大な黒鉛が多量に晶出して強度が急激
に低下する。従って、ＣＥ値は、４．１〜４．７５の範
囲とする。好ましいＣＥ値の範囲は、４．２〜４．５で
ある。(I) CE value (carbon equivalent): 4.1-
The 4.75 CE value is an important factor that influences the amount of crystallized graphite in cast iron. When the CE value is less than 4.1, the sliding part has a long graphite shape, and the mixture of A-type graphite and C-type graphite is mixed. It becomes difficult to stably crystallize the flake graphite having a structure. Further, it is difficult to secure heat dissipation, and only a damping capacity equivalent to that of conventional materials can be obtained. On the other hand, when the CE value exceeds 4.75, a large amount of abnormal and coarse graphite crystallizes and the strength sharply decreases. Therefore, the CE value is in the range of 4.1 to 4.75. The preferable CE value range is 4.2 to 4.5.
【００２４】（ｊ） 取付部の黒鉛形状が、Ａ型黒鉛、
Ｄ型黒鉛および粒状黒鉛のうちの一種または組み合せ 取付部の黒鉛形状を、Ａ型黒鉛、Ｄ型黒鉛および粒状黒
鉛のうちの一種または組み合せとすることにより、ブレ
ーキ部品としての強度を確保する。(J) The graphite shape of the mounting portion is A-type graphite,
One or a combination of D-type graphite and granular graphite The strength of the brake component is secured by using one or a combination of A-type graphite, D-type graphite and granular graphite as the graphite shape of the mounting portion.
【００２５】（ｋ） 摺動部の黒鉛形状が、長いＡ型黒
鉛とＣ型黒鉛の混合組織 従来のブレーキ部品において、摺動部の黒鉛形状は、均
一で無方向に配列分布したＡ型黒鉛である。本願発明
は、長いＡ型黒鉛およびＣ型黒鉛の混合組織である。長
いＡ型黒鉛と、Ｃ型黒鉛の混合組織とすることにより、
熱伝導率を向上させる。(K) Mixed structure of A-type graphite and C-type graphite in which the sliding portion has a long graphite shape In the conventional brake parts, the sliding portion has a uniform graphite shape in the non-directionally distributed A-type graphite. Is. The present invention is a mixed structure of long A-type graphite and C-type graphite. By using a long A-type graphite and C-type graphite mixed structure,
Improves thermal conductivity.
【００２６】（ｌ） 取付部の熱処理方法 本第２発明のブレーキ部品の製造方法において、鋳造凝
固後に前記組成となる溶湯を鋳型に注入後、ブレーキ部
品の取付部の凝固速度を制御すれば、一般的にＣ型黒鉛
より強度的に優れた、黒鉛形状が、Ａ型黒鉛、Ｄ型黒鉛
および粒状黒鉛の一種または組み合せの片状黒鉛が晶出
する。(L) Heat treatment method for mounting part In the method for manufacturing a brake part according to the second aspect of the present invention, after the molten metal having the above composition after casting and solidification is poured into the mold, the solidification speed of the mounting part for the brake part is controlled. Generally, flake graphite, which is one of a type graphite, a type D graphite and a granular graphite, or a combination of flake graphite, which is superior in strength to C type graphite, is crystallized out.
【００２７】取付部の引張強さを２００Ｎ／ｍｍ2 以上
としたのは、２００Ｎ／ｍｍ2 以上ないと、取付部とし
ての必要強度に達しないためである。The tensile strength of the mounting portion is set to 200 N / mm 2 or more because the strength required for the mounting portion cannot be reached unless the tensile strength is 200 N / mm 2 or more.
【００２８】（ｍ） 摺動部の熱処理方法 本第３発明のブレーキ部品の製造方法において、前記組
成の鋳物を鋳型から取り出し後、８００℃以上の温度か
ら強制冷却することにより、粒状パーライトが析出す
る。そして、摺動部の引張強さは１００Ｎ／ｍｍ2 以上
となる。(M) Heat treatment method for sliding portion In the method for manufacturing a brake part of the third aspect of the present invention, granular pearlite is precipitated by taking out a casting having the above composition from the mold and forcibly cooling it from a temperature of 800 ° C or higher. To do. The tensile strength of the sliding portion is 100 N / mm2 or more.
【００２９】摺動部の引張強さを１００Ｎ／ｍｍ2 以上
としたのは、１００Ｎ／ｍｍ2 ないと、摺動部としての
必要強度に達しないためである。The tensile strength of the sliding portion is set to 100 N / mm 2 or more because the strength required for the sliding portion cannot be reached unless it is 100 N / mm 2.
【００３０】[0030]
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 （実施例１）表１は、本発明の耐熱亀裂性に優れるブレ
ーキ部品について、各種の部品特性を評価するために作
製した図３に示すディスクブレーキ用ロータの実施例の
化学成分である。なお、鋳造にあたっては、２ｔ高周波
炉を用いて大気溶解し、直ちに１５００℃以上で出湯し
て約１４００℃で砂鋳型に注湯した。鋳型に注入後、凝
固速度を制御して、Ａ型黒鉛、Ｄ型黒鉛、および粒状黒
鉛を晶出させた。その後、オーステナイト化焼鈍を行
い、Ａ1 変態点以上で均熱化して強制冷却した。これを
実施例１とした。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples. (Example 1) Table 1 shows the chemical components of the example of the disc brake rotor shown in FIG. 3 which was produced in order to evaluate various component characteristics of the brake component of the present invention having excellent heat crack resistance. In casting, a 2t high-frequency furnace was used to melt in the air, and the molten metal was immediately poured out at 1500 ° C or higher and poured into a sand mold at about 1400 ° C. After pouring into the mold, the solidification rate was controlled to crystallize A-type graphite, D-type graphite, and granular graphite. After that, austenite annealing was performed, soaking was carried out at the A1 transformation point or higher and forced cooling. This is Example 1.
【００３１】（実施例２）一方、鋳物を鋳型から取り出
し後、８００℃以上の温度から強制冷却して、粒状パー
ライトを析出させる処理を行った。これを実施例２とし
た。上記、実施例１、２については、鋳造時の湯流れが
良く、鋳造欠陥の発生が見られなかった。なお、特開平
２−１３８４３８号公報に開示の代表的な成分比較とし
て、表１に比較例３、４として示す。(Example 2) On the other hand, after the casting was taken out from the mold, it was subjected to a treatment of forcibly cooling it from a temperature of 800 ° C or higher to precipitate granular pearlite. This is Example 2. In the above-mentioned Examples 1 and 2, the flow of molten metal at the time of casting was good, and no casting defect was observed. Table 1 shows Comparative Examples 3 and 4 as a typical component comparison disclosed in JP-A-2-138438.
【００３２】 （表１） 化学成分（重量％） 実施例 C Si Mn P S Cu Cr Mo CE値 No.1 3.74 1.88 0.95 0.021 0.10 0.91 0.54 0.31 4.37 2 3.72 1.96 1.01 0.023 0.09 0.90 0.52 0.31 4.37 比較例 C Si Mn P S Cu Cr Mo CE値 3 3.89 1.53 0.74 - - 1.42 0.45 0.78 4.40 4 3.70 1.72 0.65 - - 1.80 0.71 0.80 4.27 比較例 Ti V Ce 3（続き） 0.09 0.25 0.03 4（続き） 0.08 0.30 0.03(Table 1) Chemical composition (% by weight) Example C Si Mn P S Cu Cr Mo CE value No. 1 3.74 1.88 0.95 0.021 0.10 0.91 0.54 0.31 4.37 2 3.72 1.96 1.01 0.023 0.09 0.90 0.52 0.31 4.37 Comparative Example C Si Mn P S Cu Cr Mo CE value 3 3.89 1.53 0.74--1.42 0.45 0.78 4.40 4 3.70 1.72 0.65--1.80 0.71 0.80 4.27 Comparative example Ti V Ce 3 (continued) 0.09 0.25 0.03 4 (continued) 0.08 0.30 0.03
【００３３】次に、各供試材を用いて、以下に述べる各
種の評価試験を行った。Next, various evaluation tests described below were conducted using each of the test materials.
【００３４】（ａ） 室温引張試験 標点間距離が５０ｍｍ、標点間の直径が６ｍｍの丸棒試
験片（ユニバソ４号試験片）を用いて行った。(A) Room Temperature Tensile Test A round bar test piece (Universo No. 4 test piece) having a gauge length of 50 mm and a gauge length of 6 mm was used.
【００３５】（ｂ） 耐熱亀裂性試験 ディスクブレーキ用ロータ実体（外径φ２８０、内径φ
１５０、厚さ２５）を６５０℃及至７５０℃に加熱後、
水冷して、亀裂（クラック）の発生をカラーチェックに
て観察した。(B) Heat crack resistance test Disc brake rotor body (outer diameter φ280, inner diameter φ
After heating 150, thickness 25) to 650 ° C to 750 ° C,
After cooling with water, generation of cracks was observed by color check.
【００３６】（ｃ） 熱伝導率 レーザーフラッシュ法
にて測定した。以上の試験結果を表２に示す。(C) Thermal conductivity It was measured by the laser flash method. Table 2 shows the above test results.
【００３７】 （表２） 室温引張強さ 耐熱亀裂性 熱伝導率 （Ｎ／ｍｍ2 ） （クラック発生） （cal・m/sec・℃） 実施例 NO. 1 取付部 237.0 なし 0.121 摺動部 136.7 なし 0.141 2 取付部 342.5 なし 0.113 摺動部 249.9 なし 0.126比較例 3 268.5 あり 0.106 4 262.6 あり 0.096(Table 2) Tensile strength at room temperature Thermal crack resistance Thermal conductivity (N / mm2) (Crack generation) (cal / m / sec / ° C) Example NO. 1 Mounting part 237.0 None 0.121 Sliding part 136.7 None 0.141 2 Mounting part 342.5 None 0.113 Sliding part 249.9 None 0.126 Comparative example 3 268.5 Yes 0.106 4 262.6 Yes 0.096
【００３８】表２から明らかなように、本発明による実
施例１、２は、比較例３、４の供試材と比較して、耐熱
亀裂性が著しく改善されていることがわかる。また、熱
伝導率も大きいので、放熱性が良い。これは、摺動部の
黒鉛形状が長いＡ型とＣ型となっているためである。As is clear from Table 2, the heat crack resistance of Examples 1 and 2 according to the present invention is remarkably improved as compared with the test materials of Comparative Examples 3 and 4. Moreover, since the thermal conductivity is high, the heat dissipation is good. This is because the graphite shape of the sliding portion is long A type and C type.
【００３９】なお、実施例１の取付部と摺動部について
の組織の模式図（４００倍）を、それぞれ図１および図
２に示す。1 and 2 are schematic diagrams (400 times) of the structures of the mounting portion and the sliding portion of the first embodiment.
【００４０】図１で、Ａ部はフェライト、Ｂ部はパーラ
イト、Ｃ部はＤ型黒鉛である。図２で、Ｄ部はフェライ
ト、Ｅ部はパーライト、Ｆ部は長いＡ型黒鉛、Ｇ部はＣ
型黒鉛である。In FIG. 1, part A is ferrite, part B is pearlite, and part C is D-type graphite. In Fig. 2, D is ferrite, E is pearlite, F is long A-type graphite, and G is C.
Type graphite.
【００４１】次に、図３に示す、ディスクブレーキ用ロ
ータとディスクブレーキを試験装置に組み付け、時速１
３０ｋｍ相当の回転から完全停止を１サイクルとする、
高速走行より急制動をかけたブレーキ耐久試験を実施し
た。評価試験の結果、２８０サイクルまで熱亀裂は生じ
ず、優れた耐久性および信頼性を有することが確認され
た。Next, the disc brake rotor and the disc brake shown in FIG.
One cycle from a rotation equivalent to 30 km to a complete stop,
A brake endurance test was conducted in which sudden braking was applied from high-speed running. As a result of the evaluation test, it was confirmed that thermal cracking did not occur up to 280 cycles and that it had excellent durability and reliability.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上の説明の通り、本発明のブレーキ部
品は、特にＣ、Ｓｉ、Ｍｎ，Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｏを適量添
加し、取付部が黒鉛形状をＡ型黒鉛、Ｄ型黒鉛および粒
状黒鉛の一種または組み合せで、摺動部の黒鉛形状が長
いＡ型黒鉛とＣ型黒鉛の混合組織を有するので、耐熱亀
裂性、室温強度、熱伝導率について、極めて優れた耐久
性を示す。As described above, in the brake component of the present invention, in particular, C, Si, Mn, Cu, Cr and Mo are added in appropriate amounts, and the attachment portion has a graphite shape of A-type graphite, D-type graphite and granular. One kind or a combination of graphites has a mixed structure of A-type graphite and C-type graphite with a long graphite shape in the sliding portion, and therefore exhibits extremely excellent durability with respect to heat crack resistance, room temperature strength, and thermal conductivity.
【図１】実施例１の耐熱亀裂性に優れるブレーキ部品の
取付部の組織の模式図（４００倍）である。FIG. 1 is a schematic view (400 times) of a structure of a mounting portion of a brake component having excellent thermal crack resistance of Example 1.
【図２】実施例１の耐熱亀裂性に優れるブレーキ部品の
摺動部の模式図（４００倍）である。FIG. 2 is a schematic diagram (400 times) of a sliding portion of a brake component having excellent heat crack resistance of Example 1.
【図３】ブレーキ部品としてのディスクブレーキ用ロー
タを示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a disc brake rotor as a brake component.
【図４】ブレーキ部品としてのブレーキドラムを示す概
略図である。FIG. 4 is a schematic view showing a brake drum as a brake component.
１：ディスクブレーキ用ロータ、 ２：ブレーキドラ
ム、 ３：取付部、４：摺動部、
５：ボルト孔、Ａ：フェライト部、 Ｂ：パーライ
ト部、 Ｃ：Ｄ型黒鉛、Ｄ：フェライト部、
Ｅ：パーライト部、 Ｆ：長いＡ型黒鉛、Ｇ：Ｃ型
黒鉛。1: Disc brake rotor, 2: Brake drum, 3: Mounting part, 4: Sliding part,
5: bolt hole, A: ferrite part, B: pearlite part, C: D-type graphite, D: ferrite part,
E: pearlite part, F: long A-type graphite, G: C-type graphite.
Claims (5)
あって、化学成分が質量比で、Ｃ ： ３．５０％〜
３．９０％、Ｓｉ： １．６０ 〜 ２．５０％、Ｍ
ｎ： ０．７０ 〜 １．１０％、Ｐ ：
０．０５％未満、Ｓ ： ０．０６ 〜 ０．１２
％、Ｃｕ： ０．６０ 〜 １．１０％、Ｃｒ： ０．
４０ 〜 ０．８０％、Ｍｏ： ０．２０ 〜 ０．５
０％、残部が実質的にＦｅ及び不可避的元素、ＣＥ値が
４．１〜４．７５からなり、前記取付部がＡ型黒鉛、Ｄ
型黒鉛および粒状黒鉛のうちの一種または組み合せで、
前記摺動部が長いＡ型黒鉛とＣ型黒鉛の混合組織からな
ることを特徴とする耐熱亀裂性に優れるブレーキ部品。1. A brake component comprising a mounting portion and a sliding portion, wherein the chemical components are in a mass ratio of C: 3.50% to.
3.90%, Si: 1.60 to 2.50%, M
n: 0.70 to 1.10%, P:
Less than 0.05%, S: 0.06 to 0.12
%, Cu: 0.60 to 1.10%, Cr: 0.
40 to 0.80%, Mo: 0.20 to 0.5
0%, the balance is substantially Fe and unavoidable elements, the CE value is 4.1 to 4.75, and the mounting portion is A-type graphite, D
One or a combination of type graphite and granular graphite,
A brake component having excellent heat crack resistance, wherein the sliding portion is composed of a mixed structure of long A-type graphite and C-type graphite.
クブレーキ用ロータである請求項１記載の耐熱亀裂性に
優れるブレーキ部品。2. The brake component having excellent heat crack resistance according to claim 1, wherein the brake component is a disc brake rotor for an automobile.
キドラムである請求項１記載の耐熱亀裂性に優れるブレ
ーキ部品。3. The brake component having excellent heat crack resistance according to claim 1, wherein the brake component is a brake drum for an automobile.
レーキ部品の製造方法であって、化学成分が質量比で、
凝固後に、Ｃ ： ３．５０％〜 ３．９０％、Ｓｉ：
１．６０ 〜 ２．５０％、Ｍｎ： ０．７０ 〜
１．１０％、Ｐ ： ０．０５％未満、
Ｓ ： ０．０６ 〜 ０．１２％、Ｃｕ： ０．６０
〜 １．１０％、Ｃｒ： ０．４０ 〜 ０．８０
％、Ｍｏ： ０．２０ 〜 ０．５０％、残部が実質的
にＦｅ及び不可避的元素、ＣＥ値が４．１〜４．７５と
なる溶湯を鋳型に注入後、前記取付部の凝固速度を制御
して、Ａ型黒鉛、および／またはＤ型黒鉛、および／ま
たは粒状黒鉛を晶出させ、オーステナイト化焼鈍後、Ａ
1 変態点以上で均熱化して放冷または強制冷却し、引張
強さを２００Ｎ／ｍｍ2 以上とすることを特徴とする耐
熱亀裂性に優れるブレーキ部品の製造方法。4. The method for manufacturing a brake component having excellent heat crack resistance according to claim 1, wherein the chemical components are in a mass ratio.
After solidification, C: 3.50% to 3.90%, Si:
1.60 to 2.50%, Mn: 0.70 to
1.10%, P: less than 0.05%,
S: 0.06 to 0.12%, Cu: 0.60
~ 1.10%, Cr: 0.40 ~ 0.80
%, Mo: 0.20 to 0.50%, the balance being substantially Fe and unavoidable elements, the molten metal having a CE value of 4.1 to 4.75 was poured into a mold, and then the solidification rate of the attachment part was changed. A-type graphite and / or D-type graphite and / or granular graphite are crystallized under control, and after Austenite annealing,
1 A method for producing a brake component having excellent heat crack resistance, which is characterized by soaking the material uniformly at a transformation point or higher and allowing it to cool or forcedly cool to have a tensile strength of 200 N / mm 2 or more.
レーキ部品の製造方法であって、化学成分が質量比で、
凝固後に、Ｃ ： ３．５０％〜 ３．９０％、Ｓｉ：
１．６０ 〜 ２．５０％、Ｍｎ： ０．７０ 〜
１．１０％、Ｐ ： ０．０５％未満、
Ｓ ： ０．０６ 〜 ０．１２％、Ｃｕ： ０．６０
〜 １．１０％、Ｃｒ： ０．４０ 〜 ０．８０
％、Ｍｏ： ０．２０ 〜 ０．５０％、残部が実質的
にＦｅ及び不可避的元素、ＣＥ値が４．１〜４．７５な
る鋳物を鋳型から取り出し後、８００℃以上の温度から
強制冷却して、粒状パーライトを析出させ、摺動部の引
張強さを１００Ｎ／ｍｍ2 以上とすることを特徴とする
耐熱亀裂性に優れるブレーキ部品の製造方法。5. The method for manufacturing a brake component having excellent heat crack resistance according to claim 1, wherein the chemical components are in a mass ratio,
After solidification, C: 3.50% to 3.90%, Si:
1.60 to 2.50%, Mn: 0.70 to
1.10%, P: less than 0.05%,
S: 0.06 to 0.12%, Cu: 0.60
~ 1.10%, Cr: 0.40 ~ 0.80
%, Mo: 0.20 to 0.50%, the balance being Fe and unavoidable elements, and a CE value of 4.1 to 4.75 after taking out a casting from the mold, forcibly cooling from a temperature of 800 ° C. or higher. Then, granular pearlite is deposited, and the tensile strength of the sliding portion is set to 100 N / mm 2 or more.
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|---|---|---|---|
| JP06008473A JP3086373B2 (en) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | Manufacturing method of brake parts with excellent heat crack resistance |
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-
1994
- 1994-01-28 JP JP06008473A patent/JP3086373B2/en not_active Expired - Lifetime
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