JPH05214476A

JPH05214476A - 耐熱耐摩耗性Ａｌ−Ｓｉ合金材

Info

Publication number: JPH05214476A
Application number: JP1787692A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Yoshino; 彰一吉野; Hiroshi Isaki; 博伊崎; Masanori Yoshino; 正規吉野
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1992-02-03
Filing date: 1992-02-03
Publication date: 1993-08-24

Abstract

(57)【要約】【目的】高温耐摩耗性に優れ、かつ耐食性、軽量性を
具備した耐熱耐摩耗材を提供する。【構成】有効成分が重量％で、Ｓｉ：30〜50％、Ｆ
ｅ, Ｍｎの一種類以上：総計で15〜30％、Ｃｕ, Ｎｉの
一種類以上：総計で３〜20％、の範囲内で含有し、かつ
これらの成分の合計量が50〜80％であり、残部が実質的
にＡｌからなる急冷凝固粉末である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は特に高温における耐熱耐
摩耗性に優れたＡｌ−Ｓｉ合金材に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディスクブレーキ用のパッドは、摩擦熱
により 400℃以上の高温、局部的には800℃に達するた
め、耐熱耐摩耗性が要求される。このため、従来、パッ
ド材として、主にアスベストを耐熱耐摩耗性骨材として
用い、合成樹脂によって一体複合化したものが用いられ
ていた。

【０００３】しかし、アスベストは労働衛生上問題があ
るため、アスベストの代わりに鋼繊維や銅繊維を主材と
して複合一体化したパッドが使用されるようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋼繊維
を使用した場合、耐熱耐摩耗性は良好であるが、錆や異
音が発生し易く、また重いという問題がある。一方、銅
繊維を用いた場合は、錆や異音の発生はないが、アスベ
ストより高温における耐熱耐摩耗性が著しく劣るという
問題がある。

【０００５】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、ブレーキパッド用骨材等として好適な、耐熱耐摩耗
性に優れ、かつ耐食性、軽量性を具備した耐熱耐摩耗材
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の耐熱耐摩耗材
は、有効成分が重量％で、Ｓｉ：30〜50％、Ｆｅ, Ｍｎ
の一種以上：総計で15〜30％、Ｃｕ, Ｎｉの一種以上：
総計で３〜20％、の範囲内で含有し、かつこれらの成分
の合計量が50〜80％であり、残部が実質的にＡｌからな
る急冷凝固粉末である。

【０００７】

【作用】本発明の耐熱、耐摩耗材は、Ａｌ−Ｓｉをベー
スとしているため、軽量で、耐食性が良好であり、所定
の合金元素の含有により、耐熱耐摩耗性に優れる。本発
明のＡｌ−Ｓｉ合金材の成分限定理由を下記に示す。単
位は重量％である。Ｓｉ：30〜50％Ｓｉは主として耐摩耗性確保のために添加される。30％
未満では耐摩耗性が不足し、一方50％を越えると結合力
が不足する。

【０００８】Ｆｅ, Ｍｎの一種以上：総計で15〜30％Ｆｅ, Ｍｎは主として耐熱性を向上させるために添加さ
れる。15％未満では耐熱性が不足し、一方30％を越える
と比重が不必要に大きくなり、軽量性が害される。Ｃｕ, Ｎｉの一種以上：総計で３〜20％これらの元素は耐食性向上に寄与するほか、靭性を向上
させ、また摩擦係数の調整作用を用する。３％未満では
靭性や結合力が不足する。一方、20％を越えると摩擦係
数の調整作用が飽和する。尚、Ｎｉは耐熱性向上作用を
も有するが、20％を越えるとかかる作用は飽和し、コス
ト高の要因となる。

【０００９】上記合金成分は合計量で50〜80％とされ
る。50％未満では残部のＡｌ含有量が多くなり、耐熱性
が不足するようになる。また、80％を越えると常温にお
ける結合力が不足するようになり好ましくない。以上の
合金成分のほか、残部は不可避的に混入した不純物とＡ
ｌ、すなわち実質的にＡｌである。尚、上記有効成分の
ほか、合金成分としてＺｒ, Ｖ, Ｔｉ,Ｃｅ，Ｎｂ，Ｂ
の１種以上を１〜５％含有させることができる。これら
の成分は、耐熱性の向上に寄与する。１％未満ではその
作用がほとんどなく、一方５％を越えると融点が高くな
り過ぎて、溶解が困難となる。

【００１０】上記合金の急冷凝固粉末は、合金元素を過
飽和に固溶しており、基地の固溶体強化が図られてい
る。また、結晶粒の微細化によっても基地が強化されて
いる。急冷凝固粉末は、上記合金を融点（液相）より50
〜200 ℃高温に溶製し、水アトマイズ法や回転ドラム法
等の適宜の粉末製造手段によって、10⁴〜10⁶℃／sec
程度の冷却速度で急冷することによって得られる。回転
ドラム法とは、回転する冷却ドラムの内周面に冷却水層
を遠心力の作用で形成し、該冷却水層に溶融合金を噴射
し、微細に分断して急冷凝固粉末を得る方法である。

【００１１】

【実施例】表１の化学組成（wt％、残部実質的Ａｌ) の
Ａｌ合金を溶製し、回転ドラム法によって、粒径 150〜
500 μm の偏平楕円形のＡｌ−Ｓｉ合金粉末を製造し
た。尚、同表中、試料NO.１〜３は実施例、NO.４および
５は比較例である。

【００１２】

【表１】

【００１３】前記合金粉末, アスベスト, 鋼繊維, およ
び銅繊維を耐熱耐摩耗性骨材として30wt％、硫酸バリウ
ムを増量材として50wt％、フェノール樹脂を20％混練し
て板状に成形し、15×25mm、厚さ６mmの摩耗試験片を作
製した。尚、試験片のNO.は前記合金試料NO.に対応して
おり、アスベスト, 鋼繊維, 銅繊維を用いたものは同順
序でNO.６, ７, ８である。

【００１４】上記試験片をＪＩＳ定速摩擦摩耗試験機の
回転ディスク（材質Ｆｃ２５）に押し付けて、ディスク
温度が 150℃,250℃,350℃における試験片の摩耗量を測
定し、比摩耗率（摩耗率／摩擦係数) を算出した。その
結果を表２に示す。尚、試験条件は加圧力 10kg/cm, デ
ィスク周速７ｍ／sec であり、ディスク温度は試験片の
位置より５cm隔った位置の温度を測定した。ディスク温
度と摩擦界面における温度との関係は、ディスク温度 1
50℃が界面温度 250℃に対応しており、同様にディスク
温度 250℃、350 ℃が夫々 500℃、800 ℃に対応してい
る。

【００１５】

【表２】

【００１６】表２より、本発明の実施例に係るNO.１〜
３は、鋼繊維を用いた従来例のNO.７と比べて、ディス
ク温度が 150℃（摩擦界面温度250 ℃) では耐摩耗性が
やや劣るものの、ディスク温度が 250〜350 ℃（摩擦界
面温度 500〜800 ℃) においては同等の耐摩耗性を有し
ていることが分かる。また、Ｃｕ, Ｎｉを含有せず、Ｓ
ｉ含有量が本発明範囲外の比較例に係るNO.４およびＣ
ｕ, Ｎｉを含有しないNO.５は、アスベストを用いたNO.
６より耐熱性、耐摩耗性に劣る。尚、銅繊維を用いた従
来例のNO.８は、低温耐摩耗性は比較的良好であるが、
ディスク温度が 350℃の高温では、耐摩耗性の劣化が著
しい。

【００１７】本発明に係るＡｌ−Ｓｉ合金粉末は、ブレ
ーキパッド等の耐熱耐摩耗性骨材として好適であるほ
か、本発明の粉末単独又はアルミ合金粉末やセラミック
粉末と複合し、焼結・押出し・鍛造等により固化して、
耐熱耐摩耗材とすることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の耐熱耐摩耗
材は、Ｓｉを30〜50％含有し、Ｆｅ,Ｍｕ，Ｃｕ, Ｎｉ
を所要量含有した特定組成のＡｌ−Ｓｉ合金材であるの
で、軽量で耐食性が良好であることは勿論、低温ないし
高温における耐熱性、耐摩耗性に優れる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有効成分が重量％で、Ｓｉ：30〜50％、Ｆｅ, Ｍｎの一種以上：総計で15〜30％、Ｃｕ, Ｎｉの一種以上：総計で３〜20％、の範囲内で含
有し、かつこれらの成分の合計量が50〜80％であり、残
部が実質的にＡｌからなる急冷凝固粉末であることを特
徴とする耐熱耐摩耗性Ａｌ−Ｓｉ合金材。