JPH0539478A - 摩擦デイスク - Google Patents
摩擦デイスクInfo
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- JPH0539478A JPH0539478A JP3319308A JP31930891A JPH0539478A JP H0539478 A JPH0539478 A JP H0539478A JP 3319308 A JP3319308 A JP 3319308A JP 31930891 A JP31930891 A JP 31930891A JP H0539478 A JPH0539478 A JP H0539478A
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- silicon carbide
- disc
- composite
- friction disk
- friction
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
- F16D65/125—Discs; Drums for disc brakes characterised by the material used for the disc body
- F16D65/126—Discs; Drums for disc brakes characterised by the material used for the disc body the material being of low mechanical strength, e.g. carbon, beryllium; Torque transmitting members therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
- F16D65/127—Discs; Drums for disc brakes characterised by properties of the disc surface; Discs lined with friction material
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- Braking Arrangements (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性と耐酸化性に優れ、かつ高強度の摩
擦ディスクを提供する。 【構成】 この摩擦ディスク１は、Ｃ／Ｃ複合体３の表
面にβ型炭化珪素に転化した層２を有する。
擦ディスクを提供する。 【構成】 この摩擦ディスク１は、Ｃ／Ｃ複合体３の表
面にβ型炭化珪素に転化した層２を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、摩擦ディスクに関し、
詳しくは車両、自動車、航空機などの車輪の回転を摺動
摩擦によってコントロールするブレーキディスク等に関
する。
詳しくは車両、自動車、航空機などの車輪の回転を摺動
摩擦によってコントロールするブレーキディスク等に関
する。
【０００２】
【従来の技術】車両、自動車、航空機などのブレーキデ
ィスクには、鋳鉄やアスベスト、あるいは耐摩耗性を与
えたり、摩擦性能の安定化のため鋳鉄に黒鉛を添加した
ものが従来より用いられており、最近ではアスベスト粉
の人体や環境に及ぼす悪影響の点から、炭素結合炭素繊
維複合材料からなる、いわゆるＣ／Ｃ複合体よりなるブ
レーキディスクが使用されるようになってきている。
ィスクには、鋳鉄やアスベスト、あるいは耐摩耗性を与
えたり、摩擦性能の安定化のため鋳鉄に黒鉛を添加した
ものが従来より用いられており、最近ではアスベスト粉
の人体や環境に及ぼす悪影響の点から、炭素結合炭素繊
維複合材料からなる、いわゆるＣ／Ｃ複合体よりなるブ
レーキディスクが使用されるようになってきている。
【０００３】Ｃ／Ｃ複合体は炭素繊維をフィラメントワ
インディングなどによって一方向を強化したものや、炭
素繊維で編んだ布、不織布を重ね合わして二方向を強化
したもの、あるいは多方向に編み込むことによって多方
向に強化したものなどがあり、これらのＣ／Ｃ複合体は
鋳鉄に比べ機械的強度が大きく、耐熱性や熱伝導性に優
れているため、摩擦熱の急速な放散が可能であり、高強
度で焼付きや腐食、サビなどが発生しないため、航空機
のように高速のものや、一部の特殊な車両や自動車のブ
レーキディスクに使用されている。
インディングなどによって一方向を強化したものや、炭
素繊維で編んだ布、不織布を重ね合わして二方向を強化
したもの、あるいは多方向に編み込むことによって多方
向に強化したものなどがあり、これらのＣ／Ｃ複合体は
鋳鉄に比べ機械的強度が大きく、耐熱性や熱伝導性に優
れているため、摩擦熱の急速な放散が可能であり、高強
度で焼付きや腐食、サビなどが発生しないため、航空機
のように高速のものや、一部の特殊な車両や自動車のブ
レーキディスクに使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｃ／Ｃ複合体より成るブレーキディスクである摩擦ディ
スクは強度の点で、強化された方向は問題なかったが、
その他の方向の強度や、摺動面の耐摩耗性が不十分であ
った。又、高速での摩擦熱は部分的に炭素繊維の酸化反
応を開始させる温度以上になることがあり、その結果、
酸化消耗を起こし、急激な強度劣化が見られた。
Ｃ／Ｃ複合体より成るブレーキディスクである摩擦ディ
スクは強度の点で、強化された方向は問題なかったが、
その他の方向の強度や、摺動面の耐摩耗性が不十分であ
った。又、高速での摩擦熱は部分的に炭素繊維の酸化反
応を開始させる温度以上になることがあり、その結果、
酸化消耗を起こし、急激な強度劣化が見られた。
【０００５】このような強度劣化は摩擦ディスクの変形
や割れ等の損傷につながるため、摩擦ディスク自体の強
度も強いものが要求される。Ｃ／Ｃ複合体は一般的には
機械的強度が大きい方で、曲げ強さ１１５０ｋｇ／ｃｍ
2ＡＧ、弾性率（ヤング率）１３００ｋｇ／ｍｍ2ＡＧ程
度のものは製造可能であるが、酸化等による強度劣化か
らの摩擦ディスクの損傷防止には十分でなく、さらに曲
げ強さ、弾性率の高い摩擦ディスクが望まれていた。
や割れ等の損傷につながるため、摩擦ディスク自体の強
度も強いものが要求される。Ｃ／Ｃ複合体は一般的には
機械的強度が大きい方で、曲げ強さ１１５０ｋｇ／ｃｍ
2ＡＧ、弾性率（ヤング率）１３００ｋｇ／ｍｍ2ＡＧ程
度のものは製造可能であるが、酸化等による強度劣化か
らの摩擦ディスクの損傷防止には十分でなく、さらに曲
げ強さ、弾性率の高い摩擦ディスクが望まれていた。
【０００６】本発明はこのような問題点を解決し、高強
度で耐摩耗性と耐酸化性に優れた摩擦ディスクを提供す
ることを目的とする。
度で耐摩耗性と耐酸化性に優れた摩擦ディスクを提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、一
部又は全部を炭化珪素に転化したＣ／Ｃ複合体より成
り、その曲げ強さが１４７０ｋｇ／ｃｍ2ＡＧ〜１８２
０ｋｇ／ｃｍ2ＡＧ、弾性率が１４９０ｋｇ／ｍｍ2ＡＧ
〜１９１０ｋｇ／ｍｍ2ＡＧである摩擦ディスクを要旨
とするものである。
部又は全部を炭化珪素に転化したＣ／Ｃ複合体より成
り、その曲げ強さが１４７０ｋｇ／ｃｍ2ＡＧ〜１８２
０ｋｇ／ｃｍ2ＡＧ、弾性率が１４９０ｋｇ／ｍｍ2ＡＧ
〜１９１０ｋｇ／ｍｍ2ＡＧである摩擦ディスクを要旨
とするものである。
【０００８】このような摩擦ディスクは以下のようにし
て製造することができる。Ｃ／Ｃ複合体はポリアクリロ
ニトリル、レーヨン、フェノール樹脂等の合成高分子材
料を出発原料とする炭素繊維か、又は石油ピッチ、石炭
ピッチ等を出発原料とする炭素繊維を用いて一次元、二
次元、三次元構造、あるいはもっと高次元の構造に組み
立てられる。
て製造することができる。Ｃ／Ｃ複合体はポリアクリロ
ニトリル、レーヨン、フェノール樹脂等の合成高分子材
料を出発原料とする炭素繊維か、又は石油ピッチ、石炭
ピッチ等を出発原料とする炭素繊維を用いて一次元、二
次元、三次元構造、あるいはもっと高次元の構造に組み
立てられる。
【０００９】次いでこれらの構造体はフェノール樹脂や
フラン樹脂等の炭化性樹脂を含浸したり、ピッチ類を含
浸し、硬化後、７００℃以上で焼成炭化する。この工程
でより緻密で高強度のＣ／Ｃ複合体を得るには樹脂含浸
−硬化−炭化のプロセスを数回繰り返す必要がある。
又、この他にも樹脂含浸に換えて、ＣＶＤ処理によって
熱分解炭素を炭素繊維構造体内に均一に沈積させてもよ
い。
フラン樹脂等の炭化性樹脂を含浸したり、ピッチ類を含
浸し、硬化後、７００℃以上で焼成炭化する。この工程
でより緻密で高強度のＣ／Ｃ複合体を得るには樹脂含浸
−硬化−炭化のプロセスを数回繰り返す必要がある。
又、この他にも樹脂含浸に換えて、ＣＶＤ処理によって
熱分解炭素を炭素繊維構造体内に均一に沈積させてもよ
い。
【００１０】このようにして成形加工したＣ／Ｃ複合体
より成る摩擦ディスクの一部又は全部を炭化珪素に、特
に耐摩耗性に優れたβ型炭化珪素に転化させる方法とし
ては、珪素蒸気又は各種珪素化合物と反応させるコンバ
ージョン法、コンバージョン法のガス発生源と同じ充填
剤といっしょに被処理物を埋め込んで加熱処理するバッ
クセメンテージョンを応用した方法がある。最も好まし
い方法として一酸化珪素ガスと摩擦ディスクを次式のよ
うに反応させることにより、摩擦ディスクの形状を保持
したまま行うコンバージョン法があげられる。 ＳｉＯ（ｇ）＋２Ｃ＝ＳｉＣ＋ＣＯ（ｇ） この反応は１３００℃〜２３００℃の温度範囲で加熱す
ることにより進行する。ここで一酸化珪素ガスを発生さ
せるには、ガス発生源として珪素粉と二酸化珪素粉の混
合体、又は炭化珪素粉と二酸化珪素粉の混合体、あるい
は炭素粉と二酸化珪素粉の混合体、その他各種珪素化合
物を１２００℃〜２３００℃に加熱することにより行う
ことができる。
より成る摩擦ディスクの一部又は全部を炭化珪素に、特
に耐摩耗性に優れたβ型炭化珪素に転化させる方法とし
ては、珪素蒸気又は各種珪素化合物と反応させるコンバ
ージョン法、コンバージョン法のガス発生源と同じ充填
剤といっしょに被処理物を埋め込んで加熱処理するバッ
クセメンテージョンを応用した方法がある。最も好まし
い方法として一酸化珪素ガスと摩擦ディスクを次式のよ
うに反応させることにより、摩擦ディスクの形状を保持
したまま行うコンバージョン法があげられる。 ＳｉＯ（ｇ）＋２Ｃ＝ＳｉＣ＋ＣＯ（ｇ） この反応は１３００℃〜２３００℃の温度範囲で加熱す
ることにより進行する。ここで一酸化珪素ガスを発生さ
せるには、ガス発生源として珪素粉と二酸化珪素粉の混
合体、又は炭化珪素粉と二酸化珪素粉の混合体、あるい
は炭素粉と二酸化珪素粉の混合体、その他各種珪素化合
物を１２００℃〜２３００℃に加熱することにより行う
ことができる。
【００１１】摩擦ディスクの一部又は全部を炭化珪素に
転化させるには一酸化珪素ガスの発生源と接触しないよ
うに同一黒鉛容器に載置し、一酸化珪素ガス発生源から
摩擦ディスクの表面へ一酸化珪素ガスを導入して摩擦デ
ィスクの微細気孔を通して、一酸化珪素ガスを拡散させ
て珪化反応を行わせる。
転化させるには一酸化珪素ガスの発生源と接触しないよ
うに同一黒鉛容器に載置し、一酸化珪素ガス発生源から
摩擦ディスクの表面へ一酸化珪素ガスを導入して摩擦デ
ィスクの微細気孔を通して、一酸化珪素ガスを拡散させ
て珪化反応を行わせる。
【００１２】摩擦ディスクの希望する部分だけを炭化珪
素層に転化させるには、希望する部分以外は黒鉛板等を
当ててマスクさせることによって、一酸化珪素ガスとの
接触を断つことにより行うことができる。
素層に転化させるには、希望する部分以外は黒鉛板等を
当ててマスクさせることによって、一酸化珪素ガスとの
接触を断つことにより行うことができる。
【００１３】摩擦ディスクと一酸化珪素とを反応させて
摩擦ディスク表面層を炭化珪素に転化させる場合、Ｃ／
Ｃ複合体を構成する炭素繊維の炭素原子と一酸化珪素ガ
スの珪素原子とが１対１の置換反応により進行するの
で、もとの炭素繊維の構造（ポロシティー）がそのまま
維持された状態で炭化珪素に転化し、このようにして得
られた炭素繊維の炭化珪素と炭素の境界は完全な連続の
組織になっており、高温高圧下での繰り返し使用によっ
て珪化層が剥離することはなく長期にわたって耐酸化
性、耐摩耗性を確保することができる。
摩擦ディスク表面層を炭化珪素に転化させる場合、Ｃ／
Ｃ複合体を構成する炭素繊維の炭素原子と一酸化珪素ガ
スの珪素原子とが１対１の置換反応により進行するの
で、もとの炭素繊維の構造（ポロシティー）がそのまま
維持された状態で炭化珪素に転化し、このようにして得
られた炭素繊維の炭化珪素と炭素の境界は完全な連続の
組織になっており、高温高圧下での繰り返し使用によっ
て珪化層が剥離することはなく長期にわたって耐酸化
性、耐摩耗性を確保することができる。
【００１４】また、摩擦ディスクと一酸化珪素とを反応
させて摩擦ディスク表面層を炭化珪素に転化させると
き、処理温度を１３００℃〜２３００℃の範囲で選択す
ることによって摩擦ディスク表面層の珪化層の中に未反
応炭素を残留させ、用途に応じて炭化珪素分の割合であ
る珪化率をいろいろ変えたものをつくることができる。
又、処理温度のほかに処理時間を調節することによって
も摩擦ディスク表面の珪化層の厚さをコントロールする
ことができる。珪化層の厚さは０．１ｍｍ〜３．５ｍｍ
が好ましい。その他、一酸化珪素の濃度を調節すること
によって珪化率、珪化層の厚さをコントロールすること
ができる。
させて摩擦ディスク表面層を炭化珪素に転化させると
き、処理温度を１３００℃〜２３００℃の範囲で選択す
ることによって摩擦ディスク表面層の珪化層の中に未反
応炭素を残留させ、用途に応じて炭化珪素分の割合であ
る珪化率をいろいろ変えたものをつくることができる。
又、処理温度のほかに処理時間を調節することによって
も摩擦ディスク表面の珪化層の厚さをコントロールする
ことができる。珪化層の厚さは０．１ｍｍ〜３．５ｍｍ
が好ましい。その他、一酸化珪素の濃度を調節すること
によって珪化率、珪化層の厚さをコントロールすること
ができる。
【００１５】以上のような方法のほかに、Ｃ／Ｃ複合体
を構成する炭素繊維自体を前記の方法を用いて、繊維表
面層の一部又は全部を炭化珪素に転化させ、この炭素繊
維を用いて１次元、２次元、又は３次元、あるいはそれ
以上の高次元のＣ／Ｃ複合体に編み上げて樹脂含浸−硬
化−炭化あるいはＣＶＤ処理の工程を経て摩擦ディスク
を得ることもできる。
を構成する炭素繊維自体を前記の方法を用いて、繊維表
面層の一部又は全部を炭化珪素に転化させ、この炭素繊
維を用いて１次元、２次元、又は３次元、あるいはそれ
以上の高次元のＣ／Ｃ複合体に編み上げて樹脂含浸−硬
化−炭化あるいはＣＶＤ処理の工程を経て摩擦ディスク
を得ることもできる。
【００１６】摩擦ディスクの表面層を炭化珪素に転化し
た珪化層の中には未反応炭素を少なくとも１０％以上は
残留させておくことが望ましい。このことによって炭化
珪素成分固有の耐摩耗性付与効果に炭素成分固有の熱伝
導性が加わり、長時間の使用寿命が保証されるからであ
る。
た珪化層の中には未反応炭素を少なくとも１０％以上は
残留させておくことが望ましい。このことによって炭化
珪素成分固有の耐摩耗性付与効果に炭素成分固有の熱伝
導性が加わり、長時間の使用寿命が保証されるからであ
る。
【００１７】
【作用】本発明ではＣ／Ｃ複合体より成る摩擦ディスク
の表面層を一酸化珪素ガス等を浸透拡散させ、摩擦ディ
スク自体と反応させて炭化珪素に転化させることが特徴
となっており、ＣＶＤ法やＰＶＤ法、あるいは、メッ
キ、溶射、塗布のような方法を使って炭素繊維の上に各
種物質を沈積被膜化したものとは根本的に違っている。
の表面層を一酸化珪素ガス等を浸透拡散させ、摩擦ディ
スク自体と反応させて炭化珪素に転化させることが特徴
となっており、ＣＶＤ法やＰＶＤ法、あるいは、メッ
キ、溶射、塗布のような方法を使って炭素繊維の上に各
種物質を沈積被膜化したものとは根本的に違っている。
【００１８】つまり、ＣＶＤ法やＰＶＤ法、あるいはメ
ッキ、溶射、塗布などによって得られた炭素繊維表面は
各種の沈積被膜物質と炭素繊維表面がファン・デル・ワ
ールス力等による物理的接着のみで結合しており、この
ような炭素繊維より成るＣ／Ｃ複合体の摩擦ディスクを
用いた場合、高温高圧下での繰り返し使用では沈積被膜
物質が熱膨張差や剪断応力等が原因となって剥離を起こ
し、耐摩耗性、耐酸化性を早期に損う。
ッキ、溶射、塗布などによって得られた炭素繊維表面は
各種の沈積被膜物質と炭素繊維表面がファン・デル・ワ
ールス力等による物理的接着のみで結合しており、この
ような炭素繊維より成るＣ／Ｃ複合体の摩擦ディスクを
用いた場合、高温高圧下での繰り返し使用では沈積被膜
物質が熱膨張差や剪断応力等が原因となって剥離を起こ
し、耐摩耗性、耐酸化性を早期に損う。
【００１９】しかし、本発明の摩擦ディスクの表面層は
素材が最も安定で化学的に腐食されない耐酸化性と耐摩
耗性に優れた炭化珪素が主成分であり、摩擦ディスクの
表層自体が一酸化珪素等と反応して炭化珪素に変化した
ものであるから境界は完全な連続の組織となっており、
高温高圧下での繰り返し使用によって珪化層が剥離する
ことはなく長期にわたって耐酸化性、耐摩耗性を確保す
る。
素材が最も安定で化学的に腐食されない耐酸化性と耐摩
耗性に優れた炭化珪素が主成分であり、摩擦ディスクの
表層自体が一酸化珪素等と反応して炭化珪素に変化した
ものであるから境界は完全な連続の組織となっており、
高温高圧下での繰り返し使用によって珪化層が剥離する
ことはなく長期にわたって耐酸化性、耐摩耗性を確保す
る。
【００２０】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。
する。
【００２１】実施例１ 炭素繊維で編んだ布を重ね合わせてフェノール樹脂に含
浸した後、ホットプレスを用いて１５０ｋｇ／ｃｍ2の
圧力で加圧硬化させ、直径２５０ｍｍФ、厚さ１５ｍｍ
の成形体を得た。これを９００℃で焼成炭化しＣ／Ｃ複
合体より成る摩擦ディスクを得た。ここで、得られた摩
擦ディスクに更に４回フェノール樹脂含浸と焼成炭化を
繰り返し、密度１．５８ｇ／ｃｍ3、曲げ強さ１１５０
ｋｇ／ｃｍ2ＡＧ、弾性率（ヤング率）１３００ｋｇ／
ｍｍ2ＡＧの摩擦ディスクを作製した。この摩擦ディス
クを珪素粉と二酸化珪素粉の混合成形体１．５ｋｇ（モ
ル比１：１）と接触しないように同一黒鉛容器に入れ密
閉し、１８００℃で加熱し、この温度で９０分間保持し
て、表面層を炭化珪素に転化した。
浸した後、ホットプレスを用いて１５０ｋｇ／ｃｍ2の
圧力で加圧硬化させ、直径２５０ｍｍФ、厚さ１５ｍｍ
の成形体を得た。これを９００℃で焼成炭化しＣ／Ｃ複
合体より成る摩擦ディスクを得た。ここで、得られた摩
擦ディスクに更に４回フェノール樹脂含浸と焼成炭化を
繰り返し、密度１．５８ｇ／ｃｍ3、曲げ強さ１１５０
ｋｇ／ｃｍ2ＡＧ、弾性率（ヤング率）１３００ｋｇ／
ｍｍ2ＡＧの摩擦ディスクを作製した。この摩擦ディス
クを珪素粉と二酸化珪素粉の混合成形体１．５ｋｇ（モ
ル比１：１）と接触しないように同一黒鉛容器に入れ密
閉し、１８００℃で加熱し、この温度で９０分間保持し
て、表面層を炭化珪素に転化した。
【００２２】この処理の結果、図１に示すようにＣ／Ｃ
複合体３の表面層が約２．６ｍｍの厚さで未反応炭素を
含んだβ型炭化珪素に転化した層２を持った摩擦ディス
ク１を作製した。炭化珪素に転化した層２は、図２に示
したように表面から約２．６ｍｍの厚さで炭化珪素に添
加した部分５と未反応炭素部分６からなる炭素繊維、及
び炭化珪素に転化した部分７と未反応炭素８からなる炭
素マトリックスより構成されている。
複合体３の表面層が約２．６ｍｍの厚さで未反応炭素を
含んだβ型炭化珪素に転化した層２を持った摩擦ディス
ク１を作製した。炭化珪素に転化した層２は、図２に示
したように表面から約２．６ｍｍの厚さで炭化珪素に添
加した部分５と未反応炭素部分６からなる炭素繊維、及
び炭化珪素に転化した部分７と未反応炭素８からなる炭
素マトリックスより構成されている。
【００２３】以上のようにして得られた表面層を炭化珪
素に転化したＣ／Ｃ複合体より成る摩耗ディスクの密度
は１．６１ｇ／ｃｍ3、曲げ強度１８２０ｋｇ／ｃｍ2Ａ
Ｇ、弾性率（ヤング率）１９１０ｋｇ／ｍｍ2ＡＧとな
った。
素に転化したＣ／Ｃ複合体より成る摩耗ディスクの密度
は１．６１ｇ／ｃｍ3、曲げ強度１８２０ｋｇ／ｃｍ2Ａ
Ｇ、弾性率（ヤング率）１９１０ｋｇ／ｍｍ2ＡＧとな
った。
【００２４】この摩擦ディスクを６００℃の空気雰囲気
中に置き、１００時間後の酸化消耗率を測定した結果、
表面層を炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスク
の酸化消耗率の約１／１５であった。
中に置き、１００時間後の酸化消耗率を測定した結果、
表面層を炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスク
の酸化消耗率の約１／１５であった。
【００２５】又、この摩擦ディスクを相手材ステンレス
鋼の回転体に、圧力５８８Ｎで接して摩耗率を測定した
結果、表面層を炭化珪素に転化していない従来の摩擦デ
ィスクの摩耗率の約１／３であった。
鋼の回転体に、圧力５８８Ｎで接して摩耗率を測定した
結果、表面層を炭化珪素に転化していない従来の摩擦デ
ィスクの摩耗率の約１／３であった。
【００２６】実施例２ 図３に示したように、表面層をβ型炭化珪素に転化した
層５を持った炭素繊維を用いて２次元の布を作製し、こ
れを重ね合わせてフェノール樹脂に含浸した後、ホット
プレスを用いて１５０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加圧硬化さ
せ、直径２５０ｍｍФ、厚さ１５ｍｍの成形体を得た。
これを９００℃で焼成、炭化し、Ｃ／Ｃ複合体より成る
摩擦ディスクを作製した。この摩擦ディスクに更に４回
フェノール樹脂含浸と焼成炭化を繰り返し、密度１．５
９ｇ／ｃｍ3、曲げ強さ１４７０ｋｇ／ｃｍ2ＡＧ、弾性
率（ヤング率）１４９０ｋｇ／ｍｍ2ＡＧの摩擦ディス
クを得た。
層５を持った炭素繊維を用いて２次元の布を作製し、こ
れを重ね合わせてフェノール樹脂に含浸した後、ホット
プレスを用いて１５０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加圧硬化さ
せ、直径２５０ｍｍФ、厚さ１５ｍｍの成形体を得た。
これを９００℃で焼成、炭化し、Ｃ／Ｃ複合体より成る
摩擦ディスクを作製した。この摩擦ディスクに更に４回
フェノール樹脂含浸と焼成炭化を繰り返し、密度１．５
９ｇ／ｃｍ3、曲げ強さ１４７０ｋｇ／ｃｍ2ＡＧ、弾性
率（ヤング率）１４９０ｋｇ／ｍｍ2ＡＧの摩擦ディス
クを得た。
【００２７】この摩擦ディスクを６００℃の空気雰囲気
中に置き、１００時間後の酸化消耗率を測定した結果、
炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスクの酸化消
耗率の約１／２０であった。
中に置き、１００時間後の酸化消耗率を測定した結果、
炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスクの酸化消
耗率の約１／２０であった。
【００２８】又、この摩擦ディスクを相手材ステンレス
鋼の回転体に、圧力５８８Ｎで接して摩耗率を測定した
結果、炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスクの
摩耗率の約１／２であった。
鋼の回転体に、圧力５８８Ｎで接して摩耗率を測定した
結果、炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスクの
摩耗率の約１／２であった。
【００２９】実施例３ 実施例１と同様に、炭素繊維で編んだ布を重ね合わせて
フェノール樹脂に含浸した後、ホットプレスを用いて１
５０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加圧硬化させ、直径２５０ｍ
ｍФ、厚さ１５ｍｍの成形体を得た。これを９００℃で
焼成、炭化し、Ｃ／Ｃ複合体より成る摩擦ディスクを得
た。ここで、得られた摩擦ディスクに更に４回フェノー
ル樹脂含浸と焼成炭化を繰り返し、密度１．５８ｇ／ｃ
ｍ3、曲げ強さ１０８０ｋｇ／ｃｍ2ＡＧ、弾性率（ヤン
グ率）１３００ｋｇ／ｍｍ2ＡＧの摩擦ディスクを作製
した。この摩擦ディスクを炭素粉と二酸化珪素粉の混合
粉１ｋｇ（モル比３：１）といっしょに黒鉛製容器内に
充填し、１８００℃で加熱し、この温度で１時間保持し
た。この処理の結果、表面層をβ型炭化珪素に転化した
Ｃ／Ｃ複合体より成る摩耗ディスクを得た。
フェノール樹脂に含浸した後、ホットプレスを用いて１
５０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加圧硬化させ、直径２５０ｍ
ｍФ、厚さ１５ｍｍの成形体を得た。これを９００℃で
焼成、炭化し、Ｃ／Ｃ複合体より成る摩擦ディスクを得
た。ここで、得られた摩擦ディスクに更に４回フェノー
ル樹脂含浸と焼成炭化を繰り返し、密度１．５８ｇ／ｃ
ｍ3、曲げ強さ１０８０ｋｇ／ｃｍ2ＡＧ、弾性率（ヤン
グ率）１３００ｋｇ／ｍｍ2ＡＧの摩擦ディスクを作製
した。この摩擦ディスクを炭素粉と二酸化珪素粉の混合
粉１ｋｇ（モル比３：１）といっしょに黒鉛製容器内に
充填し、１８００℃で加熱し、この温度で１時間保持し
た。この処理の結果、表面層をβ型炭化珪素に転化した
Ｃ／Ｃ複合体より成る摩耗ディスクを得た。
【００３０】この摩擦ディスクを６００℃の空気雰囲気
中に置き、１００時間後の酸化消耗率を測定した結果、
表面層を炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスク
の酸化消耗率の約１／１２であった。又、この摩擦ディ
スクを相手材ステンレス鋼の回転体に、圧力５８８Ｎで
接して摩耗率を測定した結果、表面層を炭化珪素に転化
していない従来の摩擦ディスクの摩耗率の約１／３であ
った。
中に置き、１００時間後の酸化消耗率を測定した結果、
表面層を炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスク
の酸化消耗率の約１／１２であった。又、この摩擦ディ
スクを相手材ステンレス鋼の回転体に、圧力５８８Ｎで
接して摩耗率を測定した結果、表面層を炭化珪素に転化
していない従来の摩擦ディスクの摩耗率の約１／３であ
った。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の摩擦ディ
スクは、その一部又は全部を炭化珪素に転化させている
ため、摩擦熱によって炭素繊維が酸化反応を開始する温
度の５００℃を越えることがあっても、表面層の炭化珪
素によって酸化消耗はおさえられるとともに、その曲げ
強さが１４７０ｋｇ／ｃｍ2ＡＧ〜１８２０ｋｇ／ｃｍ2
ＡＧ、弾性率が１４９０ｋｇ／ｍｍ2ＡＧ〜１９１０ｋ
ｇ／ｍｍ2ＡＧと高強度であるため、急激な強度劣化に
よる変形や割れ等の損傷を十分防止することができ安心
して使える。
スクは、その一部又は全部を炭化珪素に転化させている
ため、摩擦熱によって炭素繊維が酸化反応を開始する温
度の５００℃を越えることがあっても、表面層の炭化珪
素によって酸化消耗はおさえられるとともに、その曲げ
強さが１４７０ｋｇ／ｃｍ2ＡＧ〜１８２０ｋｇ／ｃｍ2
ＡＧ、弾性率が１４９０ｋｇ／ｍｍ2ＡＧ〜１９１０ｋ
ｇ／ｍｍ2ＡＧと高強度であるため、急激な強度劣化に
よる変形や割れ等の損傷を十分防止することができ安心
して使える。
【００３２】又、本発明の摩擦ディスクはその表面層の
炭化珪素によって、炭化珪素固有の耐摩耗性付与効果と
炭素繊維の熱伝導性、熱放散性付与効果によって、耐摩
耗性のある熱放散性に優れた摩耗ディスクを提供する。
炭化珪素によって、炭化珪素固有の耐摩耗性付与効果と
炭素繊維の熱伝導性、熱放散性付与効果によって、耐摩
耗性のある熱放散性に優れた摩耗ディスクを提供する。
【００３３】さらに、本発明の摩擦ディスクは炭化珪素
によって強化された炭素繊維より成る摩擦ディスクの構
造になっているので、従来の炭素繊維の編み構造によっ
て機械的強度をもたせた摩擦ディスクに較べ、高強度、
高弾性のものを得ることができる。
によって強化された炭素繊維より成る摩擦ディスクの構
造になっているので、従来の炭素繊維の編み構造によっ
て機械的強度をもたせた摩擦ディスクに較べ、高強度、
高弾性のものを得ることができる。
【図１】本発明の製造方法により製造された摩擦ディス
クの概略断面図である。
クの概略断面図である。
【図２】図１のＡ部を模式的にあらわたし拡大断面図で
ある。
ある。
【図３】図３は珪化処理前後にわたる炭素繊維の概略断
面図である。
面図である。
１ 摩擦ディスク ２ 未反応炭素を含んだ炭化珪素に転化した層 ３ Ｃ／Ｃ複合体 ４ 炭素繊維 ５ 炭素繊維の炭化珪素に転化した部分 ６ 炭素繊維の未反応炭素部分 ７ 炭素マトリックスの炭化珪素に転化した部分 ８ 炭素マトリックスの未反応炭素部分
Claims (1)
- 【請求項１】 一部又は全部を炭化珪素に転化したＣ／
Ｃ複合体より成り、その曲げ強さが１４７０ｋｇ／ｃｍ
2ＡＧ〜１８２０ｋｇ／ｃｍ2ＡＧ、弾性率が１４９０ｋ
ｇ／ｍｍ2ＡＧ〜１９１０ｋｇ／ｍｍ2ＡＧである摩擦デ
ィスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3319308A JPH0539478A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 摩擦デイスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3319308A JPH0539478A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 摩擦デイスク |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62281853A Division JPH01126445A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 摩擦ディスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0539478A true JPH0539478A (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=18108750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3319308A Pending JPH0539478A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | 摩擦デイスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0539478A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997022815A1 (en) * | 1995-12-15 | 1997-06-26 | Sab Wabco (Bromborough) Limited | Friction engaging device |
| WO2005095812A1 (ja) * | 2004-04-02 | 2005-10-13 | Honda Motor Co., Ltd. | 摩擦係合装置用摩擦部材およびその製造方法 |
| US8867948B2 (en) | 2011-05-31 | 2014-10-21 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Cartridge configuration for maintaining contact between a transfer roller and a drum |
| JP2018188322A (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | クアーズテック株式会社 | 炭素短繊維強化複合材料およびその製造方法 |
| CN118459248A (zh) * | 2024-05-07 | 2024-08-09 | 陕西美兰德新材料股份有限公司 | 一种具有耐磨涂层的碳陶刹车盘及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS573780A (en) * | 1980-06-09 | 1982-01-09 | Hitachi Chemical Co Ltd | Manufacture of silicon carbide-clad carbon material |
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| JPS61146775A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-04 | 日立化成工業株式会社 | 炭素繊維強化炭素材料 |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP3319308A patent/JPH0539478A/ja active Pending
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