JPH0559350A - 摩擦デイスクの製造方法 - Google Patents
摩擦デイスクの製造方法Info
- Publication number
- JPH0559350A JPH0559350A JP3319307A JP31930791A JPH0559350A JP H0559350 A JPH0559350 A JP H0559350A JP 3319307 A JP3319307 A JP 3319307A JP 31930791 A JP31930791 A JP 31930791A JP H0559350 A JPH0559350 A JP H0559350A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- friction disk
- silicon
- disk
- friction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 abstract description 27
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 abstract description 27
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 abstract description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002964 rayon Substances 0.000 abstract description 2
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 17
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 10
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 2
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 1
- 239000011300 coal pitch Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009730 filament winding Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000007849 furan resin Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011301 petroleum pitch Substances 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度で耐摩耗性と耐酸化性に優れた摩擦デ
ィスクの製造方法を提供する。 【構成】 一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中１３
００℃〜２３００℃で熱処理して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転化させるこ
とを特徴とする。
ィスクの製造方法を提供する。 【構成】 一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中１３
００℃〜２３００℃で熱処理して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転化させるこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、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の摩擦ディスクの製造方法に関す
る。
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の摩擦ディスクの製造方法に関す
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
のにより製造されていたが、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複合体より製造される
ようになってきている。
ィスクは、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
のにより製造されていたが、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複合体より製造される
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
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
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複合体により製造された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、摺動面の耐摩耗性が不十分であった。
Ｃ／Ｃ複合体により製造された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、摺動面の耐摩耗性が不十分であった。
【０００５】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。
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。
【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の製造方
法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の製造方
法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
酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中１３００℃〜２３
００℃で熱処理して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転化させることを特徴とす
る摩擦ディスクの製造方法を要旨とするものである。
酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中１３００℃〜２３
００℃で熱処理して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転化させることを特徴とす
る摩擦ディスクの製造方法を要旨とするものである。
【０００８】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。
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。
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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】
【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、摩擦ディスクが製造される過程におい
て、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。
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、摩擦ディスクが製造される過程におい
て、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。
【００１７】このようにして得られた摩擦ディスクは、
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。
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、本発明では前述のように、摩擦デ
ィスクの表層自体が一酸化珪素等と反応して、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
れた炭化珪素に変化したものであり、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。
ィスクの表層自体が一酸化珪素等と反応して、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
れた炭化珪素に変化したものであり、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、一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中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、一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中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、一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中１８０
０℃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、一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中１８０
０℃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、本発明は、一酸化
珪素ガスを主成分とする雰囲気中１３００℃〜２３００
℃で熱処理して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転化させることを特徴とする摩
擦ディスクの製造方法であり、これによって得られた摩
擦ディスクは、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、急激なる強
度劣化を起こさないので安心して使える。
珪素ガスを主成分とする雰囲気中１３００℃〜２３００
℃で熱処理して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転化させることを特徴とする摩
擦ディスクの製造方法であり、これによって得られた摩
擦ディスクは、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、急激なる強
度劣化を起こさないので安心して使える。
【００３２】又、本発明の製造法により得られた摩擦デ
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
与効果を有し、耐摩耗性のある熱放散性に優れ、さら
に、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。
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
与効果を有し、耐摩耗性のある熱放散性に優れ、さら
に、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。
【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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 41/87 Ｖ 6971−4Ｇ Ｃ０８Ｊ 5/04 7188−4Ｆ 5/14 9267−4Ｆ Ｆ１６Ｄ 69/00 Ｒ 8009−3Ｊ 69/02 Ｂ 8009−3Ｊ
Claims (1)
- 【請求項１】 一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中
１３００℃〜２３００℃で熱処理して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転化させ
ることを特徴とする摩擦ディスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3319307A JPH0559350A (ja) | 1987-11-06 | 1991-12-03 | 摩擦デイスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62281853A JPH01126445A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 摩擦ディスク |
| JP3319307A JPH0559350A (ja) | 1987-11-06 | 1991-12-03 | 摩擦デイスクの製造方法 |
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 |
|---|---|
| JPH0559350A true JPH0559350A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=26554370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3319307A Pending JPH0559350A (ja) | 1987-11-06 | 1991-12-03 | 摩擦デイスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0559350A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997022815A1 (en) * | 1995-12-15 | 1997-06-26 | Sab Wabco (Bromborough) Limited | Friction engaging device |
| EP0818636A1 (de) * | 1996-06-14 | 1998-01-14 | Miklavz Zornik | Fahrzeugbrems- bzw. Fahrzeug-Kupplungsscheibe aus mit SIC beschichtetem C-C Werkstoff |
| JP2008260661A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 炭化珪素−炭化珪素繊維複合体及びその製造方法 |
| JP2009210266A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Ibiden Co Ltd | 管状体 |
| JP2011057519A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Bridgestone Corp | 炭化ケイ素部材の製造方法 |
| EP2647863A4 (en) * | 2010-11-29 | 2018-07-04 | Dacc Carbon | Carbon-ceramic brake disk and method for manufacturing same |
| 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 |
|---|---|---|---|---|
| JPS5170191A (ja) * | 1974-12-16 | 1976-06-17 | Ibigawa Electric Ind Co Ltd | Tankakeisohimakukeiseihoho |
| JPS5585462A (en) * | 1978-12-18 | 1980-06-27 | Tokai Carbon Kk | Manufacture of high temperature blackbody furnace cavity |
| JPS573780A (en) * | 1980-06-09 | 1982-01-09 | Hitachi Chemical Co Ltd | Manufacture of silicon carbide-clad carbon material |
| 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 JP3319307A patent/JPH0559350A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5170191A (ja) * | 1974-12-16 | 1976-06-17 | Ibigawa Electric Ind Co Ltd | Tankakeisohimakukeiseihoho |
| JPS5585462A (en) * | 1978-12-18 | 1980-06-27 | Tokai Carbon Kk | Manufacture of high temperature blackbody furnace cavity |
| JPS573780A (en) * | 1980-06-09 | 1982-01-09 | Hitachi Chemical Co Ltd | Manufacture of silicon carbide-clad carbon material |
| 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 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997022815A1 (en) * | 1995-12-15 | 1997-06-26 | Sab Wabco (Bromborough) Limited | Friction engaging device |
| US6514592B1 (en) | 1995-12-15 | 2003-02-04 | Sab Wabco Products Limited | Friction engaging device |
| EP0818636A1 (de) * | 1996-06-14 | 1998-01-14 | Miklavz Zornik | Fahrzeugbrems- bzw. Fahrzeug-Kupplungsscheibe aus mit SIC beschichtetem C-C Werkstoff |
| JP2008260661A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 炭化珪素−炭化珪素繊維複合体及びその製造方法 |
| JP2009210266A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Ibiden Co Ltd | 管状体 |
| US8603579B2 (en) | 2008-02-29 | 2013-12-10 | Ibiden Co., Ltd. | Tubular body and method for producing the same |
| JP2011057519A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-24 | Bridgestone Corp | 炭化ケイ素部材の製造方法 |
| EP2647863A4 (en) * | 2010-11-29 | 2018-07-04 | Dacc Carbon | Carbon-ceramic brake disk and method for manufacturing same |
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0402915B1 (en) | Hybrid carbon/carbon composite material | |
| US7374709B2 (en) | Method of making carbon/ceramic matrix composites | |
| JP5099006B2 (ja) | ブレーキディスクのための材料 | |
| US3672936A (en) | Reinforced carbon and graphite articles | |
| US4029829A (en) | Friction member | |
| US5803210A (en) | Disk brakes | |
| JPH0159459B2 (ja) | ||
| US6077607A (en) | Brake/clutch disc, such as for a vehicle | |
| WO2003080540A2 (en) | Si-melt-infiltrated pitch-polyacrylonitril (pan) preforms | |
| CN111978093A (zh) | 高温碳基刹车盘及其制作方法 | |
| EP2111382B1 (en) | Improvements in or relating to brake and clutch discs | |
| JPH0539478A (ja) | 摩擦デイスク | |
| JP3520530B2 (ja) | 炭素繊維強化炭素複合材および摺動材 | |
| JPH033086B2 (ja) | ||
| EP2781784A1 (en) | Carbon fibre reinforced brake discs | |
| JP3519748B2 (ja) | 防熱材 | |
| JPS63210065A (ja) | 炭素・炭素繊維複合材料 | |
| WO2008093078A1 (en) | Improvements in or relating to brake and clutch discs | |
| JP3228096B2 (ja) | 摩擦材の製造方法 | |
| JPH10219002A (ja) | 炭素系湿式摩擦材の製造方法 | |
| JP3494533B2 (ja) | 耐酸化性ｃ／ｃ複合材の製造方法 | |
| JPH0952777A (ja) | 耐酸化性ｃ／ｃ複合材の製造方法 | |
| JPS6360173A (ja) | 炭素繊維強化炭素複合材料 | |
| EP1456557A1 (en) | A shaped composite material | |
| JP2002154879A (ja) | 耐酸化性ｃ／ｃ複合材の製造方法 |