JPH0913131A

JPH0913131A - 銅系焼結摩擦材

Info

Publication number: JPH0913131A
Application number: JP15941195A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Onodera; 勝弘小野寺
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1995-06-26
Filing date: 1995-06-26
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】良好な耐摩耗性と低い相手部材攻撃性を共に
備え、且つ効力安定性に優れた焼結摩擦材を提供する。【構成】銅を主成分とする結合材と、摩擦調整材、潤
滑材および研削材を含む充填材とを含み、摩擦調整材と
してＮｉとＣｒの合金１０〜２５重量％および研削材と
して硬質粒子２〜８重量％を含む配合組成物を成形、焼
結して、銅系焼結摩擦材を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、銅系焼結摩擦材に関す
る。詳しくは、本発明は産業機械、鉄道車両、商用車、
乗用車用摩擦材（ブレーキパッド、ブレーキライニン
グ、クラッチフェーシング等）に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般のブレーキやクラッチ用の焼結摩擦
材（ブレーキパッド、ブレーキライニング、クラッチフ
ェーシング等）は、通常、耐摩耗性の向上および一定の
摩擦係数の確保のために、研削材としてジルコニア（Ｚ
ｒＯ₂）のような金属酸化物等の硬質粒子を１０重量％
程度含有させている。

【０００３】しかし、このような硬質粒子を多く含有さ
せると、相手部材（ブレーキディスク等）に対する攻撃
性が高くなる傾向があり、スコーリング等の異常摩耗の
原因となる。よって、一定の摩擦係数を保ちつつ摩擦材
の耐摩耗性と相手部材攻撃性の低減を両立させるのは容
易ではなく、未だ満足のいく解決方法が見い出されてい
ないのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、良好
な耐摩耗性と低い相手部材攻撃性を共に備え、且つ効力
安定性に優れた焼結摩擦材を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
鑑み検討した結果、摩擦調整材として一定量のＮｉとＣ
ｒの合金を使用すると、硬質粒子の含有量を少なくして
も、摩擦材の耐摩耗性を維持しながら相手部材攻撃性を
低減することができることを見出し、本発明に到達し
た。

【０００６】すなわち、本発明は、銅を主成分とする結
合材と、摩擦調整材、潤滑材および研削材を含む充填材
とを主原料とする銅系焼結摩擦材において、前記摩擦材
全量に対し、摩擦調整材としてＮｉとＣｒの合金１０〜
２５重量％および研削材として硬質粒子２〜８重量％を
含むことを特徴とする、銅系焼結摩擦材に関する。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。尚、以下
において特に断わらない限り、各配合成分の割合（重量
％）は、摩擦材全量に対する値を表わす。

【０００８】本発明の銅系焼結摩擦材とは、マトリック
ス成分となる結合材の主体に銅を用いた無機系摩擦材で
あり、この結合材に摩擦調整材、潤滑材および研削材を
含む充填材を主原料として配合し、その配合組成物を常
法に従って所望の形状に圧縮成形し、焼結することによ
り得られる。

【０００９】結合材は、摩擦材の充填材等の各配合成分
を結合させる役割を有するものであるが、本発明の銅系
焼結摩擦材においては、銅を主成分とし、その他に、
錫、リン、亜鉛等が配合されていてもよい。結合材の使
用量は通常４５〜７５重量％であり、そのうち銅４０〜
７０重量％、錫３〜１０重量％、およびリン０．３〜１
重量％を含むリン青銅系を用いるのが好ましい。

【００１０】本発明においては、摩擦調整材として、Ｎ
ｉとＣｒの合金（以下、「Ｎｉ−Ｃｒ合金」とする。）
を摩擦材全量に対して１０〜２５重量％用いる。Ｎｉ−
Ｃｒ合金をこの範囲で配合することにより、研削材とし
て使用する硬質粒子の量を少なくしても、摩擦材として
の効力（摩擦係数）および耐摩耗性を保持することがで
きるのである。Ｎｉ−Ｃｒ合金の使用量が少なすぎる
と、摩擦性能が劣り、耐摩耗性も低くなるので好ましく
ない。一方、Ｎｉ−Ｃｒ合金の量が多すぎると、急速に
摩擦係数が高くなるため、好ましくない。尚、前記Ｎｉ
−Ｃｒ合金の成分比率は、Ｎｉ：Ｃｒ＝７５：２５〜４
５：５５である。

【００１１】本発明の焼結摩擦材には、研削材として、
硬質粒子を２〜８重量％、好ましくは２〜６重量％含有
する。従来の焼結摩擦材においては硬質粒子を１０重量
％程度使用するのが通常であったが、本発明において
は、摩擦調整材として上記Ｎｉ−Ｃｒ合金を使用するこ
とにより、この量を８重量％以下、より具体的には６重
量％以下と低くすることができる。即ち、硬質粒子の含
有量が多すぎると相手部材攻撃性が高くなり、異常摩耗
等を引き起こすという問題があったが、耐摩耗性と摩擦
性能を維持したまま硬質粒子の含有量を低く抑えること
を可能にしたことにより、相手部材攻撃性の低減化と耐
摩耗性および効力安定性の向上とを同時に達成すること
ができるのである。ただし、前記硬質粒子の含有量が少
なすぎると摩擦係数が低下するので好ましくない。

【００１２】摩擦材に用いられる硬質粒子としては、好
ましくはモース硬度６〜１３程度のものをいい、具体的
にはジルコニア（ＺｒＯ₂）、マグネシア（ＭｇＯ）、
ムライト（３Ａｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）、シリカ（Ｓｉ
Ｏ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ジルコン（ＺｒＳｉ
Ｏ₄）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）、炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）等が用いられる。好ましくは、ジルコニア（ＺｒＯ
₂）、マグネシア（ＭｇＯ）、ムライト（３Ａｌ₂Ｏ₃・
２ＳｉＯ₂）、およびシリカ（ＳｉＯ₂）からなる群から
選ばれる少なくとも１種の金属酸化物粒子が用いられ
る。

【００１３】Ｎｉ−Ｃｒ合金以外の摩擦調整材として
は、マイカ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、バーミキ
ュライト、コークス等の無機粒子が用いられる。かかる
Ｎｉ−Ｃｒ合金以外の摩擦調整材は、摩擦材全体に対し
て通常、０〜１５重量％使用される。

【００１４】固体潤滑材としては、黒鉛、二硫化モリブ
デン、フッ化カルシウム、窒化硼素等を挙げることがで
きる。ここで、固体潤滑材として二硫化モリブデンを使
用すると、前記硬質粒子を若干多く使用しても相手部材
攻撃性の上昇を抑えることができるため、相手部材攻撃
性を低く保ったまま、耐摩耗性および効力安定性を更に
向上させることができる。二硫化モリブデンを併用する
場合は、前記硬質粒子を２〜８重量％の範囲で配合する
のが好ましい。ただし、二硫化モリブデンの量が多すぎ
るとかえって相手部材攻撃性が著しく高くなるため、二
硫化モリブデンの含有量は１〜５重量％が好ましい。ま
た、黒鉛の使用量は５〜２０重量％程度、二硫化モリブ
デンと併用する場合は１０〜２０重量％程度とするのが
好ましい。

【００１５】以上の配合成分を、撹拌機等で均一に混合
し、所望の金型で圧力３〜５ｔｏｎ／ｃｍ²にて成形し
て圧粉体を作り、これを水素等の還元雰囲気中で圧力４
〜１０ｋｇｆ／ｃｍ²、温度８００〜９５０℃にて３０
〜１００分間焼結する。

【００１６】その後、こうして得られた摩擦材に形状加
工を施せば、所定のブレーキパッド等を得ることができ
る。

【００１７】

【実施例】以下に本発明を実施例によって説明する。＜実施例１〜３、比較例１〜３＞表１に示す種類および
量の配合成分を十分に撹拌、混合し、得られた配合組成
物を圧力４ｔｏｎ／ｃｍ²で圧縮成形して圧粉体を得た
後、この圧粉体を、水素ガスの還元雰囲気中、圧力７ｋ
ｇｆ／ｃｍ²、温度８８０℃で６０分間焼結してブレー
キパッドを作成し、これを試験片として用いた。尚、こ
の試験片の厚さは２４ｍｍ、摩擦面の面積は１００ｃｍ
²であった。また、使用したＮｉ−Ｃｒ合金はＮｉ５０
％、Ｃｒ５０％の合金であった。

【００１８】

【表１】

【００１９】次に、上述した各ブレーキパッドについ
て、テストコードＪＡＳＯ−Ｃ４０７−８２に準じて摩
擦係数、パッド摩耗量、相手部材摩耗量（相手部材攻撃
性）、およびフェードｍｉｎμについて評価試験を行っ
た。結果を表２に示す。

【００２０】

【表２】

【００２１】実施例１〜３は、本発明に規定する成分組
成を有するものであるが、摩擦係数、フェードｍｉｎμ
ともに安定しており、しかもパッド摩耗量および相手部
材摩耗量は共に少ないことがわかる。一方、比較例１は
ジルコニア量が少なすぎる例であり、摩擦係数、フェー
ドｍｉｎμ共に低く、またパッド摩耗量も多いことがわ
かる。比較例２はジルコニア量が多すぎる例であるが、
相手部材摩耗量が多いことがわかる。また、比較例３
は、Ｎｉ−Ｃｒ合金の量が少なすぎるものであるが、パ
ッド摩耗量および相手部材摩耗量がともに多く、摩擦係
数およびフェードｍｉｎμが共に低いことがわかる。

【００２２】＜実施例４〜５、比較例４〜５＞表３に示
す種類および量の配合成分を実施例１〜３と同様にして
成形、焼結して試験片を作成した。

【００２３】

【表３】

【００２４】得られた試験片について、実施例１〜３と
同様にしてテストコードＪＡＳＯ−Ｃ４０７−８２に準
じて摩擦係数、パッド摩耗量、相手部材摩耗量（相手部
材攻撃性）、およびフェードｍｉｎμについて評価試験
を行った。結果を表４に示す。

【００２５】

【表４】

【００２６】実施例４および５は、本発明に規定する成
分組成を有するものであるが、摩擦係数、フェードｍｉ
ｎμともに安定しており、しかもパッド摩耗量が少ない
ことがわかる。また、固体潤滑材として黒鉛と共に二硫
化モリブデンを併用したため、相手部材攻撃性を一層低
減することができた。

【００２７】一方、比較例４は、Ｎｉ−Ｃｒ合金の使用
量が少なすぎる場合であり、摩擦係数およびフェードｍ
ｉｎμが低く、相手部材摩耗量も多い。また、比較例５
は、二硫化モリブデンの使用量が多すぎる場合である
が、パッド摩耗量が多く、相手部材摩耗量も多い。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、相手部材攻撃性の低減
化と耐摩耗性および効力安定性の向上とを同時に達成す
ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】銅を主成分とする結合材と、摩擦調整材、
潤滑材および研削材を含む充填材とを主原料とする銅系
焼結摩擦材において、前記摩擦材全量に対し、摩擦調整
材としてＮｉとＣｒの合金１０〜２５重量％および研削
材として硬質粒子２〜８重量％を含むことを特徴とす
る、銅系焼結摩擦材。
【請求項２】前記摩擦材全量に対し、結合材として銅４
０〜７０重量％、錫３〜１０重量％、及びリン０．３〜
１重量％、摩擦調整材としてＮｉとＣｒの合金１０〜２
５重量％、潤滑材として黒鉛５〜２０重量％、並びに研
削材として硬質粒子２〜８重量％を含むことを特徴とす
る、請求項１記載の銅系焼結摩擦材。
【請求項３】硬質粒子の含有量が２〜６重量％である、
請求項１または２記載の銅系焼結摩擦材。
【請求項４】前記摩擦材全量に対し、結合材として銅４
０〜７０重量％、錫３〜１０重量％、及びリン０．３〜
１重量％、摩擦調整材としてＮｉとＣｒの合金１０〜２
５重量％、潤滑材として黒鉛１０〜２０重量％および二
硫化モリブデン１〜５重量％、並びに研削材として硬質
粒子２〜８重量％を含むことを特徴とする、請求項１記
載の銅系焼結摩擦材。
【請求項５】硬質粒子が、ジルコニア、マグネシア、ム
ライト、およびシリカからなる群から選ばれる少なくと
も１種の金属酸化物粒子である、請求項１〜４のいずれ
かに記載の銅系焼結摩擦材。