JPS60200932A

JPS60200932A - 摩擦材料

Info

Publication number: JPS60200932A
Application number: JP5537084A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Hirose; 広瀬　直洋
Original assignee: Toshiba Tungaloy Co Ltd
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 1984-03-23
Filing date: 1984-03-23
Publication date: 1985-10-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、絹糸の焼結合金からなる摩擦材料に関し、特
に熱フエード現象および水フェード現数に対して安定し
た高い摩擦係数が得られるとともに、耐摩耗性の向上を
図って乾式用途に好適するようにしたものである。

近年各種車輌は、大型化あるいは高速化が進められ、こ
れらの車輌に装着されるブレーキ殊に大型二輪車のディ
スクブレーキの場合には、熱フエード現象や水フェード
現象が発生しやすい苛酷な条件下にあり、特に高性能、
高信頼性が要求されている。そして、有機質系およびセ
ミメタリック系の摩擦材料では、前記熱フエード現象お
よび水フェード現象から摩擦係数の低下がみられ、性能
的に不充分である。

これに対し、金属摩擦材料とりわけ銅系の焼結合金から
なる摩擦材料では、前記現象による摩擦係数の低下が、
それほど極端でないため、一般的に採用され、それ相当
の効果をあげている。

しかしながら、通常使用されている銅系の焼結合金から
なる摩擦材料では、熱フエード現象および水フェード現
象に対する安定した高い摩擦係数の維持、耐摩耗性など
の点から必ずしも満足できるものでなく、さらに改良さ
れた摩擦材料の開発が要求されている。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、銅系の摩擦材
料にフェロクロームを重量比で１〜２０％含有させるこ
とにより、耐熱フェード特性および耐水フェード現象を
高めて、安定した高い摩擦係数が得られるようにすると
ともに、耐摩耗性の向」二が得られるようにした摩擦月
料を提供するものである。

以下、本発明摩擦材料について、その概念を説明する。

本発明の摩Ｐｚ材料は、銅、錫、亜鉛などのマトリック
ス成分に潤滑成分および金属酸化物を添加した銅系の焼
結合金を対象にしている３゜マトリックス成分は、月料
の強度を保ち、制動時の摩擦係数を安定させる役割をも
つもので、その好適な組成範囲は、重量比で銅６０〜８
０％、ｆｙ、１〜１０％、亜鉛１０夕に以下である。

また、金属酸化物は、シリカ、アルミナ、ムライト等か
ら選択されるφが、その効果は、摩擦係数を高め、その
摩擦において相手材に発生ずる移着物や反応生成物をか
き落す役割をなす。したがって、金属酸化物は、相手材
に対する攻塁性、粒子サイズ、粒度分布等に応じて、そ
の含有量が、加減されるものである。好適な組成範囲は
重量比で３〜２０％である。これは、量的に多すぎると
相手拐を傷つけて摩耗させること、少なすぎると摩耗係
数の向上、移着物等のかき落し効果が少なくなることか
らである。なお、金属酸化物は、有効な効果を発４ｉＴ
ｔするため通常モース硬度４以」−の硬質粒子で、その
粒子サイズを４０メツシユ以下にすることが望ましい。

潤滑成分は、相手拐と摩擦材との界面に」Ｓいて焼付き
を防止し、安定した摩擦作用が期待できること、さらに
種々の温度領域で各成分が、各成分に応じた作用を分担
することが必要である。したがって、潤滑成分は、黒鉛
、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、フッ化カル
シュームなどから選択される。そして、その好適な組成
範囲は、重量比で黒鉛３〜１０％、二値ｆヒモリブデン
および／または二硫化タングステン１〜５％、フッ化カ
ルシューム１０％以下である。

また、鉛を添加する場合もあるが、これは、摩擦時に発
生する摺動音の「鳴き」を除去するためである。しか１
−１鉛の添加量を多くすると、結果的に摩擦係数の低下
となって現われることから、ｊγ擦条件に応じて適ｉＥ
基が添加されなければならない。

次に、フェロクロームの添加は、特に高温域における高
い摩擦係数の維持および耐摩耗′１１の向上を図るため
である。したがって、フェロクロームは、前記マｌ−’
Ｊラックス分と結合するが、その際濡れ性が良い性質を
有し、高温時の溶着や塑性流動が生じないような役割を
もつ。すなわち、銅合金である前記マトリックス成分は
、通常高温域で着しく軟化して相手拐に溶着しやすく、
また塑性流動するなど摩耗が大きくなり摩擦係数が低下
する。したがって、これらの欠点を除去するため、本発
明者等が鋭意研究した結果、低廉な材料であるフェロク
ロームの適正量添加が有効であることが刊明した。この
場合高融点金属であるコバルト、モリブデンやタングス
テン等も有効な添加成分であると考えられるが、高価で
ある欠点を有する。

また、マトリックス成分を少なくし、金属酸化物を多く
することおよび黒鉛を多くしたりすることも一応考えら
れる。しかし前者は、相手材を摩耗させる欠点を有し、
後者は、摩擦係数を低下させるとともに、材料強度も低
下させる欠点を有するので、利用に供し得ないのである
。

これに対し、フェロクロームは、低廉なオイ料でＪＩＳ
Ｇ２３０３　＋こ規定されているように、高炭素フェロ
クローム、中炭素フェロクロームおよび低炭素フェロク
ロームがあり、本発明では、いずれも有効な添加成分で
ある。

そして、フェロクロームの添加量は、重量比で１〜２０
％が好適範囲である。これは、１％以下では前述した高
温域における摩擦係数の維持および耐摩耗性の効果が少
なく、また２０％以」二では摩擦特性および材料強度を
低下させることからである。

なお、フェロクレームは製缶の添加剤として利用される
場合の塊状物と異なり、材料強度を低下させない意味か
ら、その素材として通常Ｌｍｍ以下以下上くは０．５　
ｍｍ以下の粒子又は粉末状のものが利用される。

以下、本発明摩擦材料における一実施例について説明す
る。

本発明の摩擦材料として、Ａ−Ｄの試料、従来の比較材
料としてＥ−Ｇの試料を製造した。その成分組成は、表
１のとおりである。

以下余白」１記試料Ａ−Ｇについて、定速式試＠機で摩擦性能を
比較した。この試験方法は、２つの試験片をＦｅ１２か
らなる相手板に押付けたもので、そのときの条件は、摺
連が２．０ｍ、／ｓｅｃ　、面圧が５でとした。

この結果、本発明のＡ−Ｄの各試料は、摩擦係数が０．
４〜０．６の高い範囲にあり、耐摩耗性、耐熱フェード
性が優れていることが２１゛ｌ明した。また鳴きのレベ
ルも気にならない範囲で特にＣ，Ｄの各試料では、鳴き
がほとんどないものであった。

これは前述したように鉛の添加が作用しているものであ
る。

これに対し、比較例のＥは、摩擦板の摩耗、相手板の攻
７はないが、耐熱フェード性かやへ劣る結果を示し、Ｆ
、Ｇの各試料は、耐熱フェード性は優れているが、ＪＳ
１擦板の摩耗が少々多く、相手板を攻７するものであっ
た。

また、相手板をステンレスとした場合についても同様に
試験したが各試料ともはゾロ様な傾向を示した。

さらに、ダイナモ台上試験機で二輪自動車のブレーギシ
ステムを使用し水フェード試験を行なった。テスト条件
は、以下のとおりである。

Ｉ　＝　Ｉｋｇ−ｍ−Ｓ” Ｖ　＝　４０　Ｉ（ｔｒ＋／ＨＰ＝減む兜（０，３９）にて決定散水量＝ディスク片面７５ｃｃ／ｍｉｎ制動回数■液圧
設定試験　（０，３９Ｇ）　１０回＠ドライ制動試験　
１５回 θウェット制動試験　１５回性能比較は、’）−１−７１″試験減速度　Ｘ　１００
（％）ドライ試験減速度で示される保持率により行なった。この結果本発明によ
る試料Ａ−Ｄはいずれも８５％以上の保持率を示したが
、比較試料のＥ−Ｇは、８０％程度の保持率であった。

次いで、フェロクロームの添加量の適正範囲を調べるた
め臨界試験を行なった。したがって、１〜２０重量％の
範囲を外れる試料Ｈ，Ｉを製造した。その成分組成は表
２に示されるとおりである。

この結果試料Ｈは、初期の摩擦係数は０．５であったが
、最終では０．４と熱フエード現象を起して摩擦係数が
低下した。また摩擦面にはメタルフローを起してカり摩
耗も少々多い。

これに対し試料Ｉは、摩擦係数に変動があり、摩擦面に
欠けが発生し、また、材料のもろさのため摩耗が多い。

このようなことがらフェロクローム（ＦｅＣｒ）ノ添加
ｆｆｌ　ｉ’Ｉ、、　１〜２０％の範囲が好適すること
が判明した。

本発明は以上説明したように、銅系の焼結合金からなる
摩擦材料において、フェロフロームラ重量比で１〜２０
％添加したものであるから以下のような効果を有する。

第１に、高温域でも摩擦係数の変化が少ない乾式の焼結
摩擦材料を提供し得ることである。これは比較例でみら
れるように従来の銅系摩擦材料では、熱フエード現象を
こより、摩擦係数の低下がみられるのに対し、本発明の
摩擦材料では、高温域の摩擦摺動試験においても、約０
．４〜０．６の安定した高い摩擦係数が得られているか
らである。

第２に、高温域で耐摩耗性が向上している乾式の焼結摩
擦材料を提供し狩ることである。これは本発明摩擦材料
をディスクブレーキに適用したＪ局舎、耐摩耗性の向」
−に伴ない、従来のライニング層よりも薄くできるため
、その重Ｊ１１を軽減できることを意味する。すなわち
、ライニング層の重量軽減は、直接車重の軽減につなが
り省燃費や加速性の向」−という近年の強い要請に応え
る重要な効果をもつものである。

第３に、相手板に対する攻Ｆ　１１．が改善された乾式
の焼結摩擦材料が提供されることである。これは前述し
たように、高温域における耐摩耗性が向上したことから
、摩擦材料の摩耗が少なくなり、移着物による相手板の
攻？性が減少するためである。

第４に、水フェード現象に対しても抵抗性のある乾式焼
結摩擦月料が提供されることである。これは絹糸のマト
リックス成分を基にしているため、水フェード現象に対
して相当の抵抗性をもつがフェロクロームの添加により
さらに抵抗性が高められているからである。

特許出願人　東芝タンガロイ株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

絹、錫、亜鉛などのマトリックス成分に、黒鉛、二硫化
モリブデン、二硫化タングステン、フッ化カルシウムな
どの副溝成分およびシリカ、アルミナ、ムライト等の金
屑酸化物を添加するようにした絹糸の焼結合金からなる
摩擦材料において、前記焼結合金には、フェロクローム
が重量比で、１〜２０％含有されていることを特徴とす
る摩擦材料。