JPS6315976B2

JPS6315976B2 -

Info

Publication number: JPS6315976B2
Application number: JP969482A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Hirose
Original assignee: Toshiba Tungaloy Co Ltd
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 1982-01-25
Filing date: 1982-01-25
Publication date: 1988-04-07
Also published as: JPS58126949A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ブロンズ系の乾式焼結摩擦材料に関
し、特に高摩擦係数が安定して得られるように改
善されたものである。従来、乾式焼結摩擦材料は、摩擦係数および耐
焼付性が高いこと、摩擦係数の減少として現れる
熱フエード現象、水フエード現象等が生じにくい
ことなどが要求されている。しかしながら、従来のブロンズ系の焼結摩擦材
料では、前記要求をすべて満足するまでには至つ
ておらず、さらに成分組成の面からの開発が要望
されている。本発明は、この要望を満たすためになされたも
ので、ブロンズ系の焼結合金からなる乾式焼結摩
擦材料において、前記焼結合金は、重量比で、銅
60〜80％、錫３〜20％、アルミナおよび／または
シリカを３〜20％、黒鉛３〜10％、二硫化モリブ
デン１〜５％およびマンガン15％以下を含む乾式
焼結摩擦材料を提供するものである。以下、本発明乾式焼結摩擦材料について、その
概念を説明する。本発明の乾式焼結摩擦材料は、マトリツクス成
分としてブロンズ系の焼結合金を適用している。
その成分組成は、材料全体に対して、重量比（以
下同じ）で、銅60〜80％、錫３〜20％の範囲を選
択している。この範囲は、従来のブロンズ系のも
のに比し、一般的なものである。しかし、その選
択基準は、摩擦面の安定からである。特に、ブロ
ンズ系のマトリツクス材は材料強度に係わりをも
ち、制動時摩擦係数を安定させ、相手板との間の
発熱で、表面に硬質の酸化銅皮膜を形成し、この
硬質酸化皮膜が水フエード現象に対して抵抗性を
示す。また熱フエード現象に対しても優れた抵抗
性を有し、安定した摩擦面が得られる。さらに、本発明の乾式焼結摩擦材料では、アル
ミナ（Al₂O₃）および／またはシリカ（SiO₂）を
３〜20％含有させている。この含有量は、従来の
範囲とほゞ同じであるが、その目的は、高負荷、
高温の摩擦摺動に耐えられることである。したが
つて、相手材に対する攻撃性に応じて、その含有
量が決定される。また、本発明の乾式焼結摩擦材料は、黒鉛３〜
10％、二硫化モリブデン（MoS₂）１〜５％を含
有している。これらは、一般にそれぞれの温度域
で潤滑性を発揮し、それぞれの温度域を超えると
摩擦係数向上剤として働くものである。この場
合、潤滑成分として一般的な鉛、亜鉛について
は、熱フエード現象から高摩擦係数を維持できな
いことの知見に基づき添加されていない。すなわ
ち、本発明の乾式焼結摩擦材料は、その摩擦係数
が約0.4〜0.6であり、高摩擦係数の部類に属する
ことから、積極的に排除している。さらに、本発明の乾式焼結摩擦材料では、特に
マンガンを15％以下添加している。マンガンの添
加は、焼結中他金属の酸化皮膜を還元し、焼結性
を高める作用があるからである。またマンガンの
一部は、MnO₂になり摩擦面を安定させる有効な
作用を有することからである。したがつて、本発明の乾式焼結摩擦財料は、高
摩擦係数を有する材料であつて、熱フエード現
象、水フエード現象に対する抵抗性が高く、他方
相手材に対する攻撃性が改善されているものであ
る。次に、本発明乾式焼結摩擦材料における一実施
例について説明する。試料としては、本発明の乾式焼結摩擦材料およ
び従来の比較材料をそれぞれ製造した。すなわ
ち、本発明に係るものがＡ〜Ｃであり、従来の比
較材料に係るものがＤ〜Ｇで、それぞれ第１表に
示すような成分組成（単位重量％）を有する。また、このときの製造条件は、79〜82％の密度
に圧縮成形後、780℃〜820℃の温度で還元雰囲気
中60分間加圧保持して焼結したものである。な
お、試料の大きさは、縦20mm×横15mm×厚さ５mm
の長方形板とした。

【表】次に、上記Ａ〜Ｇの試料について、JIS Ｄ
4411で規定された定速式摩擦試験機を用いて性能
比較したが、第２表のような結果が得られた。

【表】第２表は、摩擦係数、摩耗率、相手板攻撃性お
よび耐熱フエード性の４つについて比較したもの
である。この場合、これらの特性値は、摩擦試験
およびフエード試験により得たものである。そし
て、これらの試験条件は、両試験とも相手板を外
径＝350mmφのFC20として、摺速＝10m／src、
面圧＝５Kg／cm²の条件で前述した大きさの試料を
２個180゜回転方向で離して相手板に押付けるよう
にしたものである。また、摩擦試験では、摩擦面温度を自然発熱と
し、15分間連続回転したときの摩擦係数μ、摩耗
率δおよび相手板攻撃性を第２表のように測定し
た。なお、相手板攻撃性については、相手板の厚
みの減少量を表面粗さ計で測定したものであり、
その評価基準は、なし＝０、大＝0.004mm、非常
に大＝0.0010mmとしたものである。さらに、フエード試験では、100℃のときの摩
擦係数に対し、押付けを続けることによつて250
℃に到達したときの摩擦係数の低下量を測定した
ものである。そして、第２表における耐熱フエー
ド性の評価基準は、優＝0.01、良＝0.02、やゝ劣
る＝0.03とした。この結果、本発明品に係る試料（Ａ〜Ｃ）は、
いずれもすぐれた性能を示し、特にMnの添加に
よる効果が顕著であつた。これに対し、比較のた
めに行つたMnの添加がない試料（Ｄ〜Ｇ）は、
相手板攻撃性および耐熱フエード性が共に良好な
ものはなかつた。なお、Mnの添加量については、別途に各種の
試験をしたが、その結果15％以下が好適範囲であ
ることも判明した。特に15％を超えるものは、焼
結時に浸出しが起り焼結の作業性を悪くすること
から排除した。本発明は、以上説明したように、ブロンズ系の
乾式焼結摩擦材料について、マンガンを添加した
特定の成分組成にすることによつて、以下に示す
効果が得られるものである。 (1) 高摩擦係数を有する乾式焼結摩擦材料が提供
されること。本発明では約0.4〜0.6の高摩擦係
数が得られ、耐熱フエード性も優れるものであ
る。これは、特に高速摺動化でも安定した摩擦
面が得られることを意味し、自動車用には、特
に好適なものといえる。 (2) 相手板に対する攻撃性が改善された乾式焼結
摩擦材料が提供されること。一般的には、摩擦
係数が高ければ、摩耗量が多くなり、これに伴
つて相手板に対する攻撃性も増加する。しか
し、本発明では、摩擦係数が高い反面、その摩
耗量率も抑えられているものである。これは、
第２表中の摩耗率をみれば、本発明のＡ〜Ｃ
が、従来例のＤ，ＥおよびＦ，Ｇ間に位置して
いることからも明らかである。したがつて、攻
撃性に対する改善からいわゆる鳴きの減少にも
つながるものである。 (3) 水フエード現象に対しても改善された乾式焼
結摩擦材料が提供されること。本発明では、ブ
ロンズ系のマトリツクスをベースにしているこ
とおよびマンガンを添加したことにより、水フ
エード現象に対しても抵抗性があり、特に露出
形の二輪自動車には好適する。この場合相手板
としてステンレス鋼を使用すれば、錆の問題も
同時に解決される。

Claims

【特許請求の範囲】１ブロンズ系の焼結合金からなる乾式焼結摩擦
材料において、前記焼結合金は、重量比で、銅60〜80％、錫３
〜20％、アルミナおよび／またはシリカを３〜20
％、黒鉛３〜10％、二硫化モリブデン１〜５％お
よびマンガン15％以下を含むことを特徴とする乾
式焼結摩擦材料。