JPH0415285A

JPH0415285A - 乾式焼結摩擦材料

Info

Publication number: JPH0415285A
Application number: JP2120200A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Matsumoto; 松本　政秋; Takashi Okazaki; 隆岡崎; Shiro Nakazawa; 中沢　士郎
Original assignee: Toshiba Tungaloy Co Ltd
Current assignee: Tungaloy Corp
Priority date: 1990-05-08
Filing date: 1990-05-08
Publication date: 1992-01-20
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JP2759906B2

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】（産業上の利用分野）本発明は高摩擦係数を有する乾式焼結摩擦材料に関し、
さらに詳しくは、二輪および四輪自動車、産業用車両、
産業用機械、鉄道用車両等のブレーキライニンクク材、
ディスクブジーキバット材、クラッチフェーシング材等
として有用な乾式焼結摩擦材料に関するものである。

（従来の技術）従来の乾式摩擦材料は、有機系では石綿を含有するレジ
ンモールド系が広く用いられていたが、公害問題等によ
り石綿に代えて他の有機、無機質等の繊維を含有するノ
ン・アスベスト系が用いられるようになり、金属繊維の
セミメタリック系もある。

これに対して金属系というのは、Ｃｕ−Ｓｎ合金。

Ｃｕ　−Ｓｎ　−Ｚｎ合金等をマトリックスとし、それ
に硬質粒子成分、潤滑成分等を分散させた材料であって
、高摩擦係数を出すためにさらにＮ１を加える改良が、
特開昭６３−　３０６１７号および特開昭６３−１０９
１３１号に示されている。

一般に有機系は安価であるが摩擦係数が低く、耐摩耗性
も悪い。これに対し金属系は高価であるが摩擦係数が高
く、しかも耐摩耗性も良好という特徴を持っている。

（本発明が解法しようとする課題）本発明は金属系摩擦材料の改良であり、すなわち（１）　　摩擦係数をさらに大きくする。

（２）　　耐摩耗性をさらに良くする。

（３）　　鳴き、シャダー等をさらに小さくする。

等を目的とするものであり、これらを満足する金属系摩
擦材料の開発が従来から要望されている。

（課題を解決するための手段）本発明は前記の要望に応えるものであり、すなわちＣｕ
系あるいはＣｕ−Ｎｉ系（ＮｉがＣｕより多量である場
合も含む）の摩擦材料にマイカを１〜３０体積％加える
ことにより、摩擦係数が高くなり、さらに耐摩耗性も高
くなり、鳴き、シャダー等についても有効であることを
発見したものである。これはマイカ添加により弾性率が
小さくなり接触面積が広くなったこと、およびマイカ自
身の振動吸収性によるものと思われる。

（作用）本発明の構成要件である摩擦材料の各成分およびその含
有量限定の理由について、以下説明する。

ｆｉｌ　　Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚ＋＋およびこれらのいずれか
の合金から選ばれた１種または２種以上からなるマトリ
ックス成分２５〜８５体積％。

これらマトリックス成分は、摩擦材料自身の強度を支配
するとともに、その他の硬質粒子成分、潤滑成分等の充
填剤（フィラー）を強固に保持する目的を持っている。

マトリックス成分が２５体積％未満では乾式焼結摩擦材
料として必要な強度が不充分で、しかも充填剤を強固に
保持することはできない。逆に８５体積％を越えると充
填剤の量が少な過ぎるため摩擦係数が低く摩耗が大きい
という間履かあり、前記範囲とした。このマトリックス
成分およびその範囲は、単独では従来からあるものであ
って、必要な性能および経済性によって種々選択が可能
であり、いずれの場合にも本発明の効果が発揮される。

（２）　　マイカｌ〜３０体積％。

マイカは前述したように摩擦係数を高くするとともに摩
耗も小さくする。しかも鳴き、シャダー等も押える効果
がある。

前記効果は、マイカが１体積％未満では充分得られず、
また３０体積％を越えると材料強度が低ドするという問
題があり、＠記範囲とした。

（３）　　金属酸化物、金属複合酸化物、金属窒化物、
金属炭化物、金属炭窒化物、金属硼化物、金属間化合物
およびモース硬度３．５以上の各種鉱物から選ばれた１
種または２種以上からなる硬質粒子成分２〜３０体積％
。

硬質粒子成分は摩擦係数を高くするとともに摩耗を小さ
くする。２体積％以下ではその効果は小さく、３０体積
％を越えると逆に材料自身が硬くなって摩擦係数は低く
なり、さらに硬質粒子の抜は落ち等により摩耗が大きく
なり、さらに相手板の摩耗も大きくなる。この硬質粒子
成分およびその範囲は、単独では、従来からあるもので
あって。

必要な性能および経済性によって種々選択が可能であり
、いずれの場合にも本発明の効果が発揮される。

（４）　　黒鉛、コークス、　ＢＮ、金属硫化物、　Ｃ
ａＦｘ。

ＢａＦｘ、　ＰｂＯ，ＰｂおよびＢ２Ｏ３から選ばれた
１種または２種以上からなる潤滑成分カ月０〜７０体槓
％。

潤滑成分は摩耗を小さくすると同時に摩擦係数を安定さ
せる役目がある。また各潤滑成分の特徴笠には違いがあ
り、単独でもよいが組合せることによって、より大きな
効果と摩擦係数を上げるという別な効果も、期待できる
（例えばコークス等）。

潤滑成分が１０体積％未渦の場合は、その効果を充分に
発揮することはできない。また７０体積％を越えると乾
式焼結摩擦材料としての強度が不充分であり、＠記範囲
とした。この潤滑成分およびその範囲は、単独では従来
からあるものであって、必要な性能および経済性によっ
て種々選択が可能であり、いずれの場合にも本発明の効
果が発揮された。

（５）　　マトリックス中にＮｉ、　Ｆｅあるいはこれ
らの混合物５〜７０体積％ＯＮ１は耐酸化性が良好で、相手板に移着したときにバッ
ト材との溶着により摩擦係数を高（する効果がある。５
体積％以下ではその効果は不充分で、７０体積％を越え
ると、それ以上の摩擦係数の増加は期待できず、過度の
溶着により耐摩耗性が悪くなる。さらにＮ１は他の素原
料に比べ値段が高いので、コスト高になる。

Ｆｅ粉は焼結助剤として働き焼結体強度を高くする。さ
らにその酸化物は、摩擦条件によっては耐摩耗性に寄与
する。５体積％未満ではその効果は不充分で、７０体積
％を越えると耐食性が低下し。

強度もそれ以上の上昇は期待できない。

マトリックス中にＮｉ、　Ｆｅあるいはこれらの混合物
が存在すること、およびその前記範囲は、単独では従来
からあるものであって、必要な性能および経済性によっ
て種々選択が可能であり、いずれの場合にも本発明の効
果が発揮される。

（６）　　マトリックス中にＢｅ、　Ｂ、＾Ａ、　Ｓｉ
、　Ｐ、　Ｓ。

Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、＾ｇ
、Ｉｎ、Ｓｂ。

Ｔａおよび胃から選ばれた１種または２種以上５体積％
以下。

これらの物質は、マトリックス成分の５体積％以下の微
量添加により、マトリックスの強度を上げ、耐摩耗性お
よび摩擦係数の安定に寄与する。

５体積％を屈えての添加は、逆に強度の低ト、耐摩耗性
の低下等をまねく。前記成分のマトリックスへの添加お
よびその範囲は、単独では従来からあるものであって、
必要な性能および経済性によって種々選択が５７能であ
り、いずれの場合にも本発明の効果が発揮される。

（７）　　金属繊維および非金属無機繊維から選ばれた
１種または２種部上２〜２０体積％。

これらの繊維は、マトリックスを強化すると同時に、充
填剤としての特徴として摩擦係数を上げたり耐摩耗性を
良くする等の効果がある。２体積％未満ではその効果は
期待できず、逆に２０体積％を越えると粉末の流動性が
悪くなり、生産性が落ちる。これらの繊維の金属系摩擦
材料への添加およびその範囲は、単独では従来からある
ものであって、必要な性能および経済性によって種々選
択が可能であり、いずれの場合にも本発明の効果が発揮
される。

（実施例）以下実施例および比較例により、本発明の特徴とすると
ころを一層明らかにする。

第１表実施例および比較例の配合組成（体積％）を第１表に示
す。ただし「繊維」は、実施例３ではチタン酸カリウム
であり、実施例４ではチタン酸カリウム繊維とステンレ
ス繊維が各５％である。

第１表に示す割合の各原料からなる配合物１００重量部
を２　ｔｏｎ／ｃｍ”の圧力で成形した後、成形物をＣ
ｕメツキした鋼板上に載せ、ｌ０ｋｇ／ｃｍ”の荷重を
かけてｈ雰囲気中、　８００℃で６０分間焼成した。こ
のようにして得た焼成品をバット材として、慣性体３．
ｌ５ｋｇ１・ｓｅｃ”　、接触面積２８．８ｃｍ”　、
制動減速度０．３Ｇ、ブレーキ初速度８０ｋｍ／Ｈおよ
び１６０ｋｍ／）ｌで相手板ＦＣ２０（径２２０）で各
２００回、　１００回の制動を行なった。ブレーキ初速
度８０ｋｎ＋／Ｈ，２００回の結果を第２表に、ブレー
キ初速度１６０ｋｍ／Ｈ１１００回の結果を第３表に、
それぞれ示す、パッド摩耗量および相手板摩耗量の単位
は、　ｍｍである。

以下余白この結果から明らかなように１本発明による焼結合金摩
擦材料は、いずれの速度域においても高い摩擦係数を有
しており、耐摩耗性に優れ、しかも相手板の摩耗量も少
ない。

（発明の効果）以トのように本発明は金属系乾式焼結摩擦材料に広く応
用可能で、その改良効果は大きい。

特許出願人　東芝タンガロイ株式会社第２表第３表

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎおよびこれらのいずれかの合金
から選ばれた１種または２種以上をマトリックス成分と
し、金属酸化物、金属複合酸化物、金属窒化物、金属炭
化物、金属炭窒化物、金属硼化物、金属間化合物および
モース硬度３．５以上の各種鉱物から選ばれた１種また
は２種以上を硬質粒子成分とし、黒鉛、コークス、ＢＮ
、金属硫化物、ＣａＦ＿２、ＢａＦ＿２、ＰｂＯ、Ｐｂ
およびＢ＿２Ｏ＿３から選ばれた１種または２種以上を
潤滑成分とする金属系乾式焼結摩擦材料において、マイ
カを添加してマイカが１〜３０体積％、硬質粒子成分が
２〜３０体積％、潤滑成分が１０〜７０体積％で残りが
２５〜８５体積％のマトリックス成分であることを特徴
とする乾式焼結摩擦材料。
（２）マトリックス成分中に、Ｎｉ、Ｆｅあるいはこれ
らの混合物がマトリックス成分の５〜７０体積％存在し
、さらにＢｅ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｂ
、ＴａおよびＷから選ばれた１種または２種以上がマト
リックス成分の５体積％以下存在する特許請求の範囲第
１項記載の乾式焼結摩擦材料。
（３）金属繊維および非金属無機繊維から選ばれた１種
または２種以上が２〜２０体積％、マイカが１〜３０体
積％、特許請求の範囲第１項記載の硬質粒子成分が２〜
３０体積％、特許請求の範囲第１項記載の潤滑成分が１
０〜７０体積％で残りが２５〜８５体積％の特許請求の
範囲第１項記載のマトリックス成分であることを特徴と
する乾式焼結摩擦材料。