JP2002256359A - ブレーキディスク用Ａｌ基複合材料およびその製造方法 - Google Patents
ブレーキディスク用Ａｌ基複合材料およびその製造方法Info
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- JP2002256359A JP2002256359A JP2001056262A JP2001056262A JP2002256359A JP 2002256359 A JP2002256359 A JP 2002256359A JP 2001056262 A JP2001056262 A JP 2001056262A JP 2001056262 A JP2001056262 A JP 2001056262A JP 2002256359 A JP2002256359 A JP 2002256359A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ブレーキディスク用Al基複合材料に要求される
性能、特に耐摩耗性に優れたブレーキディスク用Al基複
合材料およびその製造方法を提供する。 【解決手段】Al合金とSiＣ粒子とを複合したブレーキデ
ィスク用Al基複合材であって、Al基複合材料中に結晶構
造が立方晶であるSiＣが含まれることを特徴とするブレ
ーキディスク用Al基複合材料。その製法は、Al合金粉末
と結晶構造が立方晶のものを含むSiＣ粒子とを混合し、
混合粉を300℃以上で脱ガス処理した後、この混合粉を
ホットプレスにより固化する製造方法、または、Al合金
溶湯を噴霧し、微細な液滴が凝固を完了する前に基板上
に堆積させるスプレーフォーミング法によるAl合金の製
造方法において、堆積面に結晶構造が立方晶のものを含
むSiＣ粒子を吹付け、SiＣ粒子を液滴と同時に堆積させ
る製造方法が望ましい。
性能、特に耐摩耗性に優れたブレーキディスク用Al基複
合材料およびその製造方法を提供する。 【解決手段】Al合金とSiＣ粒子とを複合したブレーキデ
ィスク用Al基複合材であって、Al基複合材料中に結晶構
造が立方晶であるSiＣが含まれることを特徴とするブレ
ーキディスク用Al基複合材料。その製法は、Al合金粉末
と結晶構造が立方晶のものを含むSiＣ粒子とを混合し、
混合粉を300℃以上で脱ガス処理した後、この混合粉を
ホットプレスにより固化する製造方法、または、Al合金
溶湯を噴霧し、微細な液滴が凝固を完了する前に基板上
に堆積させるスプレーフォーミング法によるAl合金の製
造方法において、堆積面に結晶構造が立方晶のものを含
むSiＣ粒子を吹付け、SiＣ粒子を液滴と同時に堆積させ
る製造方法が望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐摩耗性に優れる
ブレーキディスク用Al基複合材料およびその製造方法に
関する。
ブレーキディスク用Al基複合材料およびその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄道車両、自動車、自動二輪車等の制動
機として代表的なものに、ディスクブレーキ、ブロック
ブレーキ、ドラムブレーキ等があるが、従来、鉄道のよ
うな大重量の車両用制動機としては、その優れた制動力
から、ディスクブレーキが採用されてきた。
機として代表的なものに、ディスクブレーキ、ブロック
ブレーキ、ドラムブレーキ等があるが、従来、鉄道のよ
うな大重量の車両用制動機としては、その優れた制動力
から、ディスクブレーキが採用されてきた。
【０００３】ディスクブレーキとは、車輪に取り付けた
ドーナツ形の円盤状のブレーキディスクとブレーキパッ
ド（摩擦材）との摩擦によって制動力を得る装置であ
る。ブレーキディスクに用いられる材料は、制動時の摩
擦による摩耗と、急激な温度上昇があるため、耐摩耗
性、耐熱性、耐亀裂性等の多様な特性を有することが要
求され、従来、ブレーキディスクとして鋳鉄、ステンレ
ス鋼等の鉄系の材料が使用されてきた。しかし、車両の
走行性能の向上や省エネルギー対策の観点から、ブレー
キディスクの軽量化が求められており、上記の材料に変
わる軽量のディスク材料が求められている。
ドーナツ形の円盤状のブレーキディスクとブレーキパッ
ド（摩擦材）との摩擦によって制動力を得る装置であ
る。ブレーキディスクに用いられる材料は、制動時の摩
擦による摩耗と、急激な温度上昇があるため、耐摩耗
性、耐熱性、耐亀裂性等の多様な特性を有することが要
求され、従来、ブレーキディスクとして鋳鉄、ステンレ
ス鋼等の鉄系の材料が使用されてきた。しかし、車両の
走行性能の向上や省エネルギー対策の観点から、ブレー
キディスクの軽量化が求められており、上記の材料に変
わる軽量のディスク材料が求められている。
【０００４】ブレーキディスクを軽量化するには、ディ
スク材料として密度が小さく比強度の高いものを採用す
るのが最も効果があることから、Al合金の適用が検討さ
れている。しかし、通常のAl合金をブレーキディスクと
して使用すると、ブレーキ制動時に摩擦熱によってディ
スク材の温度が急激に上昇し、場合によってはディスク
材が焼き付けを起こしたり、ディスク材に激しい引っ掻
き傷が発生する等の問題が生じる。上記のように、ブレ
ーキディスク材は、強度および耐摩耗性を備えているこ
とが重要であり、このほかにも、制動力の観点から摩擦
係数が高いことも必要とされる。更に、ブレーキディス
クの成形は鍛造加工および切削加工を伴うので、優れた
鍛造性および切削性も要求される。
スク材料として密度が小さく比強度の高いものを採用す
るのが最も効果があることから、Al合金の適用が検討さ
れている。しかし、通常のAl合金をブレーキディスクと
して使用すると、ブレーキ制動時に摩擦熱によってディ
スク材の温度が急激に上昇し、場合によってはディスク
材が焼き付けを起こしたり、ディスク材に激しい引っ掻
き傷が発生する等の問題が生じる。上記のように、ブレ
ーキディスク材は、強度および耐摩耗性を備えているこ
とが重要であり、このほかにも、制動力の観点から摩擦
係数が高いことも必要とされる。更に、ブレーキディス
クの成形は鍛造加工および切削加工を伴うので、優れた
鍛造性および切削性も要求される。
【０００５】そこで、Al合金マトリックス中にAl２Ｏ３
（アルミナ）、Si３Ｎ４（窒化珪素）、SiＣ（炭化珪
素）等のセラミックス粒子を強化材として添加したブレ
ーキディスク用Al基複合材料が提案されている（特開平
2-25538号公報、特開平3-47945号公報等）。これらの公
報に記載される技術は、Al合金に添加する上記の強化粒
子の粒径および添加量を特定の範囲に調整することを特
徴とするものである。さらに、Al合金に添加する上記の
強化粒子の粒径毎に添加量を限定する技術（特開平10-1
40273号公報）、Al合金自体の化学組成を限定する技術
（特開平10-137920号公報）、粉末成形したAl基複合材
料の熱伝導率を限定する技術（特開平9-184037号公報）
等が提案されている。
（アルミナ）、Si３Ｎ４（窒化珪素）、SiＣ（炭化珪
素）等のセラミックス粒子を強化材として添加したブレ
ーキディスク用Al基複合材料が提案されている（特開平
2-25538号公報、特開平3-47945号公報等）。これらの公
報に記載される技術は、Al合金に添加する上記の強化粒
子の粒径および添加量を特定の範囲に調整することを特
徴とするものである。さらに、Al合金に添加する上記の
強化粒子の粒径毎に添加量を限定する技術（特開平10-1
40273号公報）、Al合金自体の化学組成を限定する技術
（特開平10-137920号公報）、粉末成形したAl基複合材
料の熱伝導率を限定する技術（特開平9-184037号公報）
等が提案されている。
【０００６】ここで、上記の強化剤として添加されるSi
Ｃは、その結晶構造によって、六方晶系のα型SiＣと立
方晶系のβ型SiＣの二種類に大別される。α型SiＣは、
結晶の成長速度や温度、不純物などの影響によってｃ軸
の格子常数が変化し、200種以上の形状が存在するが、
β型SiＣには１種類の形状しかない。β型SiＣは、「低
温型」とも呼ばれるように、2000℃程度以下までの温度
で存在するが、この温度領域ではα型SiＣが生成するこ
ともある。更に、β型SiＣは、2200℃程度以上の温度で
徐々にα型SiＣに転移し、2300℃に至れば数分以内でこ
の転移が完了するという性質を持っている。このβ型Si
Ｃからα型SiＣへの転移は不可逆的であるため、β型Si
Ｃを製造する際には厳密な温度管理を必要とする。
Ｃは、その結晶構造によって、六方晶系のα型SiＣと立
方晶系のβ型SiＣの二種類に大別される。α型SiＣは、
結晶の成長速度や温度、不純物などの影響によってｃ軸
の格子常数が変化し、200種以上の形状が存在するが、
β型SiＣには１種類の形状しかない。β型SiＣは、「低
温型」とも呼ばれるように、2000℃程度以下までの温度
で存在するが、この温度領域ではα型SiＣが生成するこ
ともある。更に、β型SiＣは、2200℃程度以上の温度で
徐々にα型SiＣに転移し、2300℃に至れば数分以内でこ
の転移が完了するという性質を持っている。このβ型Si
Ｃからα型SiＣへの転移は不可逆的であるため、β型Si
Ｃを製造する際には厳密な温度管理を必要とする。
【０００７】一般的かつ簡易なSiＣの製造方法として、
珪石あるいは珪砂をコークスその他の炭材と混合し、電
気抵抗炉によって溶融して製造する方法がある。この製
造方法によれば、多量のSiＣを同時に製造することがで
きるが、この製造方法では、β型SiＣの結晶を十分に成
長させるのは難しい。従って、β型SiＣは、特殊な製造
方法、例えば、極微細な黒鉛または炭素を用い、これら
を溶融珪素または一酸化珪素の蒸気と反応させて製造す
る方法や、高温に保たれた黒鉛の表面に、水素により運
ばれたハロゲン化珪素を接触させ、解離するSiとＣとを
反応させて製造する方法等によって製造されるのが一般
的である。
珪石あるいは珪砂をコークスその他の炭材と混合し、電
気抵抗炉によって溶融して製造する方法がある。この製
造方法によれば、多量のSiＣを同時に製造することがで
きるが、この製造方法では、β型SiＣの結晶を十分に成
長させるのは難しい。従って、β型SiＣは、特殊な製造
方法、例えば、極微細な黒鉛または炭素を用い、これら
を溶融珪素または一酸化珪素の蒸気と反応させて製造す
る方法や、高温に保たれた黒鉛の表面に、水素により運
ばれたハロゲン化珪素を接触させ、解離するSiとＣとを
反応させて製造する方法等によって製造されるのが一般
的である。
【０００８】このように、α型SiＣは、β型SiＣに比べ
て温度管理が容易であり、またその製造工程が簡易であ
ることから安価に製造できるので、一般に多用されてき
た。また、現在までにブレーキディスク用Al基複合材料
に添加するSiＣの結晶構造に着目して、その物性を確認
されたことはなく、上記の公報においても、α型SiＣが
使用されてきたことが予想される。
て温度管理が容易であり、またその製造工程が簡易であ
ることから安価に製造できるので、一般に多用されてき
た。また、現在までにブレーキディスク用Al基複合材料
に添加するSiＣの結晶構造に着目して、その物性を確認
されたことはなく、上記の公報においても、α型SiＣが
使用されてきたことが予想される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のブレ
ーキディスク用Al基複合材料に添加されるSiＣの結晶構
造に着目してなされたものであり、上記のブレーキディ
スク用Al基複合材料に要求される性能、特に耐摩耗性に
優れたブレーキディスク用Al基複合材料およびその製造
方法を提供することをその目的とする。
ーキディスク用Al基複合材料に添加されるSiＣの結晶構
造に着目してなされたものであり、上記のブレーキディ
スク用Al基複合材料に要求される性能、特に耐摩耗性に
優れたブレーキディスク用Al基複合材料およびその製造
方法を提供することをその目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために、SiＣの結晶構造と耐摩耗性との関
係に着目して研究を行った結果、本発明を完成した。
的を達成するために、SiＣの結晶構造と耐摩耗性との関
係に着目して研究を行った結果、本発明を完成した。
【００１１】本発明の要旨は、下記の(1)〜(3)に示すブ
レーキディスク用Al基複合材料の製造方法およびその製
造方法にある。 (1)Al合金とSiＣ粒子とを複合したブレーキディスク用A
l基複合材であって、Al基複合材料中に結晶構造が立方
晶であるSiＣが含まれることを特徴とするブレーキディ
スク用Al基複合材料。 (2)Al合金粉末と結晶構造が立方晶のものを含むSiＣ粒
子とを混合し、混合粉を300℃以上で脱ガス処理した
後、この混合粉をホットプレスにより固化することを特
徴とする上記の(1)のブレーキディスク用Al基複合材料
の製造方法。 (3)Al合金溶湯を噴霧し、微細な液滴が凝固を完了する
前に基板上に堆積させるスプレーフォーミング法による
Al合金の製造方法において、堆積面に結晶構造が立方晶
のものを含むSiＣ粒子を吹付け、SiＣ粒子を液滴と同時
に堆積させることを特徴とする上記の(1)のブレーキデ
ィスク用Al基複合材料の製造方法。
レーキディスク用Al基複合材料の製造方法およびその製
造方法にある。 (1)Al合金とSiＣ粒子とを複合したブレーキディスク用A
l基複合材であって、Al基複合材料中に結晶構造が立方
晶であるSiＣが含まれることを特徴とするブレーキディ
スク用Al基複合材料。 (2)Al合金粉末と結晶構造が立方晶のものを含むSiＣ粒
子とを混合し、混合粉を300℃以上で脱ガス処理した
後、この混合粉をホットプレスにより固化することを特
徴とする上記の(1)のブレーキディスク用Al基複合材料
の製造方法。 (3)Al合金溶湯を噴霧し、微細な液滴が凝固を完了する
前に基板上に堆積させるスプレーフォーミング法による
Al合金の製造方法において、堆積面に結晶構造が立方晶
のものを含むSiＣ粒子を吹付け、SiＣ粒子を液滴と同時
に堆積させることを特徴とする上記の(1)のブレーキデ
ィスク用Al基複合材料の製造方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、SiＣの結晶構造を示す図
であり、(a)はα型SiＣの組織写真、(b)はβ型SiＣの組
織写真である。同図に示すとおり、α型SiＣは、その形
状が鋭利であるが、β型SiＣは、その形状が丸みを帯び
ており、表面に階段状の段差が見られる。β型SiＣの場
合、同図(b)に示すような形状を有するので、α型SiＣ
に比べてAl合金との接触面積が大きく、その結果SiＣが
脱落しにくくなる。従って、β型SiＣを含むブレーキデ
ィスクは、使用中にSiＣの脱落が少なく、ライニングが
摺動する面に残存するSiＣ量が多くなるので、耐摩耗性
に優れるのである。
であり、(a)はα型SiＣの組織写真、(b)はβ型SiＣの組
織写真である。同図に示すとおり、α型SiＣは、その形
状が鋭利であるが、β型SiＣは、その形状が丸みを帯び
ており、表面に階段状の段差が見られる。β型SiＣの場
合、同図(b)に示すような形状を有するので、α型SiＣ
に比べてAl合金との接触面積が大きく、その結果SiＣが
脱落しにくくなる。従って、β型SiＣを含むブレーキデ
ィスクは、使用中にSiＣの脱落が少なく、ライニングが
摺動する面に残存するSiＣ量が多くなるので、耐摩耗性
に優れるのである。
【００１３】本発明のディスクブレーキ用Al基複合材料
において母材は、純Alでも良いが、特にAl−Si系合金が
望ましい。以下、ディスクブレーキ用Al基複合材料の母
材としてAl−Si系合金を使用する場合の各元素の望まし
い含有量の範囲とその限定理由を述べる。
において母材は、純Alでも良いが、特にAl−Si系合金が
望ましい。以下、ディスクブレーキ用Al基複合材料の母
材としてAl−Si系合金を使用する場合の各元素の望まし
い含有量の範囲とその限定理由を述べる。
【００１４】Siは、Al合金のマトリックス中に分散し、
材料の耐摩耗性を高める効果を有する元素であるが、５
質量％未満ではその効果が不十分であり、15質量％を超
えると切削性および鍛造性が低下する。従って、５〜15
質量％の範囲で含有させるのが望ましい。
材料の耐摩耗性を高める効果を有する元素であるが、５
質量％未満ではその効果が不十分であり、15質量％を超
えると切削性および鍛造性が低下する。従って、５〜15
質量％の範囲で含有させるのが望ましい。
【００１５】Al合金を構成する元素として上記のSiのほ
か、CuおよびMgの１種または２種を下記の含有量の範囲
で含有させてもよい。
か、CuおよびMgの１種または２種を下記の含有量の範囲
で含有させてもよい。
【００１６】Cuは、Al合金中に固溶して強度および耐摩
耗性を改善するのに有効な元素であるが、0.5質量％未
満ではその効果が不十分であり、５質量％を超えると、
切削性、鍛造性および耐食性が低下する。従って、0.5
〜５質量％の範囲で含有させてもよい。
耗性を改善するのに有効な元素であるが、0.5質量％未
満ではその効果が不十分であり、５質量％を超えると、
切削性、鍛造性および耐食性が低下する。従って、0.5
〜５質量％の範囲で含有させてもよい。
【００１７】Mgは、Al合金に固溶して強度および耐摩耗
性を改善するのに有効な元素であり、特にCuと共存した
場合に顕著な効果が得られるが、0.05質量％未満ではそ
の効果が不十分であり、1.0質量％を超えると、切削
性、鍛造性および熱伝導率が低下する。従って、含有さ
せるとしても0.05〜1.0質量％の範囲で含有させてもよ
い。
性を改善するのに有効な元素であり、特にCuと共存した
場合に顕著な効果が得られるが、0.05質量％未満ではそ
の効果が不十分であり、1.0質量％を超えると、切削
性、鍛造性および熱伝導率が低下する。従って、含有さ
せるとしても0.05〜1.0質量％の範囲で含有させてもよ
い。
【００１８】更に、Al合金中にFe：0.5質量％以下、Z
r：0.5質量％以下、Ｖ：0.5質量％以下、Ni：0.5質量％
以下、Mn：1.0質量％以下、Mo：0.5質量％以下、Cr：0.
5質量％以下、Ti：0.5質量％以下、Zn：0.5質量％以下
の１種または２種以上を含有させることにより、材料の
強度を高めることができるので、ブレーキディスクの耐
摩耗性および耐焼付性を向上させることができる。
r：0.5質量％以下、Ｖ：0.5質量％以下、Ni：0.5質量％
以下、Mn：1.0質量％以下、Mo：0.5質量％以下、Cr：0.
5質量％以下、Ti：0.5質量％以下、Zn：0.5質量％以下
の１種または２種以上を含有させることにより、材料の
強度を高めることができるので、ブレーキディスクの耐
摩耗性および耐焼付性を向上させることができる。
【００１９】本発明のブレーキディスク用Al基複合材料
の製造方法は、粉末冶金法あるいはスプレーフォーミン
グ法のいずれかを採用すればよい。
の製造方法は、粉末冶金法あるいはスプレーフォーミン
グ法のいずれかを採用すればよい。
【００２０】粉末冶金法とは、一般に、Al合金溶湯を噴
霧して製造したAl合金粉末とSiＣ粒子とを混合し、この
混合粉を300℃以上で脱ガス処理した後、熱間押出また
はホットプレスにより固化する方法をいう。ここで、脱
ガス処理は、真空中あるいは不活性ガス雰囲気中で300
℃以上の温度で保持することにより、粉末表面に吸着し
ている水分を除去する工程である。
霧して製造したAl合金粉末とSiＣ粒子とを混合し、この
混合粉を300℃以上で脱ガス処理した後、熱間押出また
はホットプレスにより固化する方法をいう。ここで、脱
ガス処理は、真空中あるいは不活性ガス雰囲気中で300
℃以上の温度で保持することにより、粉末表面に吸着し
ている水分を除去する工程である。
【００２１】スプレーフォーミング法とは、一般に、Al
合金溶湯を噴霧し、微細な液滴が凝固を完了する前に基
板上に堆積させると同時に、堆積面にSiＣ粒子を吹付
け、SiＣ粒子をAl合金の液滴と同時に堆積させる方法を
いう。
合金溶湯を噴霧し、微細な液滴が凝固を完了する前に基
板上に堆積させると同時に、堆積面にSiＣ粒子を吹付
け、SiＣ粒子をAl合金の液滴と同時に堆積させる方法を
いう。
【００２２】これらの製造方法の外、Al合金溶湯にSiＣ
粒子を添加し鋳造する方法がある。これら方法によれ
ば、SiＣ粒子を凝集あるいは偏析させることなく、Al合
金中に均一に分散させることができ、更に、Al合金の組
織が微細であるため製造された複合材料の強度が高い。
また、上記のいずれかの方法で製造したAl基複合材料
を、必要に応じて鍛造しても良い。
粒子を添加し鋳造する方法がある。これら方法によれ
ば、SiＣ粒子を凝集あるいは偏析させることなく、Al合
金中に均一に分散させることができ、更に、Al合金の組
織が微細であるため製造された複合材料の強度が高い。
また、上記のいずれかの方法で製造したAl基複合材料
を、必要に応じて鍛造しても良い。
【００２３】
【実施例】実施例１〜６のディスクは、下記の粉末冶金
法により作製した。エアアトマイズ法により作製したAl
−８％Si−１％Cu系合金粉末にα型および／またはβ型
のSiＣ粒子を混合して、封缶した後、480℃で１時間の
真空脱ガス処理を施し、450℃で面圧約30kg/mm２のホッ
トプレスを行った。このようにして得たAl基複合材料を
鍛造して、外径400mm、厚み20mmのディスクに加工し
た。
法により作製した。エアアトマイズ法により作製したAl
−８％Si−１％Cu系合金粉末にα型および／またはβ型
のSiＣ粒子を混合して、封缶した後、480℃で１時間の
真空脱ガス処理を施し、450℃で面圧約30kg/mm２のホッ
トプレスを行った。このようにして得たAl基複合材料を
鍛造して、外径400mm、厚み20mmのディスクに加工し
た。
【００２４】実施例７のディスクは、下記のスプレーフ
ォーミング法により作製した。Al−10Si−0.3Mn−0.3Mg
系合金を溶解し、窒素ガスアトマイズ法により溶湯を液
滴化し、アトマイズノズル下部の回転円板型コレクタ上
に半凝固状態で堆積させた。このとき、β型SiＣ粒子を
アトマイズ用の窒素ガスに乗せてコレクタ上に噴射させ
てアルミニウム合金とともに堆積させた。堆積したプリ
フォームの寸法は、外径260mm、高さ300mm程度であっ
た。このプリフォームから外径250mm、高さ100mmの円柱
を切り出し、450℃に加熱した後、油圧プレスを用いて
圧下速度２mm/secで据込み、外径400mm、厚み20mmのデ
ィスクに加工した。
ォーミング法により作製した。Al−10Si−0.3Mn−0.3Mg
系合金を溶解し、窒素ガスアトマイズ法により溶湯を液
滴化し、アトマイズノズル下部の回転円板型コレクタ上
に半凝固状態で堆積させた。このとき、β型SiＣ粒子を
アトマイズ用の窒素ガスに乗せてコレクタ上に噴射させ
てアルミニウム合金とともに堆積させた。堆積したプリ
フォームの寸法は、外径260mm、高さ300mm程度であっ
た。このプリフォームから外径250mm、高さ100mmの円柱
を切り出し、450℃に加熱した後、油圧プレスを用いて
圧下速度２mm/secで据込み、外径400mm、厚み20mmのデ
ィスクに加工した。
【００２５】このようにして作製したそれぞれのディス
クブレーキに下記の条件で摩耗試験を施した。 ＜摩耗試験条件＞ ライニング材質 ：レジン材 ライニング押付位置：直径340mm（ディスク両面から押
し付ける方式） ライニング形状 ：26mm×26mm ライニング押付荷重：568Ｎ（面圧：0.84ＭPa） ディスク回転数 ：3110rpm（摺動速度：199.3km/h） １回の試験時間 ：60秒（一回の摺動距離：3.3×10
３m） ただし、上記の条件で１回の試験でディスクの温度が22
0℃程度まで上昇したので、各回の試験後、60℃まで冷
却した後に次の試験をする手順で行った。
クブレーキに下記の条件で摩耗試験を施した。 ＜摩耗試験条件＞ ライニング材質 ：レジン材 ライニング押付位置：直径340mm（ディスク両面から押
し付ける方式） ライニング形状 ：26mm×26mm ライニング押付荷重：568Ｎ（面圧：0.84ＭPa） ディスク回転数 ：3110rpm（摺動速度：199.3km/h） １回の試験時間 ：60秒（一回の摺動距離：3.3×10
３m） ただし、上記の条件で１回の試験でディスクの温度が22
0℃程度まで上昇したので、各回の試験後、60℃まで冷
却した後に次の試験をする手順で行った。
【００２６】それぞれのブレーキディスクについて上記
の試験を行い、試験回数に対応した摩耗体積および下記
の式から求められる比摩耗量Ｈ(mm３/Ｊ)を求めた。 Ｈ＝Ｗ／（Ｌ・Ｐ） なお、Ｗ：試験回数が20回目以降の摩耗体積(mm３)、
Ｌ：摺動距離（m）、Ｐ：ライニング押付荷重（Ｎ）で
ある。
の試験を行い、試験回数に対応した摩耗体積および下記
の式から求められる比摩耗量Ｈ(mm３/Ｊ)を求めた。 Ｈ＝Ｗ／（Ｌ・Ｐ） なお、Ｗ：試験回数が20回目以降の摩耗体積(mm３)、
Ｌ：摺動距離（m）、Ｐ：ライニング押付荷重（Ｎ）で
ある。
【００２７】表１にディスクの条件および摩耗試験結果
を示す。
を示す。
【００２８】
【表１】 表１に示すとおり、β型SiＣを含む本発明例（実施例１
〜４および７）は、β型SiＣを含まない比較例（実施例
５および６）と比較して比摩耗量が１／３程度となって
おり、本発明の優れた耐摩耗性を確認できた。
〜４および７）は、β型SiＣを含まない比較例（実施例
５および６）と比較して比摩耗量が１／３程度となって
おり、本発明の優れた耐摩耗性を確認できた。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、優れた耐摩耗性を有す
るので、自動車、自動二輪車用ブレーキディスクをはじ
め、特に、高速かつ大重量の鉄道用ブレーキディスクと
して好適なAl基複合材料およびその製造方法を提供でき
る。
るので、自動車、自動二輪車用ブレーキディスクをはじ
め、特に、高速かつ大重量の鉄道用ブレーキディスクと
して好適なAl基複合材料およびその製造方法を提供でき
る。
【図１】SiＣの結晶構造を示す図であり、(a)はα型Si
Ｃの組織写真、(b)はβ型SiＣの組織写真である。
Ｃの組織写真、(b)はβ型SiＣの組織写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 孝憲 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 東口 洋史 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号 住友金属工業株式会社関西製造所製鋼品 事業所内 (72)発明者 三澤 泰久 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号 住友金属工業株式会社関西製造所製鋼品 事業所内 (72)発明者 大久保 喜正 東京都港区新橋五丁目11番３号 住友軽金 属工業株式会社内 (72)発明者 渋江 和久 東京都港区新橋五丁目11番３号 住友軽金 属工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3J058 AA62 BA41 CB11 EA08 EA12 EA14 FA01 FA21 4K017 AA06 BA01 BB17 CA09 DA09 EB01 EB21 4K018 AA16 AB02 AC01 AC10 BC12 EA02 FA01 JA07 KA05 4K020 AA22 AC01 BB24 BB29
Claims (3)
- 【請求項１】Al合金とSiＣ粒子とを複合したブレーキデ
ィスク用Al基複合材であって、Al基複合材料中に結晶構
造が立方晶であるSiＣが含まれることを特徴とするブレ
ーキディスク用Al基複合材料。 - 【請求項２】Al合金粉末と結晶構造が立方晶のものを含
むSiＣ粒子とを混合し、混合粉を300℃以上で脱ガス処
理した後、この混合粉をホットプレスにより固化するこ
とを特徴とする請求項１に記載のブレーキディスク用Al
基複合材料の製造方法。 - 【請求項３】Al合金溶湯を噴霧し、微細な液滴が凝固を
完了する前に基板上に堆積させるスプレーフォーミング
法によるAl合金の製造方法において、堆積面に結晶構造
が立方晶のものを含むSiＣ粒子を吹付け、SiＣ粒子を液
滴と同時に堆積させることを特徴とする請求項１に記載
のブレーキディスク用Al基複合材料の製造方法。
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