JP2003139176A - 摩擦部材の製造方法 - Google Patents
摩擦部材の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な工程で、鉄系の耐食性、接着性に優れ
た部材を軟窒化法を用いて製造する。 【解決手段】 Ｋ+，Ｎａ+，Ｌｉ+，Ｃｏ3 2-，ＣＮＯ-
を含有する塩浴を用いて鉄系金属に軟窒化処理を施す。
塩浴のＬｉ+の含有量を０．５〜１０質量％とすること
ができる。鉄系金属の表面に付着するプレス油、防錆油
は洗浄除去することなく、軟窒化処理を行なう事ができ
る。
た部材を軟窒化法を用いて製造する。 【解決手段】 Ｋ+，Ｎａ+，Ｌｉ+，Ｃｏ3 2-，ＣＮＯ-
を含有する塩浴を用いて鉄系金属に軟窒化処理を施す。
塩浴のＬｉ+の含有量を０．５〜１０質量％とすること
ができる。鉄系金属の表面に付着するプレス油、防錆油
は洗浄除去することなく、軟窒化処理を行なう事ができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車、産業用機械
の制動に用いられるブレーキ、クラッチ等に使用される
ディスクブレーキパッド、或いはクラッチ板等の鉄系金
属からなる裏金を塩浴軟窒化処理し、その表面に磨耗材
を一体に接着される摩擦部材の製造方法に関するもので
ある。
の制動に用いられるブレーキ、クラッチ等に使用される
ディスクブレーキパッド、或いはクラッチ板等の鉄系金
属からなる裏金を塩浴軟窒化処理し、その表面に磨耗材
を一体に接着される摩擦部材の製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ブレーキパッドとブレーキパッド裏金と
の密着性を上げるために、ブレーキパッド裏金をショッ
トブラストして表面を粗くする方法、りん酸亜鉛または
りん酸鉄のような化成皮膜を形成する方法、あるいは軟
窒化処理により表面に窒化鉄を形成する方法、等が採用
されている。特に軟窒化処理により表面に窒化鉄を形成
する方法は、良好な接着性と耐久性が得られる。軟窒化
処理方法を採用した例としては、たとえば特開昭５１−
２４５３３号には、ブレーキパッド裏金にガス軟窒化処
理を行い、概表面に接着剤を介して摩擦部材が接着され
たディスクブレーキ用シューが開示されている。また、
特開平０５−２３０４３８号、特開平０７−３０１２６
６号には、軟窒化処理として塩浴軟窒化処理を行ない、
該表面に接着剤を介して摩擦部材を接着する摩擦材の製
造方法が開示されている。
の密着性を上げるために、ブレーキパッド裏金をショッ
トブラストして表面を粗くする方法、りん酸亜鉛または
りん酸鉄のような化成皮膜を形成する方法、あるいは軟
窒化処理により表面に窒化鉄を形成する方法、等が採用
されている。特に軟窒化処理により表面に窒化鉄を形成
する方法は、良好な接着性と耐久性が得られる。軟窒化
処理方法を採用した例としては、たとえば特開昭５１−
２４５３３号には、ブレーキパッド裏金にガス軟窒化処
理を行い、概表面に接着剤を介して摩擦部材が接着され
たディスクブレーキ用シューが開示されている。また、
特開平０５−２３０４３８号、特開平０７−３０１２６
６号には、軟窒化処理として塩浴軟窒化処理を行ない、
該表面に接着剤を介して摩擦部材を接着する摩擦材の製
造方法が開示されている。
【０００３】軟窒化処理方法を採用したものは、良好な
接着性は得られるが、耐食性能には難がある。特開平０
７−３０１２６６号に述べられているように、軟窒化処
理工程を含む従来の方法は、ブレーキパッド裏金の表面
に形成されたＦｅ-Ｎ-Ｃ系の化合物層の耐食性に左右さ
れ、この化合物層の耐食性は、塩水噴霧試験（ＪＩＳ
Ｚ ２３７ １）の錆び発生面積５％以下の評価方法
で、１２時間以下の性能である。
接着性は得られるが、耐食性能には難がある。特開平０
７−３０１２６６号に述べられているように、軟窒化処
理工程を含む従来の方法は、ブレーキパッド裏金の表面
に形成されたＦｅ-Ｎ-Ｃ系の化合物層の耐食性に左右さ
れ、この化合物層の耐食性は、塩水噴霧試験（ＪＩＳ
Ｚ ２３７ １）の錆び発生面積５％以下の評価方法
で、１２時間以下の性能である。
【０００４】こうした耐食性能の不足は、工程上に問題
を与え、塩浴軟窒化処理後の水洗による発錆を引き起こ
す。このために、水洗工程後で特開平５−２３０４３８
号では、軟窒化処理後、水洗したブレーキパッドを、ｐ
Ｈ８〜９のエタノールアミンアニオン界面活性剤水溶液
中に浸漬して防錆皮膜を形成し、次いでそのままブレー
キパッドと接着し摩擦部材とする方法を提案したり、特
開平７−３０１１２６６号では、軟窒化処理後、水洗後
に減圧乾燥工程を行なう方法を提案している。
を与え、塩浴軟窒化処理後の水洗による発錆を引き起こ
す。このために、水洗工程後で特開平５−２３０４３８
号では、軟窒化処理後、水洗したブレーキパッドを、ｐ
Ｈ８〜９のエタノールアミンアニオン界面活性剤水溶液
中に浸漬して防錆皮膜を形成し、次いでそのままブレー
キパッドと接着し摩擦部材とする方法を提案したり、特
開平７−３０１１２６６号では、軟窒化処理後、水洗後
に減圧乾燥工程を行なう方法を提案している。
【０００５】また、使用時の問題として、自動車の高速
化による熱負荷の増大、長期間の使用、或いは塩害地走
行等により摩擦部材の使用環境が厳しくなっているた
め、耐食性能の向上が求められようになってきている。
化による熱負荷の増大、長期間の使用、或いは塩害地走
行等により摩擦部材の使用環境が厳しくなっているた
め、耐食性能の向上が求められようになってきている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の軟窒
化処理に係る先行技術による方法を更に改善し、より簡
易な工程で、耐食性、接着性に優れた摩擦部材を得るこ
とができる摩擦部材の製造方法の提供を課題とするもの
である。
化処理に係る先行技術による方法を更に改善し、より簡
易な工程で、耐食性、接着性に優れた摩擦部材を得るこ
とができる摩擦部材の製造方法の提供を課題とするもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は検討を重ね
た結果、塩浴軟窒化処理浴に０．５〜１０質量％のＬｉ
+を添加することにより、塩浴軟窒化処理後のブレーキ
パッド裏金の表面に、Ｆｅ-Ｎ-Ｃ系を主体とする化合物
層と、さらにその上層にＬｉを含有する鉄の複合酸化物
層を有する複層を形成させ、従来の塩浴軟窒化処理より
優れた耐食性が得られることを見いだし、本発明をなす
に至った。すなわち、本発明は、以下の発明よりなる。
た結果、塩浴軟窒化処理浴に０．５〜１０質量％のＬｉ
+を添加することにより、塩浴軟窒化処理後のブレーキ
パッド裏金の表面に、Ｆｅ-Ｎ-Ｃ系を主体とする化合物
層と、さらにその上層にＬｉを含有する鉄の複合酸化物
層を有する複層を形成させ、従来の塩浴軟窒化処理より
優れた耐食性が得られることを見いだし、本発明をなす
に至った。すなわち、本発明は、以下の発明よりなる。
【０００８】（１）鉄系金属からなる裏金をＫ+、Ｎ
ａ+、Ｌｉ+、ＣＯ3 --、ＣＮＯ-を含有する塩浴を用いて
軟窒化処理して、前記裏金の表面にＦｅ-Ｎ-Ｃ系を主体
とする化合物層とその上層のＬｉを含有する鉄の複合酸
化物層からなる複層を形成させ、前記軟窒化処理後の裏
金の表面に摩擦材を一体に接着させることを特徴とする
摩擦部材の製造方法。
ａ+、Ｌｉ+、ＣＯ3 --、ＣＮＯ-を含有する塩浴を用いて
軟窒化処理して、前記裏金の表面にＦｅ-Ｎ-Ｃ系を主体
とする化合物層とその上層のＬｉを含有する鉄の複合酸
化物層からなる複層を形成させ、前記軟窒化処理後の裏
金の表面に摩擦材を一体に接着させることを特徴とする
摩擦部材の製造方法。
【０００９】（２）前記塩浴中のＬｉ+の含有量が０．
５〜１０質量％であることを特徴とする（１）の摩擦部
材の製造方法。
５〜１０質量％であることを特徴とする（１）の摩擦部
材の製造方法。
【００１０】（３）前記軟窒化処理工程において、前記
裏金を、その表面に付着するプレス油、防錆油を洗浄に
よって除去することなく、軟窒化処理をすることを特徴
とする（１）又は（２）に記載の摩擦部材の製造方法。
裏金を、その表面に付着するプレス油、防錆油を洗浄に
よって除去することなく、軟窒化処理をすることを特徴
とする（１）又は（２）に記載の摩擦部材の製造方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】裏金の塩浴軟窒化処理は、概略、
予熱→塩浴軟窒化処理（550〜600℃で30〜180分）→冷
却→水洗→乾燥、の工程で行われる。予熱は、品物に水
分が付着していると塩浴に品物を挿入時に水分が爆発的
に蒸発するため、危険防止のために行なう。そのため、
水分が付着していなければ省くことができる。冷却は、
空冷、水冷、油冷、窒素ガス冷却等あるが、一般的に
は、水冷または油冷である。水洗は、品物に付着した塩
類を洗浄する工程である。乾燥は、品物に残る水分を除
去する工程である。
予熱→塩浴軟窒化処理（550〜600℃で30〜180分）→冷
却→水洗→乾燥、の工程で行われる。予熱は、品物に水
分が付着していると塩浴に品物を挿入時に水分が爆発的
に蒸発するため、危険防止のために行なう。そのため、
水分が付着していなければ省くことができる。冷却は、
空冷、水冷、油冷、窒素ガス冷却等あるが、一般的に
は、水冷または油冷である。水洗は、品物に付着した塩
類を洗浄する工程である。乾燥は、品物に残る水分を除
去する工程である。
【００１２】軟窒化処理された裏金に接着される摩擦材
としては、繊維基材、この繊維基材を結合保持する樹脂
結合剤、及びこれらの繊維と結合剤とのマトリックス中
に分散して充填される各種の充填剤から構成されたもの
が、一般に使用される。
としては、繊維基材、この繊維基材を結合保持する樹脂
結合剤、及びこれらの繊維と結合剤とのマトリックス中
に分散して充填される各種の充填剤から構成されたもの
が、一般に使用される。
【００１３】軟窒化処理された裏金に摩擦材を接着する
方法としては、予め成型した摩擦材を、接着剤を塗布し
た裏金に加圧加熱することにより行うことができる。
方法としては、予め成型した摩擦材を、接着剤を塗布し
た裏金に加圧加熱することにより行うことができる。
【００１４】塩浴軟窒化処理の浴組成は、Ｌｉ+の含有
量が０．５〜１０質量％で、ＣＮＯ濃度が５％以上であ
ることが望ましい。軟窒化処理では、ＣＮＯのＦｅ表面
での分解によるＮにより窒化されるので、ＣＮＯ濃度が
約５質量％以上であれば効率よく窒化が行われ、その他
の組成については規定するものではない。塩浴軟窒化処
理においては、塩浴の融点の関係で多種の塩浴組成が存
在する。塩浴のＬｉ、ＣＮＯ以外の一般成分は、Ｎａや
Ｋのアルカリ金属、及びＣＮＯが分解して生じるＣＯ3
である。
量が０．５〜１０質量％で、ＣＮＯ濃度が５％以上であ
ることが望ましい。軟窒化処理では、ＣＮＯのＦｅ表面
での分解によるＮにより窒化されるので、ＣＮＯ濃度が
約５質量％以上であれば効率よく窒化が行われ、その他
の組成については規定するものではない。塩浴軟窒化処
理においては、塩浴の融点の関係で多種の塩浴組成が存
在する。塩浴のＬｉ、ＣＮＯ以外の一般成分は、Ｎａや
Ｋのアルカリ金属、及びＣＮＯが分解して生じるＣＯ3
である。
【００１５】本発明のＬｉを添加した塩浴では、Ｌｉを
添加しないものとで、融点が異なり、例えば、Ｌｉ添加
しないＣＮＯの１５質量％では、約５８０℃のものが、
Ｌｉの添加を０．５質量％添加したものでは、約５１０
℃になる。このように、Ｌｉを添加した塩浴では、融点
が下がり塩浴軟窒化を行なう組成の範囲を広く取れる。
（Ｌｉ添加しないＣＮＯの２０質量％では、約５５０℃
の融点、ＣＮＯの２５質量％では、約５３０℃） 塩浴軟窒化処理浴に添加するＬｉは、炭酸リチウムで添
加すれば良く、窒化能等の性能に対して悪い影響を与え
ない。しかし、炭酸リチウムの水への溶解性が悪いた
め、炭酸リチウムが多いと処理後の洗浄性が悪くなる。
このため、炭酸リチウムの添加量は、Ｌｉの添加量とし
て、１０質量％を上限とした。０．５％以下の場合に
は、十分な耐食性能が得られない。
添加しないものとで、融点が異なり、例えば、Ｌｉ添加
しないＣＮＯの１５質量％では、約５８０℃のものが、
Ｌｉの添加を０．５質量％添加したものでは、約５１０
℃になる。このように、Ｌｉを添加した塩浴では、融点
が下がり塩浴軟窒化を行なう組成の範囲を広く取れる。
（Ｌｉ添加しないＣＮＯの２０質量％では、約５５０℃
の融点、ＣＮＯの２５質量％では、約５３０℃） 塩浴軟窒化処理浴に添加するＬｉは、炭酸リチウムで添
加すれば良く、窒化能等の性能に対して悪い影響を与え
ない。しかし、炭酸リチウムの水への溶解性が悪いた
め、炭酸リチウムが多いと処理後の洗浄性が悪くなる。
このため、炭酸リチウムの添加量は、Ｌｉの添加量とし
て、１０質量％を上限とした。０．５％以下の場合に
は、十分な耐食性能が得られない。
【００１６】
【実施例】以下に本発明の実施例と比較例について説明
する。 （実施例１）ブレーキパッド裏金をＬｉ＋を０．５質量
％含むＣＮＯ−濃度約１５質量％の塩浴軟窒化処理浴
で、５８０℃×９０分処理した。これによって、厚さ約
１３μｍのＦｅ-Ｎ-Ｃ系を主体とする化合物層が形成さ
れ、次いで、この軟窒化処理後のブレーキパッド裏金を
水冷後、水洗した後、自然乾燥した。この処理したもの
を耐食性試験と密着性試験に供した。
する。 （実施例１）ブレーキパッド裏金をＬｉ＋を０．５質量
％含むＣＮＯ−濃度約１５質量％の塩浴軟窒化処理浴
で、５８０℃×９０分処理した。これによって、厚さ約
１３μｍのＦｅ-Ｎ-Ｃ系を主体とする化合物層が形成さ
れ、次いで、この軟窒化処理後のブレーキパッド裏金を
水冷後、水洗した後、自然乾燥した。この処理したもの
を耐食性試験と密着性試験に供した。
【００１７】（実施例２）ブレーキパッド裏金をＬｉ+
を４質量％含むＣＮＯ−濃度約１５質量％の塩浴軟窒化
処理浴で、５８０℃×９０分処理した。これによって、
厚さ約１３μｍのＦｅ-Ｎ-Ｃ系を主体とする化合物層が
形成され、次いで、この軟窒化処理後のブレーキパッド
裏金を水冷後、水洗した後、自然乾燥した。この処理し
たものを耐食性試験と密着性試験に供した。
を４質量％含むＣＮＯ−濃度約１５質量％の塩浴軟窒化
処理浴で、５８０℃×９０分処理した。これによって、
厚さ約１３μｍのＦｅ-Ｎ-Ｃ系を主体とする化合物層が
形成され、次いで、この軟窒化処理後のブレーキパッド
裏金を水冷後、水洗した後、自然乾燥した。この処理し
たものを耐食性試験と密着性試験に供した。
【００１８】（実施例３）ブレーキパッド裏金をＬｉ+
を１０質量％含むＣＮＯ-濃度約１５質量％の塩浴軟窒
化処理浴で、５８０℃×９０分処理した。これによっ
て、厚さ約１３μｍのＦｅ-Ｎ-Ｃ系を主体とする化合物
層が形成され、次いで、この軟窒化処理後のブレーキパ
ッド裏金を水冷後、水洗した後、自然乾燥した。この処
理したものを耐食性試験と密着性試験に供した。
を１０質量％含むＣＮＯ-濃度約１５質量％の塩浴軟窒
化処理浴で、５８０℃×９０分処理した。これによっ
て、厚さ約１３μｍのＦｅ-Ｎ-Ｃ系を主体とする化合物
層が形成され、次いで、この軟窒化処理後のブレーキパ
ッド裏金を水冷後、水洗した後、自然乾燥した。この処
理したものを耐食性試験と密着性試験に供した。
【００１９】（比較例）ブレーキパッド裏金を、Ｌｉ+
を含まないＣＮＯ-濃度約３５質量％の塩浴軟窒化処理
浴で、５８０℃×９０分処理した。これによって、厚さ
約１３μｍのＦｅ-Ｎ-Ｃ系を主体とする化合物層が形成
され、次いで、この軟窒化処理後のブレーキパッド裏金
を水冷後、水洗した後、減圧乾燥によって乾燥した。こ
の処理したものを耐食性試験と密着性試験に供した。耐
食性試験は、ＪＩＳ Ｚ ２３７１による塩水噴霧試験
で、錆びの発生具合を試験した。密着性試験は、elecom
eterRによる密着強度測定を行なった。密着性と耐食性
を評価した結果を表１に示す。
を含まないＣＮＯ-濃度約３５質量％の塩浴軟窒化処理
浴で、５８０℃×９０分処理した。これによって、厚さ
約１３μｍのＦｅ-Ｎ-Ｃ系を主体とする化合物層が形成
され、次いで、この軟窒化処理後のブレーキパッド裏金
を水冷後、水洗した後、減圧乾燥によって乾燥した。こ
の処理したものを耐食性試験と密着性試験に供した。耐
食性試験は、ＪＩＳ Ｚ ２３７１による塩水噴霧試験
で、錆びの発生具合を試験した。密着性試験は、elecom
eterRによる密着強度測定を行なった。密着性と耐食性
を評価した結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】本発明による摩擦部材の製造方法は、鉄
系金属からなる裏金を、Ｋ+、Ｌｉ+、Ｎａ+、ＣＯ3 --、
ＣＮＯ-を含有する塩浴で軟窒化処理を行い、その表面
にＦｅ-Ｎ-Ｃ系を主体とする化合物層とその上層にＬｉ
を含有する鉄の複合酸化物層の複層を形成させ、さらに
表面に摩擦材を接着させるものである。
系金属からなる裏金を、Ｋ+、Ｌｉ+、Ｎａ+、ＣＯ3 --、
ＣＮＯ-を含有する塩浴で軟窒化処理を行い、その表面
にＦｅ-Ｎ-Ｃ系を主体とする化合物層とその上層にＬｉ
を含有する鉄の複合酸化物層の複層を形成させ、さらに
表面に摩擦材を接着させるものである。
【００２２】本発明により得られる摩擦部材は、化合物
層の最表面にＬｉを含有する鉄の複合酸化物が形成され
ることにより従来の軟窒化処理に比較して、優れた耐食
性を有する。また、本発明の方法により軟窒化処理され
た裏金の表面硬さは、マイクロビッカース硬さで、ＨＶ
５００〜６００の硬さを有している。
層の最表面にＬｉを含有する鉄の複合酸化物が形成され
ることにより従来の軟窒化処理に比較して、優れた耐食
性を有する。また、本発明の方法により軟窒化処理され
た裏金の表面硬さは、マイクロビッカース硬さで、ＨＶ
５００〜６００の硬さを有している。
【００２３】従来の軟窒化処理よりも耐食性を有する表
面状態を形成するために、軟窒化後の水洗工程および乾
燥工程が簡略化でき、従来の複雑な洗浄工程に比較し
て、はるかに簡単な工程で摩擦部材を製造することがで
きる。
面状態を形成するために、軟窒化後の水洗工程および乾
燥工程が簡略化でき、従来の複雑な洗浄工程に比較し
て、はるかに簡単な工程で摩擦部材を製造することがで
きる。
【００２４】また、摩擦部材は、一般的には、塗装を行
い、ブレーキパッド裏金とブレーキパッドとの接着部の
反対面の錆び発生を防止しているが、本発明の処理工程
を行なえば、錆び発生の防止のための塗装は行なわなく
ても良い。
い、ブレーキパッド裏金とブレーキパッドとの接着部の
反対面の錆び発生を防止しているが、本発明の処理工程
を行なえば、錆び発生の防止のための塗装は行なわなく
ても良い。
Claims (3)
- 【請求項１】 鉄系金属からなる裏金をＫ+、Ｎａ+、Ｌ
ｉ+、ＣＯ3 --、ＣＮＯ-を含有する塩浴を用いて軟窒化
処理して、前記裏金の表面にＦｅ-Ｎ-Ｃ系を主体とする
化合物層とその上層のＬｉを含有する鉄の複合酸化物層
からなる複層を形成させ、前記軟窒化処理後の裏金の表
面に摩擦材を一体に接着させることを特徴とする摩擦部
材の製造方法。 - 【請求項２】 前記塩浴中のＬｉ+の含有量が０．５〜
１０質量％であることを特徴とする請求項１の摩擦部材
の製造方法。 - 【請求項３】 前記軟窒化処理工程において、前記裏金
を、その表面に付着するプレス油、防錆油を洗浄によっ
て除去することなく、軟窒化処理をすることを特徴とす
る請求項１又は請求項２に記載の摩擦部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001338835A JP2003139176A (ja) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | 摩擦部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001338835A JP2003139176A (ja) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | 摩擦部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003139176A true JP2003139176A (ja) | 2003-05-14 |
Family
ID=19153268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001338835A Pending JP2003139176A (ja) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | 摩擦部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003139176A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010053926A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Toyota Motor Corp | ディスクブレーキロータ及びその製造方法 |
-
2001
- 2001-11-05 JP JP2001338835A patent/JP2003139176A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010053926A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Toyota Motor Corp | ディスクブレーキロータ及びその製造方法 |
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