JP2516414B2 - ブレ―キ用摩擦材 - Google Patents
ブレ―キ用摩擦材Info
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- friction
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- brake
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明摩擦材は自動車、二輪車等のブレーキ用摩擦材
として利用されるものである。
として利用されるものである。
（従来の技術） 従来のブレーキ用摩擦材としては、繊維成分、充填材
成分などを樹脂で結合させた有機系摩擦材と、繊維成
分、充填材成分等を金属あるいは合金で結合させたメタ
リック系摩擦材とが利用されている。
成分などを樹脂で結合させた有機系摩擦材と、繊維成
分、充填材成分等を金属あるいは合金で結合させたメタ
リック系摩擦材とが利用されている。
有機系摩擦材は温度上昇につれて摩擦係数が低下する
ものが多いので、高温条件下で用いられるブレーキ用摩
擦材はメタリック系が主流である。メタリック系摩擦材
は温度に対して安定した摩擦係数が得られるばかりでな
く、（１）機械的強度が高い、（２）水分介在による摩
擦係数低下が小さい、（３）摩擦量が少ない、等の長所
があり、特に銅合金系としてCu-Sn系、Cu-Zn系、Cu-Sn-
Zn系およびCu-Sn-Ni系が利用されている。
ものが多いので、高温条件下で用いられるブレーキ用摩
擦材はメタリック系が主流である。メタリック系摩擦材
は温度に対して安定した摩擦係数が得られるばかりでな
く、（１）機械的強度が高い、（２）水分介在による摩
擦係数低下が小さい、（３）摩擦量が少ない、等の長所
があり、特に銅合金系としてCu-Sn系、Cu-Zn系、Cu-Sn-
Zn系およびCu-Sn-Ni系が利用されている。
（発明が解決しようとする課題） 近年、内燃機関の高性能化および車両の大型化が進行
し、これに伴ないブレーキ用摩擦材は従来以上の高負荷
条件で使用されるようになった。このため高温での金属
あるいは合金の塑性流動による摩擦係数の低下と相手板
への過度の移着、および摩耗量の増加等により、従来の
メタリック系摩擦材では安定した摩擦係数および耐摩耗
性を維持するのが困難となっており、メタリック系摩擦
材の長所を活かした高負荷および高温に耐える摩擦材料
開発が要求されている。
し、これに伴ないブレーキ用摩擦材は従来以上の高負荷
条件で使用されるようになった。このため高温での金属
あるいは合金の塑性流動による摩擦係数の低下と相手板
への過度の移着、および摩耗量の増加等により、従来の
メタリック系摩擦材では安定した摩擦係数および耐摩耗
性を維持するのが困難となっており、メタリック系摩擦
材の長所を活かした高負荷および高温に耐える摩擦材料
開発が要求されている。
（課題を解決するための手段） 本発明はCu-Ni-Fe-Sn,Zn系合金が、高融点で高硬度の
金属であるFe・W,Fe・Mo,Fe・Mnm,Fe・CoおよびFe・Ti
よりなる群から選ばれた１種または２種以上の合金鉄に
よって分散強化された組織を有する耐熱、耐摩耗性合金
を内容とするものである。
金属であるFe・W,Fe・Mo,Fe・Mnm,Fe・CoおよびFe・Ti
よりなる群から選ばれた１種または２種以上の合金鉄に
よって分散強化された組織を有する耐熱、耐摩耗性合金
を内容とするものである。
Cu合金をFe・Ｗ等の合金鉄で強化する従来技術は、特
公昭46-5931号公報、特公昭49-44841号公報および特開
昭62-130250号公報に開示されている。これらはいずれ
も集電用摺板のための材料の発明であるが、これを直ち
にブレーキ用摩擦材に応用することはできなかった。
公昭46-5931号公報、特公昭49-44841号公報および特開
昭62-130250号公報に開示されている。これらはいずれ
も集電用摺板のための材料の発明であるが、これを直ち
にブレーキ用摩擦材に応用することはできなかった。
すなわち前記Cu合金にはSiO2等の硬質粒子の添加がな
いので、ブレーキ用摩擦材として使用すると高温時に金
属成分が塑性流動して摩擦係数が低下しやすく、また水
分が介在した時にも摩擦係数が低下した。また前記Cu合
金には自己潤滑成分が少ないため、ブレーキ用摩擦材と
して使用すると急激に効きすぎて使用感が悪く、また相
手板に溶着して摩耗増大の原因となった。特に自己潤滑
成分として硫化物、鉛、ケルメット合金が添加されてい
る場合は、ブレーキ用摩擦材としては使用温度上昇に伴
ない摩擦係数が低下する。
いので、ブレーキ用摩擦材として使用すると高温時に金
属成分が塑性流動して摩擦係数が低下しやすく、また水
分が介在した時にも摩擦係数が低下した。また前記Cu合
金には自己潤滑成分が少ないため、ブレーキ用摩擦材と
して使用すると急激に効きすぎて使用感が悪く、また相
手板に溶着して摩耗増大の原因となった。特に自己潤滑
成分として硫化物、鉛、ケルメット合金が添加されてい
る場合は、ブレーキ用摩擦材としては使用温度上昇に伴
ない摩擦係数が低下する。
本発明の発明者は、このように直ちにはブレーキ用摩
擦材に応用できないFe・Ｗ等の合金鉄の添加について種
々研究した結果、本発明のようなCu合金と、Fe・Ｗ等の
合金鉄の添加の組合せによって、従来の材料では難しい
高負荷条件でも使用できるという大きな効果が得られる
ことを発見したのである。
擦材に応用できないFe・Ｗ等の合金鉄の添加について種
々研究した結果、本発明のようなCu合金と、Fe・Ｗ等の
合金鉄の添加の組合せによって、従来の材料では難しい
高負荷条件でも使用できるという大きな効果が得られる
ことを発見したのである。
（作用） 本発明摩擦材の各添加成分の作用および限定の理由を
以下説明する。
以下説明する。
Niは３〜20％であって、Cuマトリックスと全率固溶し
てマトリックスの融点を上昇させることによって摩擦係
数を安定させる。またNiは耐食性に優れた効果を示す。
３％未満では耐熱性の効果が不充分であり、20％を越え
ると焼結性が低下し、機械的強度が低下し、相手板との
過度の凝着が生じる。
てマトリックスの融点を上昇させることによって摩擦係
数を安定させる。またNiは耐食性に優れた効果を示す。
３％未満では耐熱性の効果が不充分であり、20％を越え
ると焼結性が低下し、機械的強度が低下し、相手板との
過度の凝着が生じる。
Feは３〜20％であって、マトリックスの融点を上昇さ
せ、また機械的強度を上昇させる。特に摩擦材表面のFe
は、酸化物を形成して耐摩耗の効果を示す。３％未満で
は機械的強度および耐熱性の上昇が不充分であり、20％
を越えると焼結性の低下による機械的強度の低下および
耐食性劣化をまねく。
せ、また機械的強度を上昇させる。特に摩擦材表面のFe
は、酸化物を形成して耐摩耗の効果を示す。３％未満で
は機械的強度および耐熱性の上昇が不充分であり、20％
を越えると焼結性の低下による機械的強度の低下および
耐食性劣化をまねく。
黒鉛は８〜20％であって、自己潤滑成分として400℃
附近まで潤滑性を示し、耐摩耗性に効果が大きい。８％
未満の添加では耐摩耗性に効果が顕著とならず、25％を
越えると機械的強度の低下をまねく。
附近まで潤滑性を示し、耐摩耗性に効果が大きい。８％
未満の添加では耐摩耗性に効果が顕著とならず、25％を
越えると機械的強度の低下をまねく。
CaF2は３〜10％であって、黒鉛と同様に自己潤滑成分
であり特に高温領域（700℃）まで安定した潤滑性能を
示し、相手板の付着物防止に有効である。また価格的に
有利な充填材でもある。３％未満では効果が不充分であ
り、10％を越える添加では機械的強度低下をまねく。
であり特に高温領域（700℃）まで安定した潤滑性能を
示し、相手板の付着物防止に有効である。また価格的に
有利な充填材でもある。３％未満では効果が不充分であ
り、10％を越える添加では機械的強度低下をまねく。
SiO2，3Al2O3・2SiO2等モース硬度４以上の金属酸化
物は４〜15％であって、高硬度であるため耐摩耗性に効
果があり、摩擦係数上昇にも有効であり、相手板付着物
の除去にも有効である。すなわち摩擦調整剤として有効
である。４％未満では効果が不充分であり、15％を越え
る添加では相手板攻撃性が大きく、摩擦材の機械的強度
低下をまねく。
物は４〜15％であって、高硬度であるため耐摩耗性に効
果があり、摩擦係数上昇にも有効であり、相手板付着物
の除去にも有効である。すなわち摩擦調整剤として有効
である。４％未満では効果が不充分であり、15％を越え
る添加では相手板攻撃性が大きく、摩擦材の機械的強度
低下をまねく。
Snおよび／またはZnは３〜15％であって、一部マトリ
ックスと固溶し機械的強度を上昇させる。また熱伝導性
が良好なために摩擦熱の放熱に有効である。３％未満で
は効果が不充分であり、15％を越えるとマトリックスの
塑性流動（メタルフロー）が生じて摩擦係数の低下をま
ねく。
ックスと固溶し機械的強度を上昇させる。また熱伝導性
が良好なために摩擦熱の放熱に有効である。３％未満で
は効果が不充分であり、15％を越えるとマトリックスの
塑性流動（メタルフロー）が生じて摩擦係数の低下をま
ねく。
合金鉄は３〜25％であり、高融点金属であるため耐熱
性に優れており、マトリックス中に分散させることでマ
トリックスの塑性流動防止効果による摩擦係数の安定化
および耐摩耗性に有効に働き、それ自体硬質合金である
から耐摩耗性を有する。３％未満では効果が不充分であ
り、25％を越えると焼結性低下による機械的強度低下を
まねき、また経済的に不利である。
性に優れており、マトリックス中に分散させることでマ
トリックスの塑性流動防止効果による摩擦係数の安定化
および耐摩耗性に有効に働き、それ自体硬質合金である
から耐摩耗性を有する。３％未満では効果が不充分であ
り、25％を越えると焼結性低下による機械的強度低下を
まねき、また経済的に不利である。
（実施例） 本発明の構成および効果を明らかにするため、本発明
の実施例およびそれと比較するための従来技術による比
較例を以下説明する。
の実施例およびそれと比較するための従来技術による比
較例を以下説明する。
実施例および比較例の配合組成（重量％）を第１表に
示す。なお、「SiO2等」は、実施例１〜７および比較例
ではSiO2を用い、実施例８ではムライト、実施例９では
Al2O3を用いた。この配合組成により、従来のメタリッ
ク系摩擦材の製造に用いられる公知の粉末冶金法によっ
て、ブレーキ用摩擦材を製造した。
示す。なお、「SiO2等」は、実施例１〜７および比較例
ではSiO2を用い、実施例８ではムライト、実施例９では
Al2O3を用いた。この配合組成により、従来のメタリッ
ク系摩擦材の製造に用いられる公知の粉末冶金法によっ
て、ブレーキ用摩擦材を製造した。
実施例および比較例のブレーキ用摩擦材の特性値を第
２表に示す。相手板にステンレスを用い、デイスク有効
直径222mmとし、パット形状はライニング外径110mm,巾2
0mm,面積20cm2のデイスクブレーキタイプで、慣性体は
1.16kg・ｍ・sec2，圧力7kgf/cm2とし、初速度5.3m/sec
からの制動を120回行なった。摩耗量は全て120回制動後
の値（単位mm）である。
２表に示す。相手板にステンレスを用い、デイスク有効
直径222mmとし、パット形状はライニング外径110mm,巾2
0mm,面積20cm2のデイスクブレーキタイプで、慣性体は
1.16kg・ｍ・sec2，圧力7kgf/cm2とし、初速度5.3m/sec
からの制動を120回行なった。摩耗量は全て120回制動後
の値（単位mm）である。
（発明の効果） 本発明は近年必要となってきた高負荷条件での使用に
耐えるブレーキ用摩擦材を提供するものであって、本発
明の工業的価値は大きい。
耐えるブレーキ用摩擦材を提供するものであって、本発
明の工業的価値は大きい。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％でNi3〜20％、Fe3〜20％、黒鉛８〜
25％、SiO2・3Al2O3等モース硬度４以上の金属酸化物４
〜15％、CaF2３〜10％、SnおよびZnから選ばれた１種ま
たは２種３〜15％、Fe・W,Fe・Mo,Fe・Mn,Fe・Coおよび
Fe・Tiよりなる群から選ばれた１種または２種以上の合
金鉄３〜25％、残部Cuおよび不純物からなることを特徴
とするブレーキ用摩擦材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63315319A JP2516414B2 (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | ブレ―キ用摩擦材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63315319A JP2516414B2 (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | ブレ―キ用摩擦材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02159334A JPH02159334A (ja) | 1990-06-19 |
| JP2516414B2 true JP2516414B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=18063972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63315319A Expired - Lifetime JP2516414B2 (ja) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | ブレ―キ用摩擦材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2516414B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6360270B1 (ja) * | 2017-03-14 | 2018-07-18 | Jfe精密株式会社 | ブレーキ用焼結摩擦材 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05179232A (ja) * | 1991-12-26 | 1993-07-20 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | ブレーキ用焼結金属摩擦材 |
| JPH07151172A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-13 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 複合摩擦材料 |
| CN106048290B (zh) * | 2016-06-22 | 2017-09-29 | 东北大学 | 一种原位搅拌法制备铜基自润滑材料的方法 |
| KR102264138B1 (ko) * | 2019-10-16 | 2021-06-14 | 상신브레이크주식회사 | 브레이크 패드용 마찰재와 이의 제조방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53146902A (en) * | 1976-12-17 | 1978-12-21 | Japanese National Railways<Jnr> | Preparation of wear-resisting sintered alloy of copper base |
| JPS60200932A (ja) * | 1984-03-23 | 1985-10-11 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 摩擦材料 |
| JPH0765132B2 (ja) * | 1986-10-24 | 1995-07-12 | 日本粉末合金株式会社 | 焼結合金摩擦材料 |
-
1988
- 1988-12-14 JP JP63315319A patent/JP2516414B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6360270B1 (ja) * | 2017-03-14 | 2018-07-18 | Jfe精密株式会社 | ブレーキ用焼結摩擦材 |
| WO2018168968A1 (ja) | 2017-03-14 | 2018-09-20 | Jfe精密株式会社 | ブレーキ用焼結摩擦材 |
| US11635120B2 (en) | 2017-03-14 | 2023-04-25 | Sunstar Engineering Inc. | Sintered friction material for brake |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02159334A (ja) | 1990-06-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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