JPH02179864A - ブレーキディスクの摺動面加工方法 - Google Patents

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、鋼材からなるブレーキディスクの摺動面加工
方法、特に、摺動面の硬度を所望特性に処理するための
表面処理加工方法に関する。

（従来の技術） ブレーキディスクは、使用時において、その左右の摺接
面に基体側に支持された一対の摩擦パッドが対設される
。そして、制動時には、回転するブレーキディスクの雨
宿動面が両パッドを介して挾持力を受け、その時生じる
摩擦力により回転を停止させるように働く。このため、
ブレーキディスクの慴動面は経時的に摩耗するため、そ
の摺動面の素材としては耐摩耗性の優れたものが採用さ
れる。

従来、車両用のブレーキディスクは鋼材、例えば、Ｆｅ
１２、Ｆｅ１２、等の鋳鉄により鋳造され、その摺動面
は所定の熱処理により耐摩耗性を確保するよう構成され
ている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、従来のブレーキディスクは経時的に摩耗する
が、その際、素材の摺動面組織のバラツキにより、厚さ
に変化を生じることとなり、結果として、厚み不同によ
るジャダを発生し、問題と成っている。即ち、ブレーキ
ディスクの摺動面組織はセメンタイト（Ｆｅ、　Ｃ）と
パーライト（α＋ＦｅＪＣ）と少量の遊離フェライト（
α）とが混った結晶構造を備える。この場合、遊離フェ
ライトは比較的硬度が低くその硬さにばらつきがあるた
め、この遊離フェライトの量が多いほど経時的に厚みの
不同が顕著になり、ジャダが発生し易くなる。

このため、従来は、素材の化学成分の管理を強化してフ
ェライトの量を１例えば、０．５％程度に規制している
。しかし、このような素材の化学成分の管理を安定的に
行なうことは、難しく、特に、農品の歩留まりが悪いと
いう問題があった。

本将呵の目的は、ブレーキディスクの摺動面組織中より
、フェライトを安定的に排除することのできるブレーキ
ディスクの摺動面加工方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために、本発明によるブレーキデ
ィスクの摺動面加工方法では、鋼材からなるブレーキデ
ィスクの未処理摺動面に対して、上記未処理摺動面を軟
窒化処理してその最表面に窒素化合物】をその下に窒素
拡散層を生成する窒化層付き摺動面の生成工程と、上記
窒化層付き摺動面の窒素化合物層のみを除去する窒素化
合物層除去工程とをこの順に行なうことを特徴とする。

（作　　用） 窒化層付き摺動面の生成工程において、ブレーキディス
クの未処理摺動面を軟窒化処理し、その最表面に窒素化
合物層をその下に窒素拡散層を生成し、その後の窒素化
合物層除去工程において、窒化層付き摺動面の窒素化合
物層のみを除去し。

ブレーキディスクに窒素拡散層からなる慴動面を機械加
工無しに形成することが出来る。

（実　施　例） 第１図には本発明によるブレーキディスクの摺動面加工
方法により製造された車両用のブレーキディスクを示し
た。

このブレーキディスクは、その全体が円板状を成し、車
軸側への中央の取付部１とその外周側に延出する環状の
摺動部２とからなり、全体は鋳造されている。

このブレーキデフＣスフは、引っ張り強さの比較的大き
い高級鋳鉄、ここではＦｅ１２（ネズミ中鉄）により鋳
造され、これにより、このブレーキディスクの取付部１
及び摺動部２の中央域２０１の強靭性が確保されている
。さらに、摺動部２の表面域２０２は耐摩耗性を確保す
るための表面処理がなされ、処理加療時には、その最表
面に窒素拡散層Ｂ（第３図（、）参照）が形成されてい
る。

ここでブレーキディスクの摺動部２の表面処理を第３図
、第４図と共に説明する。

まず、鋳造されたブレーキディスクは特に、その摺動部
２の摺動面３を研削処理され、これにより外形が整えら
れる。

この後、ブレーキディスクの摺動部２は窒化層付き摺動
面の生成工程に入るにこではまず、ブレーキディスクは
その摺動面３を脱脂処理、洗浄処理され、その上で、所
定温度に予熱処理される。

そして、軟窒化処理に入る。ここでは、５６０℃乃至５
８０℃に保持されたアルカリ金属浴にエアーを吹き込み
、その中での反応により“Ｎ　＋＋、′Ｃ″を放出させ
てこ九を鋼に吸着させ、さらに、鋼中に拡散させる。即
ち、摺動部２の表層部は発生期のＣＯとＮとにより、浸
炭と窒化を受け、炭化物と窒化物を形成させる反応が起
こり、最外層にＦｅ、Ｎ及びＦｅ４Ｎよりなる窒化鉄の
層、即ち、窒素化合物ｉＡが生成される。しかも、この
化合物／ＩＩＡの下層には更に、窒素が浸入し針状のＦ
ｅ４Ｎが拡散した状態の拡散層Ｂが形成される。

このような軟窒化処理により、摺動部２の最外層には厚
さ約１０μ程度で窒素化合物／ｉＡが生成される。これ
は非常に硬いものであり（ＨＶ７００程度）、その摩擦
係数は比較的低く、ブレーキのきき具合に問題を生じる
場合がある。

そこで、ここでは、続いて、窒素化合物層除去工程を行
なう。

ここでは、予め、ピロ硫酸ナトリウム水溶液（これに代
えて酸性硫酸ナトリウム水溶液を使用することも８来る
）にノニオン活性剤を加えて得られる化合物除去液を用
意しておく、この化合物除去液の入った容器に軟窒化処
理済のブレーキディスクを所定時間浸し、最外層の化合
物層Ａを化学的に剥離する。この場合、厚さ約１０μ程
度の化合物ＮｊＡが除去されたことにより、摺動部２の
摺動面３は拡散層Ｂにより形成されることと成る。

この拡散層Ｂは、例えば、０．５ａｍ乃至０．７ｍｍの
厚さが得られ、同層内のフェライトは窒化により完全に
除去される。しかも、拡散層Ｂからなる摺動面３の硬さ
は、　ＨＶ３００乃至４００程度である。このため、摺
動面３の摩擦係数は比較的大きく、ブレーキ操作時に周
知のブレーキパッドの圧接を受けて、十分な制動特性を
示すことが可能である。

この後、ブレーキディスクは後処理工程としての冷却処
理、洗浄処理及び防錆処理を頭次行なわれる。このよう
にして製造されたブレーキディスクは窒化層付き摺動面
の生成工程と窒素化合物層除去工程との両工程を化学的
処理により行なうため、熱処理のような高温にブレーキ
ディスクがさらされず、変形等の発生を防止でき、機械
的な切削加工のように加エコストアツブの要因となるこ
とも押さえられる。

（発明の効果） 以上のように、本発明方法によれば、ブレーキディスク
の未処理摺動面を、窒化層付き摺動面の生成工程と窒素
化合物層除去工程とをこの順に行ない表面加工処理し、
これにより、最表面がフェライトを排除した窒素拡散層
により形成されるようにしたので、このような摺動面を
備えたブレーキディスクは経時的な摩耗のばらつきを防
げ、ジャダの発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により製造されたブレーキディスク
の全体概略斜視図、第２図は同上ブレーキディスクの拡
大断面図、第３図（ａ）、（ｂ）は同上ブレーキディス
クの異なる態様における各要部断面図、第４図は同上ブ
レーキディスクの製造工程の説明図である。 ２・・・摺動部、３・・・摺動面、Ａ・・・窒素化合物
層、Ｂ・・・窒素拡散層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼材からなるブレーキディスクの未処理摺動面に対して
   、上記未処理摺動面を軟窒化処理してその最表面に窒素
   化合物層をその下に窒素拡散層を生成する窒化層付き摺
   動面の生成工程と、上記窒化層付き摺動面の窒素化合物
   層のみを除去する窒素化合物層除去工程とをこの順に行
   なうことを特徴とするブレーキディスクの摺動面加工方
   法。