JPH0559350A - 摩擦デイスクの製造方法 - Google Patents
摩擦デイスクの製造方法Info
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- JPH0559350A JPH0559350A JP3319307A JP31930791A JPH0559350A JP H0559350 A JPH0559350 A JP H0559350A JP 3319307 A JP3319307 A JP 3319307A JP 31930791 A JP31930791 A JP 31930791A JP H0559350 A JPH0559350 A JP H0559350A
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- silicon
- disk
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
- F16D65/125—Discs; Drums for disc brakes characterised by the material used for the disc body
- F16D65/126—Discs; Drums for disc brakes characterised by the material used for the disc body the material being of low mechanical strength, e.g. carbon, beryllium; Torque transmitting members therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
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- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
- F16D65/127—Discs; Drums for disc brakes characterised by properties of the disc surface; Discs lined with friction material
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- Ceramic Products (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
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- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度で耐摩耗性と耐酸化性に優れた摩擦デ
ィスクの製造方法を提供する。 【構成】 一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中13
00℃〜2300℃で熱処理してC/C複合体より成る
摩擦ディスクの一部又は全部を炭化珪素に転化させるこ
とを特徴とする。
ィスクの製造方法を提供する。 【構成】 一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中13
00℃〜2300℃で熱処理してC/C複合体より成る
摩擦ディスクの一部又は全部を炭化珪素に転化させるこ
とを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両、自動車、航空機
などの車輪の回転を摺動摩擦によってコントロールする
ブレーキディスク等の摩擦ディスクの製造方法に関す
る。
などの車輪の回転を摺動摩擦によってコントロールする
ブレーキディスク等の摩擦ディスクの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】車両、自動車、航空機などのブレーキデ
ィスクは、鋳鉄やアスベスト、あるいは耐摩耗性を与え
たり、摩擦性能の安定化のため鋳鉄に黒鉛を添加したも
のにより製造されていたが、最近ではアスベスト粉の人
体や環境に及ぼす悪影響の点から、炭素結合炭素繊維複
合材料からなる、いわゆるC/C複合体より製造される
ようになってきている。
ィスクは、鋳鉄やアスベスト、あるいは耐摩耗性を与え
たり、摩擦性能の安定化のため鋳鉄に黒鉛を添加したも
のにより製造されていたが、最近ではアスベスト粉の人
体や環境に及ぼす悪影響の点から、炭素結合炭素繊維複
合材料からなる、いわゆるC/C複合体より製造される
ようになってきている。
【0003】C/C複合体は炭素繊維をフィラメントワ
インディングなどによって一方向を強化したものや、炭
素繊維で編んだ布、不織布を重ね合わして二方向を強化
したもの、あるいは多方向に編み込むことによって多方
向に強化したものなどがあり、これらのC/C複合体は
機械的強度が大きく、耐熱性や熱伝導性に優れているた
め、摩擦熱の急速な放散が可能であり、高強度で焼付き
や腐食、サビなどが発生しないため、航空機のように高
速のものや、一部の特殊な車両や自動車のブレーキディ
スクに使用されている。
インディングなどによって一方向を強化したものや、炭
素繊維で編んだ布、不織布を重ね合わして二方向を強化
したもの、あるいは多方向に編み込むことによって多方
向に強化したものなどがあり、これらのC/C複合体は
機械的強度が大きく、耐熱性や熱伝導性に優れているた
め、摩擦熱の急速な放散が可能であり、高強度で焼付き
や腐食、サビなどが発生しないため、航空機のように高
速のものや、一部の特殊な車両や自動車のブレーキディ
スクに使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
C/C複合体により製造されたブレーキディスクである
摩擦ディスクは強度の点で、強化された方向は問題なか
ったが、摺動面の耐摩耗性が不十分であった。
C/C複合体により製造されたブレーキディスクである
摩擦ディスクは強度の点で、強化された方向は問題なか
ったが、摺動面の耐摩耗性が不十分であった。
【0005】又、高速での摩擦熱は部分的に炭素繊維の
酸化反応を開始させる温度以上になることがあり、その
結果、酸化消耗を起こし、急激な強度劣化が見られた。
酸化反応を開始させる温度以上になることがあり、その
結果、酸化消耗を起こし、急激な強度劣化が見られた。
【0006】本発明はこのような問題点を解決し、高強
度で耐摩耗性と耐酸化性に優れた摩擦ディスクの製造方
法を提供することを目的とする。
度で耐摩耗性と耐酸化性に優れた摩擦ディスクの製造方
法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、一
酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中1300℃〜23
00℃で熱処理してC/C複合体より成る摩擦ディスク
の一部又は全部を炭化珪素に転化させることを特徴とす
る摩擦ディスクの製造方法を要旨とするものである。
酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中1300℃〜23
00℃で熱処理してC/C複合体より成る摩擦ディスク
の一部又は全部を炭化珪素に転化させることを特徴とす
る摩擦ディスクの製造方法を要旨とするものである。
【0008】C/C複合体はポリアクリロニトリル、レ
ーヨン、フェノール樹脂等の合成高分子材料を出発原料
とする炭素繊維か、又は石油ピッチ、石炭ピッチ等を出
発原料とする炭素繊維を用いて一次元、二次元、三次元
構造、あるいはもっと高次元の構造に組み立てられる。
ーヨン、フェノール樹脂等の合成高分子材料を出発原料
とする炭素繊維か、又は石油ピッチ、石炭ピッチ等を出
発原料とする炭素繊維を用いて一次元、二次元、三次元
構造、あるいはもっと高次元の構造に組み立てられる。
【0009】次いでこれらの構造体はフェノール樹脂や
フラン樹脂等の炭化性樹脂を含浸したり、ピッチ類を含
浸し、硬化後、700℃以上で焼成炭化する。この工程
でより緻密で高強度のC/C複合体を得るには樹脂含浸
−硬化−炭化のプロセスを数回繰り返す必要がある。
又、この他にも樹脂含浸に換えて、CVD処理によって
熱分解炭素を炭素繊維構造体内に均一に沈積させてもよ
い。
フラン樹脂等の炭化性樹脂を含浸したり、ピッチ類を含
浸し、硬化後、700℃以上で焼成炭化する。この工程
でより緻密で高強度のC/C複合体を得るには樹脂含浸
−硬化−炭化のプロセスを数回繰り返す必要がある。
又、この他にも樹脂含浸に換えて、CVD処理によって
熱分解炭素を炭素繊維構造体内に均一に沈積させてもよ
い。
【0010】このようにして成形加工したC/C複合体
より成る摩擦ディスクの一部又は全部を炭化珪素に、特
に耐摩耗性に優れたβ型炭化珪素に転化させる方法とし
ては、珪素蒸気又は各種珪素化合物と反応させるコンバ
ージョン法、コンバージョン法のガス発生源と同じ充填
剤といっしょに被処理物を埋め込んで加熱処理するバッ
クセメンテージョンを応用した方法がある。最も好まし
い方法として一酸化珪素ガスと摩擦ディスクを次式のよ
うに反応させることにより、摩擦ディスクの形状を保持
したまま行うコンバージョン法があげられる。 SiO(g)+2C=SiC+CO(g) この反応は1300℃〜2300℃の温度範囲で加熱す
ることにより進行する。ここで一酸化珪素ガスを発生さ
せるには、ガス発生源として珪素粉と二酸化珪素粉の混
合体、又は炭化珪素粉と二酸化珪素粉の混合体、あるい
は炭素粉と二酸化珪素粉の混合体、その他各種珪素化合
物を1200℃〜2300℃に加熱することにより行う
ことができる。
より成る摩擦ディスクの一部又は全部を炭化珪素に、特
に耐摩耗性に優れたβ型炭化珪素に転化させる方法とし
ては、珪素蒸気又は各種珪素化合物と反応させるコンバ
ージョン法、コンバージョン法のガス発生源と同じ充填
剤といっしょに被処理物を埋め込んで加熱処理するバッ
クセメンテージョンを応用した方法がある。最も好まし
い方法として一酸化珪素ガスと摩擦ディスクを次式のよ
うに反応させることにより、摩擦ディスクの形状を保持
したまま行うコンバージョン法があげられる。 SiO(g)+2C=SiC+CO(g) この反応は1300℃〜2300℃の温度範囲で加熱す
ることにより進行する。ここで一酸化珪素ガスを発生さ
せるには、ガス発生源として珪素粉と二酸化珪素粉の混
合体、又は炭化珪素粉と二酸化珪素粉の混合体、あるい
は炭素粉と二酸化珪素粉の混合体、その他各種珪素化合
物を1200℃〜2300℃に加熱することにより行う
ことができる。
【0011】摩擦ディスクの一部又は全部を炭化珪素に
転化させるには一酸化珪素ガスの発生源と接触しないよ
うに同一黒鉛容器に載置し、一酸化珪素ガス発生源から
摩擦ディスクの表面へ一酸化珪素ガスを導入して摩擦デ
ィスクの微細気孔を通して、一酸化珪素ガスを拡散させ
て珪化反応を行わせる。
転化させるには一酸化珪素ガスの発生源と接触しないよ
うに同一黒鉛容器に載置し、一酸化珪素ガス発生源から
摩擦ディスクの表面へ一酸化珪素ガスを導入して摩擦デ
ィスクの微細気孔を通して、一酸化珪素ガスを拡散させ
て珪化反応を行わせる。
【0012】摩擦ディスクの希望する部分だけを炭化珪
素層に転化させるには、希望する部分以外は黒鉛板等を
当ててマスクさせることによって、一酸化珪素ガスとの
接触を断つことにより行うことができる。
素層に転化させるには、希望する部分以外は黒鉛板等を
当ててマスクさせることによって、一酸化珪素ガスとの
接触を断つことにより行うことができる。
【0013】摩擦ディスクと一酸化珪素とを反応させて
摩擦ディスク表面層を炭化珪素に転化させるとき、処理
温度を1300℃〜2300℃の範囲で選択することに
よって摩擦ディスク表面層の珪化層の中に未反応炭素を
残留させ、用途に応じて炭化珪素分の割合である珪化率
をいろいろ変えたものをつくることができる。又、処理
温度のほかに処理時間を調節することによっても摩擦デ
ィスク表面の珪化層の厚さをコントロールすることがで
きる。珪化層の厚さは0.1mm〜3.5mmが好まし
い。その他、一酸化珪素の濃度を調節することによって
珪化率、珪化層の厚さをコントロールすることができ
る。
摩擦ディスク表面層を炭化珪素に転化させるとき、処理
温度を1300℃〜2300℃の範囲で選択することに
よって摩擦ディスク表面層の珪化層の中に未反応炭素を
残留させ、用途に応じて炭化珪素分の割合である珪化率
をいろいろ変えたものをつくることができる。又、処理
温度のほかに処理時間を調節することによっても摩擦デ
ィスク表面の珪化層の厚さをコントロールすることがで
きる。珪化層の厚さは0.1mm〜3.5mmが好まし
い。その他、一酸化珪素の濃度を調節することによって
珪化率、珪化層の厚さをコントロールすることができ
る。
【0014】以上のような方法のほかに、C/C複合体
を構成する炭素繊維自体を前記の方法を用いて、繊維表
面層の一部又は全部を炭化珪素に転化させ、この炭素繊
維を用いて1次元、2次元、又は3次元、あるいはそれ
以上の高次元のC/C複合体に編み上げて樹脂含浸−硬
化−炭化あるいはCVD処理の工程を経て摩擦ディスク
を得ることもできる。
を構成する炭素繊維自体を前記の方法を用いて、繊維表
面層の一部又は全部を炭化珪素に転化させ、この炭素繊
維を用いて1次元、2次元、又は3次元、あるいはそれ
以上の高次元のC/C複合体に編み上げて樹脂含浸−硬
化−炭化あるいはCVD処理の工程を経て摩擦ディスク
を得ることもできる。
【0015】摩擦ディスクの表面層を炭化珪素に転化し
た珪化層の中には未反応炭素を少なくとも10%以上は
残留させておくことが望ましい。このことによって炭化
珪素成分固有の耐摩耗性付与効果に炭素成分固有の熱伝
導性が加わり、長時間の使用寿命が保証されるからであ
る。
た珪化層の中には未反応炭素を少なくとも10%以上は
残留させておくことが望ましい。このことによって炭化
珪素成分固有の耐摩耗性付与効果に炭素成分固有の熱伝
導性が加わり、長時間の使用寿命が保証されるからであ
る。
【0016】
【作用】本発明ではC/C複合体より成る摩擦ディスク
の表面層を一酸化珪素ガス等を浸透拡散させ、摩擦ディ
スク自体と反応させて炭化珪素に転化させることが特徴
となっており、摩擦ディスクが製造される過程におい
て、C/C複合体を構成する炭素繊維の炭素原子と一酸
化珪素ガスの珪素原子とが1対1の置換反応により進行
するので、もとの炭素繊維の構造(ポロシティー)がそ
のまま維持された状態で炭化珪素に転化し、このように
して得られた炭素繊維の炭化珪素と炭素の境界は完全な
連続の組織になっており、高温高圧下での繰り返し使用
によって珪化層が剥離することはなく長期にわたって耐
酸化性、耐摩耗性を確保することができる。
の表面層を一酸化珪素ガス等を浸透拡散させ、摩擦ディ
スク自体と反応させて炭化珪素に転化させることが特徴
となっており、摩擦ディスクが製造される過程におい
て、C/C複合体を構成する炭素繊維の炭素原子と一酸
化珪素ガスの珪素原子とが1対1の置換反応により進行
するので、もとの炭素繊維の構造(ポロシティー)がそ
のまま維持された状態で炭化珪素に転化し、このように
して得られた炭素繊維の炭化珪素と炭素の境界は完全な
連続の組織になっており、高温高圧下での繰り返し使用
によって珪化層が剥離することはなく長期にわたって耐
酸化性、耐摩耗性を確保することができる。
【0017】このようにして得られた摩擦ディスクは、
CVD法やPVD法、あるいは、メッキ、溶射、塗布の
ような方法を使って炭素繊維の上に各種物質を沈積被膜
化したものとは根本的に違っている。
CVD法やPVD法、あるいは、メッキ、溶射、塗布の
ような方法を使って炭素繊維の上に各種物質を沈積被膜
化したものとは根本的に違っている。
【0018】つまり、CVD法やPVD法、あるいはメ
ッキ、溶射、塗布などによって得られた炭素繊維表面は
各種の沈積被膜物質と炭素繊維表面がファン・デル・ワ
ールス力等による物理的接着のみで結合しており、この
ような炭素繊維より成るC/C複合体の摩擦ディスクを
用いた場合、高温高圧下での繰り返し使用では沈積被膜
物質が熱膨張差や剪断応力等が原因となって剥離を起こ
し、耐摩耗性、耐酸化性を早期に損う。
ッキ、溶射、塗布などによって得られた炭素繊維表面は
各種の沈積被膜物質と炭素繊維表面がファン・デル・ワ
ールス力等による物理的接着のみで結合しており、この
ような炭素繊維より成るC/C複合体の摩擦ディスクを
用いた場合、高温高圧下での繰り返し使用では沈積被膜
物質が熱膨張差や剪断応力等が原因となって剥離を起こ
し、耐摩耗性、耐酸化性を早期に損う。
【0019】しかし、本発明では前述のように、摩擦デ
ィスクの表層自体が一酸化珪素等と反応して、素材が最
も安定で化学的に腐食されない耐酸化性と耐摩耗性に優
れた炭化珪素に変化したものであり、境界は完全な連続
の組織となっており、高温高圧下での繰り返し使用によ
って珪化層が剥離することはなく長期にわたって耐酸化
性、耐摩耗性を確保する。
ィスクの表層自体が一酸化珪素等と反応して、素材が最
も安定で化学的に腐食されない耐酸化性と耐摩耗性に優
れた炭化珪素に変化したものであり、境界は完全な連続
の組織となっており、高温高圧下での繰り返し使用によ
って珪化層が剥離することはなく長期にわたって耐酸化
性、耐摩耗性を確保する。
【0020】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。
する。
【0021】実施例1 炭素繊維で編んだ布を重ね合わせてフェノール樹脂に含
浸した後、ホットプレスを用いて150kg/cm2の
圧力で加圧硬化させ、直径250mmФ、厚さ15mm
の成形体を得た。これを900℃で焼成炭化しC/C複
合体より成る摩擦ディスクを得た。ここで、得られた摩
擦ディスクに更に4回フェノール樹脂含浸と焼成炭化を
繰り返し、密度1.58g/cm3、曲げ強さ1150
kg/cm2AG、弾性率(ヤング率)1300kg/
mm2AGの摩擦ディスクを作製した。この摩擦ディス
クを珪素粉と二酸化珪素粉の混合成形体1.5kg(モ
ル比1:1)と接触しないように同一黒鉛容器に入れ密
閉し、一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中1800
℃で加熱し、この温度で90分間保持して、表面層を炭
化珪素に転化した。
浸した後、ホットプレスを用いて150kg/cm2の
圧力で加圧硬化させ、直径250mmФ、厚さ15mm
の成形体を得た。これを900℃で焼成炭化しC/C複
合体より成る摩擦ディスクを得た。ここで、得られた摩
擦ディスクに更に4回フェノール樹脂含浸と焼成炭化を
繰り返し、密度1.58g/cm3、曲げ強さ1150
kg/cm2AG、弾性率(ヤング率)1300kg/
mm2AGの摩擦ディスクを作製した。この摩擦ディス
クを珪素粉と二酸化珪素粉の混合成形体1.5kg(モ
ル比1:1)と接触しないように同一黒鉛容器に入れ密
閉し、一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中1800
℃で加熱し、この温度で90分間保持して、表面層を炭
化珪素に転化した。
【0022】この処理の結果、図1に示すようにC/C
複合体3の表面層が約2.6mmの厚さで未反応炭素を
含んだβ型炭化珪素に転化した層2を持った摩擦ディス
ク1を作製した。炭化珪素に転化した層2は、図2に示
したように表面から約2.6mmの厚さで炭化珪素に添
加した部分5と未反応炭素部分6からなる炭素繊維、及
び炭化珪素に転化した部分7と未反応炭素8からなる炭
素マトリックスより構成されている。
複合体3の表面層が約2.6mmの厚さで未反応炭素を
含んだβ型炭化珪素に転化した層2を持った摩擦ディス
ク1を作製した。炭化珪素に転化した層2は、図2に示
したように表面から約2.6mmの厚さで炭化珪素に添
加した部分5と未反応炭素部分6からなる炭素繊維、及
び炭化珪素に転化した部分7と未反応炭素8からなる炭
素マトリックスより構成されている。
【0023】以上のようにして得られた表面層を炭化珪
素に転化したC/C複合体より成る摩耗ディスクの密度
は1.61g/cm3、曲げ強度1820kg/cm2A
G、弾性率(ヤング率)1910kg/mm2AGとな
った。
素に転化したC/C複合体より成る摩耗ディスクの密度
は1.61g/cm3、曲げ強度1820kg/cm2A
G、弾性率(ヤング率)1910kg/mm2AGとな
った。
【0024】この摩擦ディスクを600℃の空気雰囲気
中に置き、100時間後の酸化消耗率を測定した結果、
表面層を炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスク
の酸化消耗率の約1/15であった。
中に置き、100時間後の酸化消耗率を測定した結果、
表面層を炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスク
の酸化消耗率の約1/15であった。
【0025】又、この摩擦ディスクを相手材ステンレス
鋼の回転体に、圧力588Nで接して摩耗率を測定した
結果、表面層を炭化珪素に転化していない従来の摩擦デ
ィスクの摩耗率の約1/3であった。
鋼の回転体に、圧力588Nで接して摩耗率を測定した
結果、表面層を炭化珪素に転化していない従来の摩擦デ
ィスクの摩耗率の約1/3であった。
【0026】実施例2 図3に示したように、表面層をβ型炭化珪素に転化した
層5を持った炭素繊維を用いて2次元の布を作製し、こ
れを重ね合わせてフェノール樹脂に含浸した後、ホット
プレスを用いて150kg/cm2の圧力で加圧硬化さ
せ、直径250mmФ、厚さ15mmの成形体を得た。
これを900℃で焼成、炭化し、C/C複合体より成る
摩擦ディスクを作製した。この摩擦ディスクに更に4回
フェノール樹脂含浸と焼成炭化を繰り返し、密度1.5
9g/cm3、曲げ強さ1470kg/cm2AG、弾性
率(ヤング率)1490kg/mm2AGの摩擦ディス
クを得た。
層5を持った炭素繊維を用いて2次元の布を作製し、こ
れを重ね合わせてフェノール樹脂に含浸した後、ホット
プレスを用いて150kg/cm2の圧力で加圧硬化さ
せ、直径250mmФ、厚さ15mmの成形体を得た。
これを900℃で焼成、炭化し、C/C複合体より成る
摩擦ディスクを作製した。この摩擦ディスクに更に4回
フェノール樹脂含浸と焼成炭化を繰り返し、密度1.5
9g/cm3、曲げ強さ1470kg/cm2AG、弾性
率(ヤング率)1490kg/mm2AGの摩擦ディス
クを得た。
【0027】この摩擦ディスクを600℃の空気雰囲気
中に置き、100時間後の酸化消耗率を測定した結果、
炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスクの酸化消
耗率の約1/20であった。
中に置き、100時間後の酸化消耗率を測定した結果、
炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスクの酸化消
耗率の約1/20であった。
【0028】又、この摩擦ディスクを相手材ステンレス
鋼の回転体に、圧力588Nで接して摩耗率を測定した
結果、炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスクの
摩耗率の約1/2であった。
鋼の回転体に、圧力588Nで接して摩耗率を測定した
結果、炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスクの
摩耗率の約1/2であった。
【0029】実施例3 実施例1と同様に、炭素繊維で編んだ布を重ね合わせて
フェノール樹脂に含浸した後、ホットプレスを用いて1
50kg/cm2の圧力で加圧硬化させ、直径250m
mФ、厚さ15mmの成形体を得た。これを900℃で
焼成、炭化し、C/C複合体より成る摩擦ディスクを得
た。ここで、得られた摩擦ディスクに更に4回フェノー
ル樹脂含浸と焼成炭化を繰り返し、密度1.58g/c
m3、曲げ強さ1080kg/cm2AG、弾性率(ヤン
グ率)1300kg/mm2AGの摩擦ディスクを作製
した。この摩擦ディスクを炭素粉と二酸化珪素粉の混合
粉1kg(モル比3:1)といっしょに黒鉛製容器内に
充填し、一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中180
0℃で加熱し、この温度で1時間保持した。この処理の
結果、表面層をβ型炭化珪素に転化したC/C複合体よ
り成る摩耗ディスクを得た。
フェノール樹脂に含浸した後、ホットプレスを用いて1
50kg/cm2の圧力で加圧硬化させ、直径250m
mФ、厚さ15mmの成形体を得た。これを900℃で
焼成、炭化し、C/C複合体より成る摩擦ディスクを得
た。ここで、得られた摩擦ディスクに更に4回フェノー
ル樹脂含浸と焼成炭化を繰り返し、密度1.58g/c
m3、曲げ強さ1080kg/cm2AG、弾性率(ヤン
グ率)1300kg/mm2AGの摩擦ディスクを作製
した。この摩擦ディスクを炭素粉と二酸化珪素粉の混合
粉1kg(モル比3:1)といっしょに黒鉛製容器内に
充填し、一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中180
0℃で加熱し、この温度で1時間保持した。この処理の
結果、表面層をβ型炭化珪素に転化したC/C複合体よ
り成る摩耗ディスクを得た。
【0030】この摩擦ディスクを600℃の空気雰囲気
中に置き、100時間後の酸化消耗率を測定した結果、
表面層を炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスク
の酸化消耗率の約1/12であった。又、この摩擦ディ
スクを相手材ステンレス鋼の回転体に、圧力588Nで
接して摩耗率を測定した結果、表面層を炭化珪素に転化
していない従来の摩擦ディスクの摩耗率の約1/3であ
った。
中に置き、100時間後の酸化消耗率を測定した結果、
表面層を炭化珪素に転化していない従来の摩擦ディスク
の酸化消耗率の約1/12であった。又、この摩擦ディ
スクを相手材ステンレス鋼の回転体に、圧力588Nで
接して摩耗率を測定した結果、表面層を炭化珪素に転化
していない従来の摩擦ディスクの摩耗率の約1/3であ
った。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、一酸化
珪素ガスを主成分とする雰囲気中1300℃〜2300
℃で熱処理してC/C複合体より成る摩擦ディスクの一
部又は全部を炭化珪素に転化させることを特徴とする摩
擦ディスクの製造方法であり、これによって得られた摩
擦ディスクは、摩擦熱によって炭素繊維が酸化反応を開
始する温度の500℃を越えることがあっても、表面層
の炭化珪素によって酸化消耗はおさえられ、急激なる強
度劣化を起こさないので安心して使える。
珪素ガスを主成分とする雰囲気中1300℃〜2300
℃で熱処理してC/C複合体より成る摩擦ディスクの一
部又は全部を炭化珪素に転化させることを特徴とする摩
擦ディスクの製造方法であり、これによって得られた摩
擦ディスクは、摩擦熱によって炭素繊維が酸化反応を開
始する温度の500℃を越えることがあっても、表面層
の炭化珪素によって酸化消耗はおさえられ、急激なる強
度劣化を起こさないので安心して使える。
【0032】又、本発明の製造法により得られた摩擦デ
ィスクはその表面層の炭化珪素によって、炭化珪素固有
の耐摩耗性付与効果と炭素繊維の熱伝導性、熱放散性付
与効果を有し、耐摩耗性のある熱放散性に優れ、さら
に、摩擦ディスクは炭化珪素によって強化された炭素繊
維より成る摩擦ディスクの構造になっているので、従来
の炭素繊維の編み構造によって機械的強度をもたせた摩
擦ディスクに較べ、高強度、高弾性のものを得ることが
できる。
ィスクはその表面層の炭化珪素によって、炭化珪素固有
の耐摩耗性付与効果と炭素繊維の熱伝導性、熱放散性付
与効果を有し、耐摩耗性のある熱放散性に優れ、さら
に、摩擦ディスクは炭化珪素によって強化された炭素繊
維より成る摩擦ディスクの構造になっているので、従来
の炭素繊維の編み構造によって機械的強度をもたせた摩
擦ディスクに較べ、高強度、高弾性のものを得ることが
できる。
【図1】本発明の製造方法により製造された摩擦ディス
クの概略断面図である。
クの概略断面図である。
【図2】図1のA部を模式的にあらわたし拡大断面図で
ある。
ある。
【図3】図3は珪化処理前後にわたる炭素繊維の概略断
面図である。
面図である。
1 摩擦ディスク 2 未反応炭素を含んだ炭化珪素に転化した層 3 C/C複合体 4 炭素繊維 5 炭素繊維の炭化珪素に転化した部分 6 炭素繊維の未反応炭素部分 7 炭素マトリックスの炭化珪素に転化した部分 8 炭素マトリックスの未反応炭素部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 41/87 V 6971−4G C08J 5/04 7188−4F 5/14 9267−4F F16D 69/00 R 8009−3J 69/02 B 8009−3J
Claims (1)
- 【請求項1】 一酸化珪素ガスを主成分とする雰囲気中
1300℃〜2300℃で熱処理してC/C複合体より
成る摩擦ディスクの一部又は全部を炭化珪素に転化させ
ることを特徴とする摩擦ディスクの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3319307A JPH0559350A (ja) | 1987-11-06 | 1991-12-03 | 摩擦デイスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62281853A JPH01126445A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 摩擦ディスク |
JP3319307A JPH0559350A (ja) | 1987-11-06 | 1991-12-03 | 摩擦デイスクの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62281853A Division JPH01126445A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 摩擦ディスク |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0559350A true JPH0559350A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=26554370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3319307A Pending JPH0559350A (ja) | 1987-11-06 | 1991-12-03 | 摩擦デイスクの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0559350A (ja) |
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-
1991
- 1991-12-03 JP JP3319307A patent/JPH0559350A/ja active Pending
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