JPH0665673A - ブレーキディスク材及びその製造方法 - Google Patents
ブレーキディスク材及びその製造方法Info
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- JPH0665673A JPH0665673A JP22325392A JP22325392A JPH0665673A JP H0665673 A JPH0665673 A JP H0665673A JP 22325392 A JP22325392 A JP 22325392A JP 22325392 A JP22325392 A JP 22325392A JP H0665673 A JPH0665673 A JP H0665673A
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- disc material
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 化学組成が、Ｃ：３．３〜３．７重量％，Ｓ
ｉ：１．３〜２．４重量％，Ｍｎ：０．６〜１．１重量
％，Ｐ：０．１６重量％以下，Ｓ：０．１２重量％以
下，残部が実質的にＦｅからなる片状黒鉛鋳鉄に、Ｎ
ｉ：１．０〜３．０重量％及びＭｏ：０．２〜０．６重
量％を含有させたブレーキディスク材。さらに、Ｃｕ：
０．３〜０．７重量％及びＣｒ：０．１〜０．３重量％
のうち、少なくとも一方を含有させたり、Ｖ：０．１０
〜０．２０重量％及びＣｒ：０．１〜０．３重量％のう
ち、少なくとも一方を含有させたりする。そして、基地
組織を制御する工程として、冷却能力の高い鋳型で鋳造
を行い、鋳造したブレーキディスク材の温度が８００〜
９００℃のときに型ばらしを行って、基地組織をマルテ
ンサイト組織とする工程としたり、又は冷却能力の低い
鋳型で鋳造を行い、鋳型中で室温付近まで保持した後に
型ばらしを行って、基地組織をパーライト組織とする工
程としたりする。 【効果】 耐摩耗性及び耐熱亀裂性を改善することがで
きる。
ｉ：１．３〜２．４重量％，Ｍｎ：０．６〜１．１重量
％，Ｐ：０．１６重量％以下，Ｓ：０．１２重量％以
下，残部が実質的にＦｅからなる片状黒鉛鋳鉄に、Ｎ
ｉ：１．０〜３．０重量％及びＭｏ：０．２〜０．６重
量％を含有させたブレーキディスク材。さらに、Ｃｕ：
０．３〜０．７重量％及びＣｒ：０．１〜０．３重量％
のうち、少なくとも一方を含有させたり、Ｖ：０．１０
〜０．２０重量％及びＣｒ：０．１〜０．３重量％のう
ち、少なくとも一方を含有させたりする。そして、基地
組織を制御する工程として、冷却能力の高い鋳型で鋳造
を行い、鋳造したブレーキディスク材の温度が８００〜
９００℃のときに型ばらしを行って、基地組織をマルテ
ンサイト組織とする工程としたり、又は冷却能力の低い
鋳型で鋳造を行い、鋳型中で室温付近まで保持した後に
型ばらしを行って、基地組織をパーライト組織とする工
程としたりする。 【効果】 耐摩耗性及び耐熱亀裂性を改善することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性及び耐熱亀裂
性に優れたブレーキディスク材及びその製造方法に関す
るものである。
性に優れたブレーキディスク材及びその製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉄道車両等のブレーキディスク材
としては、片状黒鉛鋳鉄が用いられており、耐摩耗性等
を向上させるために、下記に挙げるように、鋳鉄製ブレ
ーキディスク材に各種合金元素を添加したものや、熱処
理をした鋳鉄製ブレーキディスク材が知られている。 （１） 特公昭５９−２２７８０号公報には、鋳鉄にＭ
ｏ，Ｃｕ，Ｎｉ等を含有させて６７７℃以上（７６０℃
近傍）で型ばらしを行い、大部分をマルテンサイト組織
とベイナイト組織とすることによって、硬さを上昇させ
（ブリネル硬度ＨＢ：３０２〜４１５）、耐摩耗性を向
上させた耐摩耗性鋳鉄からなる車両制動系部材が記載さ
れている。しかし、高温で型ばらしする点においては本
発明と類似しているが、型ばらし温度が異なり、化学組
成範囲及び歪取り焼鈍等も異なっている。
としては、片状黒鉛鋳鉄が用いられており、耐摩耗性等
を向上させるために、下記に挙げるように、鋳鉄製ブレ
ーキディスク材に各種合金元素を添加したものや、熱処
理をした鋳鉄製ブレーキディスク材が知られている。 （１） 特公昭５９−２２７８０号公報には、鋳鉄にＭ
ｏ，Ｃｕ，Ｎｉ等を含有させて６７７℃以上（７６０℃
近傍）で型ばらしを行い、大部分をマルテンサイト組織
とベイナイト組織とすることによって、硬さを上昇させ
（ブリネル硬度ＨＢ：３０２〜４１５）、耐摩耗性を向
上させた耐摩耗性鋳鉄からなる車両制動系部材が記載さ
れている。しかし、高温で型ばらしする点においては本
発明と類似しているが、型ばらし温度が異なり、化学組
成範囲及び歪取り焼鈍等も異なっている。
【０００３】（２） 特開昭６０−１５７５２８号公報
には、Ｎｉ：７〜２０％，Ｃｒ，Ｃｕ：１〜５％等を添
加してオーステナイト組織又はベイナイト組織とし、耐
食性を改善した自動二輪車等の車両用ブレーキディスク
が記載されている。しかし、本発明とは、Ｎｉ，Ｃｒ，
Ｃｕ等の添加量が異なっている。 （３） 特開昭６４−６２４１２号公報には、特定の組
成の片状黒鉛鋳鉄をオーステンパー処理し、ベイナイト
組織とした車両用ブレーキディスク材が記載されてい
る。しかし、合金元素を添加せずに熱処理してベイナイ
ト組織としたもので、この点において本発明と異なって
いる。 （４） 特開昭６１−１５３２５６号公報には、特定組
成の片状黒鉛鋳鉄で、基地がベイナイト組織のブレーキ
シュー用鋳鉄が記載されている。しかし、これは合金元
素を添加しないベイナイト組織の鋳鉄で、ベイナイト化
する具体的な手段（方法）の記述はない。
には、Ｎｉ：７〜２０％，Ｃｒ，Ｃｕ：１〜５％等を添
加してオーステナイト組織又はベイナイト組織とし、耐
食性を改善した自動二輪車等の車両用ブレーキディスク
が記載されている。しかし、本発明とは、Ｎｉ，Ｃｒ，
Ｃｕ等の添加量が異なっている。 （３） 特開昭６４−６２４１２号公報には、特定の組
成の片状黒鉛鋳鉄をオーステンパー処理し、ベイナイト
組織とした車両用ブレーキディスク材が記載されてい
る。しかし、合金元素を添加せずに熱処理してベイナイ
ト組織としたもので、この点において本発明と異なって
いる。 （４） 特開昭６１−１５３２５６号公報には、特定組
成の片状黒鉛鋳鉄で、基地がベイナイト組織のブレーキ
シュー用鋳鉄が記載されている。しかし、これは合金元
素を添加しないベイナイト組織の鋳鉄で、ベイナイト化
する具体的な手段（方法）の記述はない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記の特公昭５９−２
２７８０号公報に記載された、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉ等を含
有させて大部分をマルテンサイトとベイナイトとした車
両制動系部材は、強度及び耐摩耗性は向上するものの、
耐熱亀裂性に対しては特性が必ずしも良くない。また、
この公報記載の耐摩耗性鋳鉄においては、耐摩耗性を重
視して硬さをＨＢ３０２〜４１５と上昇させているが、
硬さがＨＢ３００以上となると、現状の車両用ライニン
グでは０．３以上の摩擦係数を達成することが困難で、
ブレーキディスク材としての使用には適していない。さ
らに硬さが高いために加工性が著しく損なわれる。ま
た、合金元素（Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉ等）を添加しないで片
状黒鉛鋳鉄をベイナイト組織とする方法は、オーステン
パー処理という熱処理を改めて実施する必要があり、余
分な工程が増えてコストも高くなる。本発明は上記の諸
点に鑑みなされたもので、耐摩耗性と同時に耐熱亀裂性
を賦与せしめたブレーキディスク材及びその製造方法を
提供することを目的とするものである。
２７８０号公報に記載された、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉ等を含
有させて大部分をマルテンサイトとベイナイトとした車
両制動系部材は、強度及び耐摩耗性は向上するものの、
耐熱亀裂性に対しては特性が必ずしも良くない。また、
この公報記載の耐摩耗性鋳鉄においては、耐摩耗性を重
視して硬さをＨＢ３０２〜４１５と上昇させているが、
硬さがＨＢ３００以上となると、現状の車両用ライニン
グでは０．３以上の摩擦係数を達成することが困難で、
ブレーキディスク材としての使用には適していない。さ
らに硬さが高いために加工性が著しく損なわれる。ま
た、合金元素（Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉ等）を添加しないで片
状黒鉛鋳鉄をベイナイト組織とする方法は、オーステン
パー処理という熱処理を改めて実施する必要があり、余
分な工程が増えてコストも高くなる。本発明は上記の諸
点に鑑みなされたもので、耐摩耗性と同時に耐熱亀裂性
を賦与せしめたブレーキディスク材及びその製造方法を
提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するために、本発明のブレーキディスク材は、化学組
成が、Ｃ：３．３〜３．７重量％，Ｓｉ：１．３〜２．
４重量％，Ｍｎ：０．６〜１．１重量％，Ｐ：０．１６
重量％以下，Ｓ：０．１２重量％以下，残部が実質的に
Ｆｅからなる片状黒鉛鋳鉄に、Ｎｉ：１．０〜３．０重
量％及びＭｏ：０．２〜０．６重量％を含有させてなる
ことを特徴としている。上記のブレーキディスク材にお
いて、さらに、Ｃｕ：０．３〜０．７重量％及びＣｒ：
０．１〜０．３重量％のうち、少なくとも一方、すなわ
ちＣｕ，Ｃｒを単独に又は同時に含有させたり、Ｖ：
０．１０〜０．２０重量％及びＣｒ：０．１〜０．３重
量％のうち、少なくとも一方、すなわち、Ｖ，Ｃｒを単
独に又は同時に含有させたりするのが好ましい。
成するために、本発明のブレーキディスク材は、化学組
成が、Ｃ：３．３〜３．７重量％，Ｓｉ：１．３〜２．
４重量％，Ｍｎ：０．６〜１．１重量％，Ｐ：０．１６
重量％以下，Ｓ：０．１２重量％以下，残部が実質的に
Ｆｅからなる片状黒鉛鋳鉄に、Ｎｉ：１．０〜３．０重
量％及びＭｏ：０．２〜０．６重量％を含有させてなる
ことを特徴としている。上記のブレーキディスク材にお
いて、さらに、Ｃｕ：０．３〜０．７重量％及びＣｒ：
０．１〜０．３重量％のうち、少なくとも一方、すなわ
ちＣｕ，Ｃｒを単独に又は同時に含有させたり、Ｖ：
０．１０〜０．２０重量％及びＣｒ：０．１〜０．３重
量％のうち、少なくとも一方、すなわち、Ｖ，Ｃｒを単
独に又は同時に含有させたりするのが好ましい。
【０００６】また、本発明の第１のブレーキディスク材
の製造方法は、化学組成が、Ｃ：３．３〜３．７重量
％，Ｓｉ：１．３〜２．４重量％，Ｍｎ：０．６〜１．
１重量％，Ｐ：０．１６重量％以下，Ｓ：０．１２重量
％以下，残部が実質的にＦｅからなる片状黒鉛鋳鉄に、
Ｎｉ：１．０〜３．０重量％及びＭｏ：０．２〜０．６
重量％を含有させた溶湯を、適切な冷却能力を持つ鋳型
及びその型ばらし条件を選定して鋳造し型ばらしするこ
とにより、基地組織を制御し、ついで、歪取り焼鈍を行
うことを特徴としている。本発明の第２のブレーキディ
スク材の製造方法は、化学組成が、Ｃ：３．３〜３．７
重量％，Ｓｉ：１．３〜２．４重量％，Ｍｎ：０．６〜
１．１重量％，Ｐ：０．１６重量％以下，Ｓ：０．１２
重量％以下，残部が実質的にＦｅからなる片状黒鉛鋳鉄
に、Ｎｉ：１．０〜３．０重量％及びＭｏ：０．２〜
０．６重量％を含有させ、さらに、Ｃｕ：０．３〜０．
７重量％及びＣｒ：０．１〜０．３重量％のうち、少な
くとも一方を含有させた溶湯を、適切な冷却能力を持つ
鋳型及びその型ばらし条件を選定して鋳造し型ばらしす
ることにより、基地組織を制御し、ついで、歪取り焼鈍
を行うことを特徴としている。
の製造方法は、化学組成が、Ｃ：３．３〜３．７重量
％，Ｓｉ：１．３〜２．４重量％，Ｍｎ：０．６〜１．
１重量％，Ｐ：０．１６重量％以下，Ｓ：０．１２重量
％以下，残部が実質的にＦｅからなる片状黒鉛鋳鉄に、
Ｎｉ：１．０〜３．０重量％及びＭｏ：０．２〜０．６
重量％を含有させた溶湯を、適切な冷却能力を持つ鋳型
及びその型ばらし条件を選定して鋳造し型ばらしするこ
とにより、基地組織を制御し、ついで、歪取り焼鈍を行
うことを特徴としている。本発明の第２のブレーキディ
スク材の製造方法は、化学組成が、Ｃ：３．３〜３．７
重量％，Ｓｉ：１．３〜２．４重量％，Ｍｎ：０．６〜
１．１重量％，Ｐ：０．１６重量％以下，Ｓ：０．１２
重量％以下，残部が実質的にＦｅからなる片状黒鉛鋳鉄
に、Ｎｉ：１．０〜３．０重量％及びＭｏ：０．２〜
０．６重量％を含有させ、さらに、Ｃｕ：０．３〜０．
７重量％及びＣｒ：０．１〜０．３重量％のうち、少な
くとも一方を含有させた溶湯を、適切な冷却能力を持つ
鋳型及びその型ばらし条件を選定して鋳造し型ばらしす
ることにより、基地組織を制御し、ついで、歪取り焼鈍
を行うことを特徴としている。
【０００７】本発明の第３のブレーキディスク材の製造
方法は、化学組成が、Ｃ：３．３〜３．７重量％，Ｓ
ｉ：１．３〜２．４重量％，Ｍｎ：０．６〜１．１重量
％，Ｐ：０．１６重量％以下，Ｓ：０．１２重量％以
下，残部が実質的にＦｅからなる片状黒鉛鋳鉄に、Ｎ
ｉ：１．０〜３．０重量％及びＭｏ：０．２〜０．６重
量％を含有させ、さらに、Ｖ：０．１０〜０．２０重量
％及びＣｒ：０．１〜０．３重量％のうち、少なくとも
一方を含有させた溶湯を、適切な冷却能力を持つ鋳型及
びその型ばらし条件を選定して鋳造し型ばらしすること
により、基地組織を制御し、ついで、歪取り焼鈍を行う
ことを特徴としている。上記の製造方法において、基地
組織を制御する工程として、冷却能力の高い鋳型で鋳造
を行い、鋳造したブレーキディスク材の温度が７７０〜
９５０℃、望ましくは８００〜９００℃のときに型ばら
しを行って、基地組織をマルテンサイト組織としたり、
又は、基地組織を制御する工程として、冷却能力の低い
鋳型で鋳造を行い、鋳型中で室温付近まで保持した後に
型ばらしを行って、基地組織をパーライト組織としたり
する。
方法は、化学組成が、Ｃ：３．３〜３．７重量％，Ｓ
ｉ：１．３〜２．４重量％，Ｍｎ：０．６〜１．１重量
％，Ｐ：０．１６重量％以下，Ｓ：０．１２重量％以
下，残部が実質的にＦｅからなる片状黒鉛鋳鉄に、Ｎ
ｉ：１．０〜３．０重量％及びＭｏ：０．２〜０．６重
量％を含有させ、さらに、Ｖ：０．１０〜０．２０重量
％及びＣｒ：０．１〜０．３重量％のうち、少なくとも
一方を含有させた溶湯を、適切な冷却能力を持つ鋳型及
びその型ばらし条件を選定して鋳造し型ばらしすること
により、基地組織を制御し、ついで、歪取り焼鈍を行う
ことを特徴としている。上記の製造方法において、基地
組織を制御する工程として、冷却能力の高い鋳型で鋳造
を行い、鋳造したブレーキディスク材の温度が７７０〜
９５０℃、望ましくは８００〜９００℃のときに型ばら
しを行って、基地組織をマルテンサイト組織としたり、
又は、基地組織を制御する工程として、冷却能力の低い
鋳型で鋳造を行い、鋳型中で室温付近まで保持した後に
型ばらしを行って、基地組織をパーライト組織としたり
する。
【０００８】上記のように、耐熱亀裂特性及び耐摩耗性
を改善するために、Ｎｉ，Ｍｏ，（Ｃｒ，Ｖ，Ｃｕ）等
の合金元素を添加し、適切な冷却能を持つ鋳型及びその
型ばらし条件を選定することによって、基地組織をマル
テンサイト組織あるいはパーライト組織等任意に制御で
きるようにしている。そして、基地組織の具体的な制御
方法としては、 （１） 冷却速度を早くしてマルテンサイト組織とした
い場合には、例えば生型自動造形ライン等の冷却能の高
い鋳型で鋳造を行うと同時に、鋳造したブレーキディス
ク材の温度が７７０〜９５０℃、望ましくは８００℃〜
９００℃と高い時点で型ばらしを行う。鋳造物の温度が
７７０℃未満の時に型ばらしを行うと、本鋳鉄のＡｌ変
態温度以下もしくは変態温度の極近傍での型ばらしとな
り、所定の金属組織が得られないという不都合があり、
一方、鋳造物の温度が９５０℃を越える時に型ばらしを
行うと、鋳造物に余分な残留応力が発生したり、高温で
の作業になるため、作業性が若干悪くなるという不都合
がある。 （２） 冷却速度を遅くしてパーライト組織としたい場
合には、例えばフラン鋳型等の冷却能の低い鋳型で鋳造
を行うと同時に、鋳型中で室温付近まで保持した後に型
ばらしを行う。
を改善するために、Ｎｉ，Ｍｏ，（Ｃｒ，Ｖ，Ｃｕ）等
の合金元素を添加し、適切な冷却能を持つ鋳型及びその
型ばらし条件を選定することによって、基地組織をマル
テンサイト組織あるいはパーライト組織等任意に制御で
きるようにしている。そして、基地組織の具体的な制御
方法としては、 （１） 冷却速度を早くしてマルテンサイト組織とした
い場合には、例えば生型自動造形ライン等の冷却能の高
い鋳型で鋳造を行うと同時に、鋳造したブレーキディス
ク材の温度が７７０〜９５０℃、望ましくは８００℃〜
９００℃と高い時点で型ばらしを行う。鋳造物の温度が
７７０℃未満の時に型ばらしを行うと、本鋳鉄のＡｌ変
態温度以下もしくは変態温度の極近傍での型ばらしとな
り、所定の金属組織が得られないという不都合があり、
一方、鋳造物の温度が９５０℃を越える時に型ばらしを
行うと、鋳造物に余分な残留応力が発生したり、高温で
の作業になるため、作業性が若干悪くなるという不都合
がある。 （２） 冷却速度を遅くしてパーライト組織としたい場
合には、例えばフラン鋳型等の冷却能の低い鋳型で鋳造
を行うと同時に、鋳型中で室温付近まで保持した後に型
ばらしを行う。
【０００９】基地組織をマルテンサイト組織とする場合
には、ブレーキ性能（適正な摩擦係数の保持）及び耐摩
耗性等を考慮し、その後の歪取り焼鈍温度を通常の温度
（５５０℃程度）より高く（６４０℃程度）して、ソル
バイト（焼戻しマルテンサイト）組織とし、硬さ及び機
械的特性を適正な状態に調整して所定のディスク材が得
られるようにする。基地組織をソルバイト組織とした場
合、つぎのような特性がある。 （１） 硬さはＨＢ１９０〜２３０程度で適切な摩擦係
数と耐摩耗性が得られる。 （２） 引張強さが３０kgf ／mm2 程度あり通常の片状
黒鉛鋳鉄より強度が高い。 （３） 高強度の割にはヤング率が１．０×１０ kgf
／mm2 程度と低く、使用時の発生熱応力が小さくなり、
耐熱亀裂性に優れている。 また、基地組織をパーライト組織とした場合には、従来
と同様な通常の歪取り焼鈍（熱処理温度は５５０℃程
度）でディスク材として供用できる。
には、ブレーキ性能（適正な摩擦係数の保持）及び耐摩
耗性等を考慮し、その後の歪取り焼鈍温度を通常の温度
（５５０℃程度）より高く（６４０℃程度）して、ソル
バイト（焼戻しマルテンサイト）組織とし、硬さ及び機
械的特性を適正な状態に調整して所定のディスク材が得
られるようにする。基地組織をソルバイト組織とした場
合、つぎのような特性がある。 （１） 硬さはＨＢ１９０〜２３０程度で適切な摩擦係
数と耐摩耗性が得られる。 （２） 引張強さが３０kgf ／mm2 程度あり通常の片状
黒鉛鋳鉄より強度が高い。 （３） 高強度の割にはヤング率が１．０×１０ kgf
／mm2 程度と低く、使用時の発生熱応力が小さくなり、
耐熱亀裂性に優れている。 また、基地組織をパーライト組織とした場合には、従来
と同様な通常の歪取り焼鈍（熱処理温度は５５０℃程
度）でディスク材として供用できる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を挙げる。 実施例１ ＣＯ2 鋳型（けい砂にけい酸ソーダを混ぜて造型し、こ
れにＣＯ2 ガスを通気して硬化させた鋳型）に鋳造した
直径３０mmの丸棒試験片で熱処理条件と金属組織との関
係を検討した。試験片の化学成分を表１に示す。
れにＣＯ2 ガスを通気して硬化させた鋳型）に鋳造した
直径３０mmの丸棒試験片で熱処理条件と金属組織との関
係を検討した。試験片の化学成分を表１に示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】上記の丸棒試験片を表２に示す〜の熱
処理条件及び冷却速度で処理し、硬さ（ブリネル硬度
（ＨＢ）を測定した。結果は表２に示す如くであった。
なお、硬さは３回測定し、それらの平均値を示してい
る。また、〜の供試材の金属組織の顕微鏡写真（倍
率５００倍）を図１〜図６に示す。
処理条件及び冷却速度で処理し、硬さ（ブリネル硬度
（ＨＢ）を測定した。結果は表２に示す如くであった。
なお、硬さは３回測定し、それらの平均値を示してい
る。また、〜の供試材の金属組織の顕微鏡写真（倍
率５００倍）を図１〜図６に示す。
【００１３】
【表２】
【００１４】実施例２ 生型自動造形ラインで試作したブレーキディスクより採
取した試験片でテストした。試験片の化学成分を表３に
示す。
取した試験片でテストした。試験片の化学成分を表３に
示す。
【００１５】
【表３】
【００１６】また、供試材として、生型自動造形ライン
で試作した実体ディスクより切り出したものを用い、鋳
造１時間後に型ばらしを行ない、試験片を切り出し、６
４０℃で歪取り焼鈍（炉冷）して材質を調査した。ミク
ロ組織はソルバイト（焼戻しマルテンサイト）組織であ
った。また、引張試験結果は表４に示す如くであった。
で試作した実体ディスクより切り出したものを用い、鋳
造１時間後に型ばらしを行ない、試験片を切り出し、６
４０℃で歪取り焼鈍（炉冷）して材質を調査した。ミク
ロ組織はソルバイト（焼戻しマルテンサイト）組織であ
った。また、引張試験結果は表４に示す如くであった。
【００１７】
【表４】
【００１８】実施例３ 生型自動造形ラインで試作した実体ブレーキディスク
（形状はキハ型）を試験片としてテストを行った。化学
成分は表５の通りであった。
（形状はキハ型）を試験片としてテストを行った。化学
成分は表５の通りであった。
【００１９】
【表５】
【００２０】また、供試材として、 生型自動造形ライ
ンで試作した実体ディスク（形状はキハ型）を用い、鋳
造１時間後に型ばらしを行ない、６４０℃で歪み取り焼
鈍（炉冷）した。ミクロ組織はソルバイト（焼戻しマル
テンサイト組織）であった。また、機械的性質として、
ブレーキディスク引張試験結果（試験数８本）は表６の
如くであり、ディスク断面の硬さは表７の如くであっ
た。なお、ディスク断面の摺動壁の硬さはＨＢ２１７〜
２３１（平均ＨＢ２２５）であった。
ンで試作した実体ディスク（形状はキハ型）を用い、鋳
造１時間後に型ばらしを行ない、６４０℃で歪み取り焼
鈍（炉冷）した。ミクロ組織はソルバイト（焼戻しマル
テンサイト組織）であった。また、機械的性質として、
ブレーキディスク引張試験結果（試験数８本）は表６の
如くであり、ディスク断面の硬さは表７の如くであっ
た。なお、ディスク断面の摺動壁の硬さはＨＢ２１７〜
２３１（平均ＨＢ２２５）であった。
【００２１】
【表６】
【００２２】
【表７】
【００２３】また、比較材としてのＦＣ（ねずみ鋳鉄
（ＦＣ２８０））、ＦＣＭ−Ａ（合金ねずみ鋳鉄）、試
験片及び実体ディスクについて、引張強さ、硬さ及びヤ
ング率を測定した。結果は図７、図８及び図９に示す如
くであった。図７から明らかなように、引張強さ〔σB
（kgf ／mm ）〕は比較材では約２５．０であるが、本
発明のものでは約３０．０になっていることがわかる。
また、図９から明らかなように、ヤング率〔Ｅ（×１０
4 kgf ／mm2 ）〕は比較材では約１．１５であるが、本
発明のものでは約１．００になっていることがわかる。
また、耐熱亀裂係数（Ｋ）は数式１で表わされるが、こ
の値からみて、３０〜４０％の耐熱亀裂性改善が期待さ
れる。
（ＦＣ２８０））、ＦＣＭ−Ａ（合金ねずみ鋳鉄）、試
験片及び実体ディスクについて、引張強さ、硬さ及びヤ
ング率を測定した。結果は図７、図８及び図９に示す如
くであった。図７から明らかなように、引張強さ〔σB
（kgf ／mm ）〕は比較材では約２５．０であるが、本
発明のものでは約３０．０になっていることがわかる。
また、図９から明らかなように、ヤング率〔Ｅ（×１０
4 kgf ／mm2 ）〕は比較材では約１．１５であるが、本
発明のものでは約１．００になっていることがわかる。
また、耐熱亀裂係数（Ｋ）は数式１で表わされるが、こ
の値からみて、３０〜４０％の耐熱亀裂性改善が期待さ
れる。
【００２４】
【数１】
【００２５】実施例４ フラン鋳型で試作したブレーキディスク（キハ型ディス
ク）を供試材としてテストを行った。化学成分は表８の
通りであった。
ク）を供試材としてテストを行った。化学成分は表８の
通りであった。
【００２６】
【表８】
【００２７】この供試材はＡ型片状黒鉛で、オールパー
ライト組織であった。また、鋳造２４時間後に型ばらし
を行ない、５５０℃で歪取り焼鈍（炉冷）した。ブレー
キディスク引張試験結果は表９の如くであり、ディスク
断面の硬さは表１０の如くであった。なお、ディスク断
面の摺動壁の幅方向の硬さはＨＢ２０７〜２１７（平均
ＨＢ２１１）であった。
ライト組織であった。また、鋳造２４時間後に型ばらし
を行ない、５５０℃で歪取り焼鈍（炉冷）した。ブレー
キディスク引張試験結果は表９の如くであり、ディスク
断面の硬さは表１０の如くであった。なお、ディスク断
面の摺動壁の幅方向の硬さはＨＢ２０７〜２１７（平均
ＨＢ２１１）であった。
【００２８】
【表９】
【００２９】
【表１０】
【００３０】実施例５ フラン鋳型で試作したブレーキディスク（２０５系ディ
スク）を供試材としてテストを行った。化学成分は表１
１の通りであった。
スク）を供試材としてテストを行った。化学成分は表１
１の通りであった。
【００３１】
【表１１】
【００３２】この供試材はＡ型片状黒鉛で、オールパー
ライト組織であった。また、鋳造２４時間後に型ばらし
を行ない、５５０℃で歪取り焼鈍（炉冷）した。ブレー
キディスク引張試験結果は表１２の如くであり、ディス
ク断面の硬さは表１３の如くであった。なお、摺動壁の
硬さはＨＢ１８７〜２０１（平均ＨＢ１９２）であっ
た。
ライト組織であった。また、鋳造２４時間後に型ばらし
を行ない、５５０℃で歪取り焼鈍（炉冷）した。ブレー
キディスク引張試験結果は表１２の如くであり、ディス
ク断面の硬さは表１３の如くであった。なお、摺動壁の
硬さはＨＢ１８７〜２０１（平均ＨＢ１９２）であっ
た。
【００３３】
【表１２】
【００３４】
【表１３】
【００３５】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 片状黒鉛鋳鉄に、Ｎｉ及びＭｏ、さらには、Ｃ
ｕ又は／及びＣｒ、あるいはＶ又は／及びＣｒを添加す
ることにより、耐摩耗性及び耐熱亀裂性を改善すること
ができる。 （２） 組織制御工程を選択することにより、基地組織
をマルテンサイト組織又はパーライト組織等任意に制御
することができる。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 片状黒鉛鋳鉄に、Ｎｉ及びＭｏ、さらには、Ｃ
ｕ又は／及びＣｒ、あるいはＶ又は／及びＣｒを添加す
ることにより、耐摩耗性及び耐熱亀裂性を改善すること
ができる。 （２） 組織制御工程を選択することにより、基地組織
をマルテンサイト組織又はパーライト組織等任意に制御
することができる。
【図１】実施例１における熱処理条件の場合の供試材
の金属組織を示す顕微鏡写真（倍率５００倍）である。
の金属組織を示す顕微鏡写真（倍率５００倍）である。
【図２】実施例１における熱処理条件の場合の供試材
のミクロ組織を示す顕微鏡写真（倍率５００倍）であ
る。
のミクロ組織を示す顕微鏡写真（倍率５００倍）であ
る。
【図３】実施例１における熱処理条件の場合の供試材
のミクロ組織を示す顕微鏡写真（倍率５００倍）であ
る。
のミクロ組織を示す顕微鏡写真（倍率５００倍）であ
る。
【図４】実施例１における熱処理条件の場合の供試材
のミクロ組織を示す顕微鏡写真（倍率５００倍）であ
る。
のミクロ組織を示す顕微鏡写真（倍率５００倍）であ
る。
【図５】実施例１における熱処理条件の場合の供試材
のミクロ組織を示す顕微鏡写真（倍率５００倍）であ
る。
のミクロ組織を示す顕微鏡写真（倍率５００倍）であ
る。
【図６】実施例１における熱処理条件の場合の供試材
のミクロ組織を示す顕微鏡写真（倍率５００倍）であ
る。
のミクロ組織を示す顕微鏡写真（倍率５００倍）であ
る。
【図７】実施例３において、比較材、試験片及び実体デ
ィスクについて引張強さを測定した結果を示すグラフで
ある。
ィスクについて引張強さを測定した結果を示すグラフで
ある。
【図８】実施例３において、比較材、試験片及び実体デ
ィスクについて硬さを測定した結果を示すグラフであ
る。
ィスクについて硬さを測定した結果を示すグラフであ
る。
【図９】実施例３において、比較材、試験片及び実体デ
ィスクについてヤング率を測定した結果を示すグラフで
ある。
ィスクについてヤング率を測定した結果を示すグラフで
ある。
Claims (8)
- 【請求項１】 化学組成が、Ｃ：３．３〜３．７重量
％，Ｓｉ：１．３〜２．４重量％，Ｍｎ：０．６〜１．
１重量％，Ｐ：０．１６重量％以下，Ｓ：０．１２重量
％以下，残部が実質的にＦｅからなる片状黒鉛鋳鉄に、
Ｎｉ：１．０〜３．０重量％及びＭｏ：０．２〜０．６
重量％を含有させてなることを特徴とするブレーキディ
スク材。 - 【請求項２】 さらに、Ｃｕ：０．３〜０．７重量％及
びＣｒ：０．１〜０．３重量％のうち、少なくとも一方
を含有させてなることを特徴とする請求項１記載のブレ
ーキディスク材。 - 【請求項３】 さらに、Ｖ：０．１０〜０．２０重量％
及びＣｒ：０．１〜０．３重量％のうち、少なくとも一
方を含有させてなることを特徴とする請求項１記載のブ
レーキディスク材。 - 【請求項４】 化学組成が、Ｃ：３．３〜３．７重量
％，Ｓｉ：１．３〜２．４重量％，Ｍｎ：０．６〜１．
１重量％，Ｐ：０．１６重量％以下，Ｓ：０．１２重量
％以下，残部が実質的にＦｅからなる片状黒鉛鋳鉄に、
Ｎｉ：１．０〜３．０重量％及びＭｏ：０．２〜０．６
重量％を含有させた溶湯を、適切な冷却能力を持つ鋳型
及びその型ばらし条件を選定して鋳造し型ばらしするこ
とにより、基地組織を制御し、ついで、歪取り焼鈍を行
うことを特徴とするブレーキディスク材の製造方法。 - 【請求項５】 化学組成が、Ｃ：３．３〜３．７重量
％，Ｓｉ：１．３〜２．４重量％，Ｍｎ：０．６〜１．
１重量％，Ｐ：０．１６重量％以下，Ｓ：０．１２重量
％以下，残部が実質的にＦｅからなる片状黒鉛鋳鉄に、
Ｎｉ：１．０〜３．０重量％及びＭｏ：０．２〜０．６
重量％を含有させ、さらに、Ｃｕ：０．３〜０．７重量
％及びＣｒ：０．１〜０．３重量％のうち、少なくとも
一方を含有させた溶湯を、適切な冷却能力を持つ鋳型及
びその型ばらし条件を選定して鋳造し型ばらしすること
により、基地組織を制御し、ついで、歪取り焼鈍を行う
ことを特徴とするブレーキディスク材の製造方法。 - 【請求項６】 化学組成が、Ｃ：３．３〜３．７重量
％，Ｓｉ：１．３〜２．４重量％，Ｍｎ：０．６〜１．
１重量％，Ｐ：０．１６重量％以下，Ｓ：０．１２重量
％以下，残部が実質的にＦｅからなる片状黒鉛鋳鉄に、
Ｎｉ：１．０〜３．０重量％及びＭｏ：０．２〜０．６
重量％を含有させ、さらに、Ｖ：０．１０〜０．２０重
量％及びＣｒ：０．１〜０．３重量％のうち、少なくと
も一方を含有させた溶湯を、適切な冷却能力を持つ鋳型
及びその型ばらし条件を選定して鋳造し型ばらしするこ
とにより、基地組織を制御し、ついで、歪取り焼鈍を行
うことを特徴とするブレーキディスク材の製造方法。 - 【請求項７】 基地組織を制御する工程が、冷却能力の
高い鋳型で鋳造を行い、鋳造したブレーキディスク材の
温度が７７０〜９５０℃のときに型ばらしを行って、基
地組織をマルテンサイト組織とする工程であることを特
徴とする請求項４、５又は６記載のブレーキディスク材
の製造方法。 - 【請求項８】 基地組織を制御する工程が、冷却能力の
低い鋳型で鋳造を行い、鋳型中で室温付近まで保持した
後に型ばらしを行って、基地組織をパーライト組織とす
る工程であることを特徴とする請求項４、５又は６記載
のブレーキディスク材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223253A JP2676456B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | ブレーキディスク材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223253A JP2676456B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | ブレーキディスク材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0665673A true JPH0665673A (ja) | 1994-03-08 |
| JP2676456B2 JP2676456B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=16795204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4223253A Expired - Lifetime JP2676456B2 (ja) | 1992-07-30 | 1992-07-30 | ブレーキディスク材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2676456B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030068243A (ko) * | 2002-02-14 | 2003-08-21 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 브레이크 디스크의 열처리 방법 |
| WO2009001841A1 (ja) | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Incorporated National University Iwate University | 片状黒鉛鋳鉄およびその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6462412A (en) * | 1987-09-02 | 1989-03-08 | Railway Technical Res Inst | Production of brake disk material for vehicle |
| JPH02138527A (ja) * | 1988-11-16 | 1990-05-28 | Hitachi Metals Ltd | ハブロータ |
| JPH04175524A (ja) * | 1990-11-07 | 1992-06-23 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ブレーキディスク材 |
-
1992
- 1992-07-30 JP JP4223253A patent/JP2676456B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6462412A (en) * | 1987-09-02 | 1989-03-08 | Railway Technical Res Inst | Production of brake disk material for vehicle |
| JPH02138527A (ja) * | 1988-11-16 | 1990-05-28 | Hitachi Metals Ltd | ハブロータ |
| JPH04175524A (ja) * | 1990-11-07 | 1992-06-23 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ブレーキディスク材 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030068243A (ko) * | 2002-02-14 | 2003-08-21 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 브레이크 디스크의 열처리 방법 |
| WO2009001841A1 (ja) | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Incorporated National University Iwate University | 片状黒鉛鋳鉄およびその製造方法 |
| EP2166119A1 (en) * | 2007-06-26 | 2010-03-24 | Incorporated National University Iwate University | Flaky graphite cast iron, and method for production thereof |
| EP2166119A4 (en) * | 2007-06-26 | 2011-10-05 | Nat University Iwate Univ Inc | SCHUPPENGRAPHIT CAST IRON AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2676456B2 (ja) | 1997-11-17 |
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