JPH07233439A - ディスクブレーキ用ロータ材料 - Google Patents
ディスクブレーキ用ロータ材料Info
- Publication number
- JPH07233439A JPH07233439A JP2424594A JP2424594A JPH07233439A JP H07233439 A JPH07233439 A JP H07233439A JP 2424594 A JP2424594 A JP 2424594A JP 2424594 A JP2424594 A JP 2424594A JP H07233439 A JPH07233439 A JP H07233439A
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- JP
- Japan
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- weight
- cast steel
- alloy cast
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- matrix
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 重量比で、Ｃ：０．２５〜０．４０％、Ｓ
ｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：１．２〜１．４％、Ｖ：
０．２〜０．７％、Ｃｒ：０．２〜２．０％、Ｍｏ：
０．３〜１．０％を含み、残部が実質的にＦｅからなる
組成を有し、組織が、フェライトとパーライトのマトリ
ックスにＶの炭化物が分散していることを特徴とする合
金鋳鋼と、Ｃ：０．２５〜０．４０％、Ｓｉ：０．３〜
０．６％、Ｍｎ：１．１〜１．６％、Ｖ：０．２〜０．
７％、Ｎｉ：０．１〜０．７％、Ｃｒ：０．５〜２．０
％、Ｍｏ：０．３〜１．０％を含み、残部が実質的にＦ
ｅからなる組成を有し、組織が、フェライトとパーライ
トのマトリックスにＶの炭化物が分散していることを特
徴とする合金鋳鋼。 【効果】 鋳鋼はＶを０．９重量％以上含む合金鋳鋼に
匹敵する摩耗特性及び摩擦係数を保持しつつ衝撃値が高
く耐ヒートクラック性が優れている。
ｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：１．２〜１．４％、Ｖ：
０．２〜０．７％、Ｃｒ：０．２〜２．０％、Ｍｏ：
０．３〜１．０％を含み、残部が実質的にＦｅからなる
組成を有し、組織が、フェライトとパーライトのマトリ
ックスにＶの炭化物が分散していることを特徴とする合
金鋳鋼と、Ｃ：０．２５〜０．４０％、Ｓｉ：０．３〜
０．６％、Ｍｎ：１．１〜１．６％、Ｖ：０．２〜０．
７％、Ｎｉ：０．１〜０．７％、Ｃｒ：０．５〜２．０
％、Ｍｏ：０．３〜１．０％を含み、残部が実質的にＦ
ｅからなる組成を有し、組織が、フェライトとパーライ
トのマトリックスにＶの炭化物が分散していることを特
徴とする合金鋳鋼。 【効果】 鋳鋼はＶを０．９重量％以上含む合金鋳鋼に
匹敵する摩耗特性及び摩擦係数を保持しつつ衝撃値が高
く耐ヒートクラック性が優れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスクブレーキ用ロ
ータ材料、更に詳細には、耐摩耗性、耐ヒートクラック
性に優れたディスクブレーキ用ロータ材料に関する。
ータ材料、更に詳細には、耐摩耗性、耐ヒートクラック
性に優れたディスクブレーキ用ロータ材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディスクブレーキは、ディスクが露出し
て回転しているので放熱がよく、高速度で繰り返し使用
しても制動力の変化が少なく、安定した制動特性を示す
ことから、乗用車や小型トラックのフロントブレーキ用
に広く用いられているが、大型車への利用はそれほど進
んではいない。大型車になると、ディスクブレーキのロ
ータに負荷される力が大きくなり、摩耗が激しくまたヒ
ートクラックも発生しやすくなる、問題もあった。しか
し、ディスクブレーキは、作動油圧に対して制動力が直
線的に得られ、制動力が摩擦係数の変動の影響が小さく
ブレーキの効きが安定している点などで有利であること
もあって、大型車に利用しても、耐久性の面からも更に
良いディスクブレーキ、特に、ディスクブレーキのロー
タ用材料の開発が求められていた。
て回転しているので放熱がよく、高速度で繰り返し使用
しても制動力の変化が少なく、安定した制動特性を示す
ことから、乗用車や小型トラックのフロントブレーキ用
に広く用いられているが、大型車への利用はそれほど進
んではいない。大型車になると、ディスクブレーキのロ
ータに負荷される力が大きくなり、摩耗が激しくまたヒ
ートクラックも発生しやすくなる、問題もあった。しか
し、ディスクブレーキは、作動油圧に対して制動力が直
線的に得られ、制動力が摩擦係数の変動の影響が小さく
ブレーキの効きが安定している点などで有利であること
もあって、大型車に利用しても、耐久性の面からも更に
良いディスクブレーキ、特に、ディスクブレーキのロー
タ用材料の開発が求められていた。
【０００３】そして、その要求に答えて、ディスクブレ
ーキのロータ用材料として、当初用いられていた普通鋳
鉄（ＦＣ２５０など）に代わって、一例として、耐摩耗
性を向上させるためにＶを添加した、重量比で、Ｃ：
０．３〜０．４％、Ｓｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：
１．１〜１．６％、Ｖ：０．９〜１．１％の化学成分を
もつ合金鋳鋼が提案され、実際にも使用されているが、
これも、耐摩耗性を改善することには十分でなく、耐熱
衝撃性がやや欠けヒートクラックの発生を阻止すること
が困難であった。
ーキのロータ用材料として、当初用いられていた普通鋳
鉄（ＦＣ２５０など）に代わって、一例として、耐摩耗
性を向上させるためにＶを添加した、重量比で、Ｃ：
０．３〜０．４％、Ｓｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：
１．１〜１．６％、Ｖ：０．９〜１．１％の化学成分を
もつ合金鋳鋼が提案され、実際にも使用されているが、
これも、耐摩耗性を改善することには十分でなく、耐熱
衝撃性がやや欠けヒートクラックの発生を阻止すること
が困難であった。
【０００４】
【解決しようとする課題】それ故、本発明は、良好な耐
摩耗性と耐ヒートクラック性と併有するディスクブレー
キのロータ材料を提供することを目的とする。
摩耗性と耐ヒートクラック性と併有するディスクブレー
キのロータ材料を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１のディスク
ブレーキロータ用合金鋳鋼は、重量比で、Ｃ：０．２５
〜０．４０％、Ｓｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：１．２
〜１．４％、Ｖ：０．２〜０．７％、Ｃｒ：０．２〜
２．０％、Ｍｏ：０．３〜１．０％を含み、残部が実質
的にＦｅからなる組成を有し、組織が、フェライトとパ
ーライトのマトリックスにＶの炭化物が分散しているこ
とを特徴とする。
ブレーキロータ用合金鋳鋼は、重量比で、Ｃ：０．２５
〜０．４０％、Ｓｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：１．２
〜１．４％、Ｖ：０．２〜０．７％、Ｃｒ：０．２〜
２．０％、Ｍｏ：０．３〜１．０％を含み、残部が実質
的にＦｅからなる組成を有し、組織が、フェライトとパ
ーライトのマトリックスにＶの炭化物が分散しているこ
とを特徴とする。
【０００６】又、本発明の第２のディスクブレーキロー
タ用合金鋳鋼は、重量比で、Ｃ：０．２５〜０．４０
％、Ｓｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：１．１〜１．６
％、Ｖ：０．２〜０．７％、Ｎｉ：０．１〜０．７％、
Ｃｒ：０．５〜２．０％、Ｍｏ：０．３〜１．０％を含
み、残部が実質的にＦｅからなる組成を有し、組織が、
フェライトとパーライトのマトリックスにＶの炭化物が
分散していることを特徴とする。
タ用合金鋳鋼は、重量比で、Ｃ：０．２５〜０．４０
％、Ｓｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：１．１〜１．６
％、Ｖ：０．２〜０．７％、Ｎｉ：０．１〜０．７％、
Ｃｒ：０．５〜２．０％、Ｍｏ：０．３〜１．０％を含
み、残部が実質的にＦｅからなる組成を有し、組織が、
フェライトとパーライトのマトリックスにＶの炭化物が
分散していることを特徴とする。
【０００７】従来使用されていた合金鋳鋼はバナジウム
を０．９〜１．１重量％と比較的多く含有していたが、
本発明は、バナジウムは炭化物を形成しマトリックスを
微細化するので、合金鋳鋼の強度及び耐摩耗性を高める
上で有用な添加元素であるが靭性は一般に低下し、繰り
返し熱衝撃を受けると二次硬化による靭性の低下をもた
らし、ヒートクラックを発生し易くさせるという欠点が
あり、バナジウムの含有量を低下させその代わりにクロ
ム及びモリブデン、又は、クロム、モリブデン及びニッ
ケルを添加させることにより、強度及び耐摩耗性をディ
スクブレーキのロータ用材料として満足できる程度に保
持しつつ耐熱衝撃性を改善しうることができるとの知見
に基づきなされたものであり、バナジウムの含有量を従
来の合金鋳鋼より低くさせていることを特徴としてい
る。
を０．９〜１．１重量％と比較的多く含有していたが、
本発明は、バナジウムは炭化物を形成しマトリックスを
微細化するので、合金鋳鋼の強度及び耐摩耗性を高める
上で有用な添加元素であるが靭性は一般に低下し、繰り
返し熱衝撃を受けると二次硬化による靭性の低下をもた
らし、ヒートクラックを発生し易くさせるという欠点が
あり、バナジウムの含有量を低下させその代わりにクロ
ム及びモリブデン、又は、クロム、モリブデン及びニッ
ケルを添加させることにより、強度及び耐摩耗性をディ
スクブレーキのロータ用材料として満足できる程度に保
持しつつ耐熱衝撃性を改善しうることができるとの知見
に基づきなされたものであり、バナジウムの含有量を従
来の合金鋳鋼より低くさせていることを特徴としてい
る。
【０００８】第１のディスクブレーキのロータ材料の組
成は以下の理由により定められている。
成は以下の理由により定められている。
【０００９】Ｃ：鋳造性を改善すると共に、炭化物を形
成してマトリックスを微細化し、本発明材の強度と耐摩
耗性の向上に寄与する点で有効な元素である。０．２５
重量％未満では鋳造性及び強度が不足し、また、０．４
０重量％を超えると炭化物の過剰な析出により必要以上
に硬度が高くなるため、含有量を重量％で０．２５〜
０．４０％とした。
成してマトリックスを微細化し、本発明材の強度と耐摩
耗性の向上に寄与する点で有効な元素である。０．２５
重量％未満では鋳造性及び強度が不足し、また、０．４
０重量％を超えると炭化物の過剰な析出により必要以上
に硬度が高くなるため、含有量を重量％で０．２５〜
０．４０％とした。
【００１０】Ｓｉ：脱酸剤として有効な元素である。
０．３重量％未満では脱酸剤としての働きが十分でな
く、一方、０．６重量％を超えると靭性や被切削性が低
下することから、含有量を重量％で０．３〜０．６％と
した。
０．３重量％未満では脱酸剤としての働きが十分でな
く、一方、０．６重量％を超えると靭性や被切削性が低
下することから、含有量を重量％で０．３〜０．６％と
した。
【００１１】Ｍｎ：Ｓｉと同様に脱酸剤として有効な上
にＳによる靭性低下等の悪影響を緩和させることができ
ると言う点からも有効な元素である。１．２重量％未満
ではＳの悪影響を阻止する働きが十分でなく、また、
１．４重量％を超えると炭化物を安定化して被切削性を
著しく低下させる虞れがあることから、含有量を重量％
で１．２〜１．４％とした。
にＳによる靭性低下等の悪影響を緩和させることができ
ると言う点からも有効な元素である。１．２重量％未満
ではＳの悪影響を阻止する働きが十分でなく、また、
１．４重量％を超えると炭化物を安定化して被切削性を
著しく低下させる虞れがあることから、含有量を重量％
で１．２〜１．４％とした。
【００１２】Ｖ：耐摩耗性向上のために必要な元素であ
る。０．２重量％未満では耐摩耗性の向上が十分でな
く、また、０．７重量％を超えると耐熱衝撃性が劣化す
るため、含有量を重量％で０．２〜０．７％とした。
る。０．２重量％未満では耐摩耗性の向上が十分でな
く、また、０．７重量％を超えると耐熱衝撃性が劣化す
るため、含有量を重量％で０．２〜０．７％とした。
【００１３】Ｃｒ：耐摩耗性向上、特に高温での耐摩耗
性向上のために必要な元素である。０．３重量％未満で
は耐摩耗性の向上が十分でなく、また、２．０重量％以
下で十分な耐摩耗性を得られること並びに経済性の点か
ら、含有量を重量％で０．２〜２．０％とした。
性向上のために必要な元素である。０．３重量％未満で
は耐摩耗性の向上が十分でなく、また、２．０重量％以
下で十分な耐摩耗性を得られること並びに経済性の点か
ら、含有量を重量％で０．２〜２．０％とした。
【００１４】Ｍｏ：耐摩耗性向上、特に高温での耐摩耗
性向上のために必要な元素である。０．３重量％未満で
は耐摩耗性の向上が十分でなく、また、１．０重量％以
下で十分な耐摩耗性を得られること並びに経済性の点か
ら、含有量を重量％で０．３〜１．０％とした。
性向上のために必要な元素である。０．３重量％未満で
は耐摩耗性の向上が十分でなく、また、１．０重量％以
下で十分な耐摩耗性を得られること並びに経済性の点か
ら、含有量を重量％で０．３〜１．０％とした。
【００１５】第２のディスクブレーキ用ロータ材料の組
成は以下の理由により定められている。
成は以下の理由により定められている。
【００１６】Ｃ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃｒ及びＭｏについては、
第１のディスクブレーキ用ロータ材料と同じ理由によ
り、それぞれ含有量の上限と下限が定めされている。
第１のディスクブレーキ用ロータ材料と同じ理由によ
り、それぞれ含有量の上限と下限が定めされている。
【００１７】Ｎｉ：マトリックスを靭性の優れたオース
テナイト組織にするのに有効な元素である。０．１重量
％未満だとそのような効果が十分達成できず、また、
０．７重量％を超えると鋳造性を悪化させることから、
含有量を重量％で０．１〜０．７％とした。
テナイト組織にするのに有効な元素である。０．１重量
％未満だとそのような効果が十分達成できず、また、
０．７重量％を超えると鋳造性を悪化させることから、
含有量を重量％で０．１〜０．７％とした。
【００１８】Ｍｎ：Ｓｉと同様に脱酸剤として有効な上
にＳによる靭性低下等の悪影響を、Ｎｉと共に緩和させ
ることができると言う点からも有効な元素である。１．
１重量％未満ではＳの悪影響を阻止する働きが十分でな
く、また、１．４重量％を超えると炭化物を安定化して
被切削性を著しく低下させる虞れがあることから、含有
量を重量％で１．１〜１．６％とした。
にＳによる靭性低下等の悪影響を、Ｎｉと共に緩和させ
ることができると言う点からも有効な元素である。１．
１重量％未満ではＳの悪影響を阻止する働きが十分でな
く、また、１．４重量％を超えると炭化物を安定化して
被切削性を著しく低下させる虞れがあることから、含有
量を重量％で１．１〜１．６％とした。
【００１９】不可避不純物として、Ｐ、Ｓがあるが、Ｐ
は０．０４重量％を超えて添加するとステダイトを析出
し易くなることから０．０４重量％以下が好ましく、ま
た、Ｓは０．１０重量％を超えて添加すると脆化し易く
なることから０．１０重量％以下が好ましい。
は０．０４重量％を超えて添加するとステダイトを析出
し易くなることから０．０４重量％以下が好ましく、ま
た、Ｓは０．１０重量％を超えて添加すると脆化し易く
なることから０．１０重量％以下が好ましい。
【００２０】このようなディスクブレーキのロータ用合
金鋳鋼を製造するときには、通常、既述の組成の合金鋳
鋼を焼きならし処理する。この焼きならし処理は、所定
の機械的性質を得るために行われるものであり、焼きな
らし温度は、Ｃ量に応じてマトリックスが殆ど完全にオ
ーステナイト組織になる一方でヒートクラックの発生を
阻止する温度である。また、焼きならし処理後の冷却は
Ｖの炭化物を十分に析出できる速度で行う必要があるが
これは空冷によっても十分達成可能な速度である。
金鋳鋼を製造するときには、通常、既述の組成の合金鋳
鋼を焼きならし処理する。この焼きならし処理は、所定
の機械的性質を得るために行われるものであり、焼きな
らし温度は、Ｃ量に応じてマトリックスが殆ど完全にオ
ーステナイト組織になる一方でヒートクラックの発生を
阻止する温度である。また、焼きならし処理後の冷却は
Ｖの炭化物を十分に析出できる速度で行う必要があるが
これは空冷によっても十分達成可能な速度である。
【００２１】
【実施例】以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【００２２】表１は、鋳造したディスクブレーキのロー
タ用合金鋳鋼の本発明材と比較材の組成を示したもので
ある。なお、比較材Ｎは鍛鋼である。
タ用合金鋳鋼の本発明材と比較材の組成を示したもので
ある。なお、比較材Ｎは鍛鋼である。
【００２３】
【表１】 本発明材と比較材の、衝撃値、耐ヒートクラック性、摩
耗性、摩擦係数（ブレーキの効き）を試験して評価し
た。
耗性、摩擦係数（ブレーキの効き）を試験して評価し
た。
【００２４】衝撃値は、シャルピー衝撃試験機を用いて
試験して得た。摩耗性を評価するために、本発明材と比
較材から作製した直径２６０ｍｍ×厚さ１０ｍｍの供試
材に対して、３５ｍｍ×３５ｍｍ角のセミメタリック系
パッドを、エアシリンダーを用いて、面圧１２．３ｋｇ
ｆ／ｍｍ2で１０秒間押し付け１０分間放置（空冷）を
１サイクルとしてこのサイクルを１００回繰り返し行っ
た後の供試材とパットの摩耗量を測定した。また、一部
の供試材に関しては、２５０回、５００回、７５０回及
び１，０００回後の摩耗量も測定した。耐ヒートクラッ
ク性を評価するために、摩耗試験と同条件でサイクルを
繰り返して、ロータの供試材に貫通亀裂を生じたときの
回数を測定した。
試験して得た。摩耗性を評価するために、本発明材と比
較材から作製した直径２６０ｍｍ×厚さ１０ｍｍの供試
材に対して、３５ｍｍ×３５ｍｍ角のセミメタリック系
パッドを、エアシリンダーを用いて、面圧１２．３ｋｇ
ｆ／ｍｍ2で１０秒間押し付け１０分間放置（空冷）を
１サイクルとしてこのサイクルを１００回繰り返し行っ
た後の供試材とパットの摩耗量を測定した。また、一部
の供試材に関しては、２５０回、５００回、７５０回及
び１，０００回後の摩耗量も測定した。耐ヒートクラッ
ク性を評価するために、摩耗試験と同条件でサイクルを
繰り返して、ロータの供試材に貫通亀裂を生じたときの
回数を測定した。
【００２５】摩擦係数は、摩耗試験のサイクルを２０回
行った後に測定した。このとき、ロータの供試材の温度
は５００℃であった。
行った後に測定した。このとき、ロータの供試材の温度
は５００℃であった。
【００２６】結果を以下の表２及び表３に示す。
【００２７】
【表２】
【表３】 以上から、本発明の合金鋳鋼の靭性は比較材に比べて著
しく改善され、ヒートクラックの発生が著しく阻止され
ていることがわかる。また、亀裂が貫通するまでの回数
で評価した耐ヒートクラック性も比較的良好であること
がわかる。
しく改善され、ヒートクラックの発生が著しく阻止され
ていることがわかる。また、亀裂が貫通するまでの回数
で評価した耐ヒートクラック性も比較的良好であること
がわかる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の合金鋳鋼
は、従来から使用されていた、重量比で、Ｃ：０．３〜
０．４％、Ｓｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：１．１〜
１．６％、Ｖ：０．９〜１．１％の化学成分をもつ合金
鋳鋼に匹敵する摩耗特性及び摩擦係数を保持しつつ衝撃
値が高く耐ヒートクラック性の優れたものであると言え
る。更に、本発明の合金鋳鋼のコストは添加元素のコス
トを削減することによって若干ではあるが下げることが
できる。
は、従来から使用されていた、重量比で、Ｃ：０．３〜
０．４％、Ｓｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：１．１〜
１．６％、Ｖ：０．９〜１．１％の化学成分をもつ合金
鋳鋼に匹敵する摩耗特性及び摩擦係数を保持しつつ衝撃
値が高く耐ヒートクラック性の優れたものであると言え
る。更に、本発明の合金鋳鋼のコストは添加元素のコス
トを削減することによって若干ではあるが下げることが
できる。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量比で、Ｃ：０．２５〜０．４０％、
Ｓｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：１．２〜１．４％、
Ｖ：０．２〜０．７％、Ｃｒ：０．２〜２．０％、Ｍ
ｏ：０．３〜１．０％を含み、残部が実質的にＦｅから
なる組成を有し、組織が、フェライトとパーライトのマ
トリックスにＶの炭化物が分散していることを特徴とす
るディスクブレーキのロータ用合金鋳鋼。 - 【請求項２】 重量比で、Ｃ：０．２５〜０．４０％、
Ｓｉ：０．３〜０．６％、Ｍｎ：１．１〜１．６％、
Ｖ：０．２〜０．７％、Ｎｉ：０．１〜０．７％、Ｃ
ｒ：０．５〜２．０％、Ｍｏ：０．３〜１．０％を含
み、残部が実質的にＦｅからなる組成を有し、組織が、
フェライトとパーライトのマトリックスにＶの炭化物が
分散していることを特徴とするディスクブレーキのロー
タ用合金鋳鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2424594A JPH07233439A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | ディスクブレーキ用ロータ材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2424594A JPH07233439A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | ディスクブレーキ用ロータ材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07233439A true JPH07233439A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12132872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2424594A Pending JPH07233439A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | ディスクブレーキ用ロータ材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07233439A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106636923A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-10 | 天津威尔朗科技有限公司 | 一种钎杆及其制备方法 |
| CN112159937A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-01 | 南京工程学院 | 一种高稳定耐摩擦列车制动盘及其制备方法 |
-
1994
- 1994-02-22 JP JP2424594A patent/JPH07233439A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106636923A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-10 | 天津威尔朗科技有限公司 | 一种钎杆及其制备方法 |
| CN112159937A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-01 | 南京工程学院 | 一种高稳定耐摩擦列车制动盘及其制备方法 |
| CN112159937B (zh) * | 2020-09-28 | 2021-03-30 | 南京工程学院 | 一种高稳定耐摩擦列车制动盘及其制备方法 |
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