JPH073380A - 高熱伝導性耐食鋳鉄 - Google Patents
高熱伝導性耐食鋳鉄Info
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- JPH073380A JPH073380A JP14727693A JP14727693A JPH073380A JP H073380 A JPH073380 A JP H073380A JP 14727693 A JP14727693 A JP 14727693A JP 14727693 A JP14727693 A JP 14727693A JP H073380 A JPH073380 A JP H073380A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 摩擦熱を速かに放出できる熱伝導性と、寿命
の長い耐食性鋳鉄を提供する。 【構成】 炭素当量４．０〜５．０重量％の範囲で、Ｃ
３．０〜４．５重量％およびＳｉ１．５〜３．０重量％
を含有し、Ｍｎ０．５〜１．５重量％、Ｐ０．２重量％
以下、Ｓ０．０６〜０．２５重量％、Ｃｕ０．１５〜
３．５重量％を含有し、残部をＦｅと不純物で構成した
ものに、更にＣａ０．０２〜０．１重量％、Ａｌ０．０
２〜０．１重量％を添加する。 【効果】 炭素当量の向上とＣａの添加とにより黒鉛の
成長を促し、黒鉛の成長により熱伝導性の向上を図るこ
とができる。
の長い耐食性鋳鉄を提供する。 【構成】 炭素当量４．０〜５．０重量％の範囲で、Ｃ
３．０〜４．５重量％およびＳｉ１．５〜３．０重量％
を含有し、Ｍｎ０．５〜１．５重量％、Ｐ０．２重量％
以下、Ｓ０．０６〜０．２５重量％、Ｃｕ０．１５〜
３．５重量％を含有し、残部をＦｅと不純物で構成した
ものに、更にＣａ０．０２〜０．１重量％、Ａｌ０．０
２〜０．１重量％を添加する。 【効果】 炭素当量の向上とＣａの添加とにより黒鉛の
成長を促し、黒鉛の成長により熱伝導性の向上を図るこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、乗用車等の車両および
産業機械の摺動部材、特にブレーキロータに好適な耐食
鋳鉄に関する。
産業機械の摺動部材、特にブレーキロータに好適な耐食
鋳鉄に関する。
【０００２】
【従来の技術】摩擦熱の発生を伴う摺動部材、ブレーキ
部材は耐熱性や高熱伝導性が要求される。本出願人は、
先に特公昭５９−１１６５３号等で特性良好な耐食性鋳
鉄を提案した。すなわち、炭素当量３．８〜４．５重量
％の範囲で、Ｃ２．８〜４．５重量％およびＳｉ１．５
〜３．０重量％を含有し、さらにＭｎ０．５〜１．２重
量％、Ｐ０．２重量％以下、Ｓ０．０６〜０．２５重量
％、Ｃｕ０．１５〜３．５重量％及び残部としてＦｅと
不純物を含有することを特徴とする錆層の層状剥離抵抗
性を向上させた耐食鋳鉄である。
部材は耐熱性や高熱伝導性が要求される。本出願人は、
先に特公昭５９−１１６５３号等で特性良好な耐食性鋳
鉄を提案した。すなわち、炭素当量３．８〜４．５重量
％の範囲で、Ｃ２．８〜４．５重量％およびＳｉ１．５
〜３．０重量％を含有し、さらにＭｎ０．５〜１．２重
量％、Ｐ０．２重量％以下、Ｓ０．０６〜０．２５重量
％、Ｃｕ０．１５〜３．５重量％及び残部としてＦｅと
不純物を含有することを特徴とする錆層の層状剥離抵抗
性を向上させた耐食鋳鉄である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
車両の高性能化、高級化指向による重量の増加に伴っ
て、摺動材、ブレーキロータに掛かる負荷は増々苛酷に
なり、よりブレーキ性能の良い、耐久性の良い材料が求
められている。この要求に応えるべく、単に炭素当量を
高めて黒鉛の成長を促しても、今度はブレーキ効力（摩
擦係数）が低下するという別の問題が発生する。
車両の高性能化、高級化指向による重量の増加に伴っ
て、摺動材、ブレーキロータに掛かる負荷は増々苛酷に
なり、よりブレーキ性能の良い、耐久性の良い材料が求
められている。この要求に応えるべく、単に炭素当量を
高めて黒鉛の成長を促しても、今度はブレーキ効力（摩
擦係数）が低下するという別の問題が発生する。
【０００４】また、高級化指向並びに商品性向上の要求
から、ブレーキの鳴きをより低減する必要がある。
から、ブレーキの鳴きをより低減する必要がある。
【０００５】この様に、摺動材、特にブレーキ部材に対
する性能向上の要請は留まるところがない。そこで本発
明の目的は摩擦熱を速かに放出できる熱伝導性と、寿命
の長い耐食性鋳鉄を提供することにある。
する性能向上の要請は留まるところがない。そこで本発
明の目的は摩擦熱を速かに放出できる熱伝導性と、寿命
の長い耐食性鋳鉄を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、特
公昭５９−１１６５３号をベースにした研究を鋭意継続
し、ＣａとＡｌの添加が有効であることを見出すことに
成功した。
公昭５９−１１６５３号をベースにした研究を鋭意継続
し、ＣａとＡｌの添加が有効であることを見出すことに
成功した。
【０００７】詳しく説明すると、成分中のＣ，Ｓｉは鋳
鉄を構成する基本的な元素であり、この組合わせにより
黒鉛の形態が変化し、ひいては熱伝導性を左右する。そ
こで、Ｃ重量％＋１／３Ｓｉ重量％で定義される炭素当
量の値をもって鋳鉄組織の指標とする。この炭素当量が
５．０重量％を越えると鋳鉄基地中のフェライト量が増
加して十分な強度を確保することが難かしくなる。ま
た、４．０重量％未満では黒鉛が十分に成長せず、十分
な熱伝導性を確保できない。そこで、炭素当量４．０〜
５．０重量％の範囲で、Ｃ３．０〜４．５重量％および
Ｓｉ１．５〜３．０重量％に設定する。
鉄を構成する基本的な元素であり、この組合わせにより
黒鉛の形態が変化し、ひいては熱伝導性を左右する。そ
こで、Ｃ重量％＋１／３Ｓｉ重量％で定義される炭素当
量の値をもって鋳鉄組織の指標とする。この炭素当量が
５．０重量％を越えると鋳鉄基地中のフェライト量が増
加して十分な強度を確保することが難かしくなる。ま
た、４．０重量％未満では黒鉛が十分に成長せず、十分
な熱伝導性を確保できない。そこで、炭素当量４．０〜
５．０重量％の範囲で、Ｃ３．０〜４．５重量％および
Ｓｉ１．５〜３．０重量％に設定する。
【０００８】添加されるＣａは黒鉛成長の促進元素とし
て作用する。このＣａの添加量が０．０２重量％未満で
はその効果は非常に小さく、逆に、０．１重量％を越え
ると黒鉛を球状化する作用が強まるため、好ましい針状
黒鉛が十分に得られなくなる。そこで、Ｃａの添加量は
０．０２〜０．１重量％の範囲に設定する。
て作用する。このＣａの添加量が０．０２重量％未満で
はその効果は非常に小さく、逆に、０．１重量％を越え
ると黒鉛を球状化する作用が強まるため、好ましい針状
黒鉛が十分に得られなくなる。そこで、Ｃａの添加量は
０．０２〜０．１重量％の範囲に設定する。
【０００９】また、添加されるＡｌは鋳鉄基地中に析出
するフェライトの調整元素として作用する。このＡｌの
添加量が０．０２重量％未満では溶解課程で酸化が進
み、十分な効果が期待できない。逆に、０．１重量％を
越えると黒鉛を球状化する作用が強まるため、好ましい
針状黒鉛が十分に得られなくなる。そこで、Ａｌの添加
量は０．０２〜０．１重量％の範囲に設定する。
するフェライトの調整元素として作用する。このＡｌの
添加量が０．０２重量％未満では溶解課程で酸化が進
み、十分な効果が期待できない。逆に、０．１重量％を
越えると黒鉛を球状化する作用が強まるため、好ましい
針状黒鉛が十分に得られなくなる。そこで、Ａｌの添加
量は０．０２〜０．１重量％の範囲に設定する。
【００１０】以上を総合して本発明は、炭素当量４．０
〜５．０重量％の範囲で、Ｃ３．０〜４．５重量％およ
びＳｉ１．５〜３．０重量％を含有し、Ｍｎ０．５〜
１．５重量％、Ｐ０．２重量％以下、Ｓ０．０６〜０．
２５重量％、Ｃｕ０．１５〜３．５重量％を含有し、残
部をＦｅと不純物で構成したものに、更にＣａ０．０２
〜０．１重量％、Ａｌ０．０２〜０．１重量％を添加し
たことを特徴とする。
〜５．０重量％の範囲で、Ｃ３．０〜４．５重量％およ
びＳｉ１．５〜３．０重量％を含有し、Ｍｎ０．５〜
１．５重量％、Ｐ０．２重量％以下、Ｓ０．０６〜０．
２５重量％、Ｃｕ０．１５〜３．５重量％を含有し、残
部をＦｅと不純物で構成したものに、更にＣａ０．０２
〜０．１重量％、Ａｌ０．０２〜０．１重量％を添加し
たことを特徴とする。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。 実施例１〜実施例５及び比較例；表１は実施例１〜５及
び比較例の成分組成一覧表である。なお、表では鉄Ｆｅ
および不純物を省略した。
れに限定されるものではない。 実施例１〜実施例５及び比較例；表１は実施例１〜５及
び比較例の成分組成一覧表である。なお、表では鉄Ｆｅ
および不純物を省略した。
【００１２】
【表１】
【００１３】表１に示す材料組成の鋳鉄を用いて、直径
２８０ｍｍ，板厚９ｍｍ，ベンチ幅１０ｍｍのベンチレ
ーテッドブレーキディスクを製造した。なお、原材料は
キュポラで溶解し、電極黒鉛，ＦｅＣａ（Ｆｅ３０％Ｃ
ａ合金），Ａｌ（純度９９．７％）を用いて成分を調整
した。鋳造における主型は生砂型、中子はシェル中子を
使用した。実施例１〜５及び比較例の成分組成を以下に
詳述する。
２８０ｍｍ，板厚９ｍｍ，ベンチ幅１０ｍｍのベンチレ
ーテッドブレーキディスクを製造した。なお、原材料は
キュポラで溶解し、電極黒鉛，ＦｅＣａ（Ｆｅ３０％Ｃ
ａ合金），Ａｌ（純度９９．７％）を用いて成分を調整
した。鋳造における主型は生砂型、中子はシェル中子を
使用した。実施例１〜５及び比較例の成分組成を以下に
詳述する。
【００１４】実施例１； 炭素Ｃ ３．９重量％ ケイ素Ｓｉ ２．０５重量％ マンガンＭｎ １．０重量％ リンＰ ０．６重量％未満 硫黄Ｓ ０．１５重量％ 銅Ｃｕ １．０重量％ 不純物 微 量 鉄Ｆｅ 残 量 カルシウムＣａ ０．０２重量％添加 アルミニウムＡｌ ０．０６重量％添加
【００１５】実施例２；実施例１に対して、カルシウム
Ｃａの添加量を増した。即ち、 炭素Ｃ ３．９重量％ ケイ素Ｓｉ ２．０５重量％ マンガンＭｎ １．０重量％ リンＰ ０．６重量％未満 硫黄Ｓ ０．１５重量％ 銅Ｃｕ １．０重量％ 不純物 微 量 鉄Ｆｅ 残 量 カルシウムＣａ ０．０３重量％添加 アルミニウムＡｌ ０．０６重量％添加
Ｃａの添加量を増した。即ち、 炭素Ｃ ３．９重量％ ケイ素Ｓｉ ２．０５重量％ マンガンＭｎ １．０重量％ リンＰ ０．６重量％未満 硫黄Ｓ ０．１５重量％ 銅Ｃｕ １．０重量％ 不純物 微 量 鉄Ｆｅ 残 量 カルシウムＣａ ０．０３重量％添加 アルミニウムＡｌ ０．０６重量％添加
【００１６】実施例３；実施例２に対して、カルシウム
Ｃａの添加量を増した。即ち、 炭素Ｃ ３．９重量％ ケイ素Ｓｉ ２．０５重量％ マンガンＭｎ １．０重量％ リンＰ ０．６重量％未満 硫黄Ｓ ０．１５重量％ 銅Ｃｕ １．０重量％ 不純物 微 量 鉄Ｆｅ 残 量 カルシウムＣａ ０．０４重量％添加 アルミニウムＡｌ ０．０６重量％添加
Ｃａの添加量を増した。即ち、 炭素Ｃ ３．９重量％ ケイ素Ｓｉ ２．０５重量％ マンガンＭｎ １．０重量％ リンＰ ０．６重量％未満 硫黄Ｓ ０．１５重量％ 銅Ｃｕ １．０重量％ 不純物 微 量 鉄Ｆｅ 残 量 カルシウムＣａ ０．０４重量％添加 アルミニウムＡｌ ０．０６重量％添加
【００１７】実施例４；実施例３に対して、カルシウム
Ｃａの添加量を増した。即ち、 炭素Ｃ ３．９重量％ ケイ素Ｓｉ ２．０５重量％ マンガンＭｎ １．０重量％ リンＰ ０．６重量％未満 硫黄Ｓ ０．１５重量％ 銅Ｃｕ １．０重量％ 不純物 微 量 鉄Ｆｅ 残 量 カルシウムＣａ ０．０５重量％添加 アルミニウムＡｌ ０．０６重量％添加
Ｃａの添加量を増した。即ち、 炭素Ｃ ３．９重量％ ケイ素Ｓｉ ２．０５重量％ マンガンＭｎ １．０重量％ リンＰ ０．６重量％未満 硫黄Ｓ ０．１５重量％ 銅Ｃｕ １．０重量％ 不純物 微 量 鉄Ｆｅ 残 量 カルシウムＣａ ０．０５重量％添加 アルミニウムＡｌ ０．０６重量％添加
【００１８】実施例５；実施例１に対して、全面的に成
分及び添加量を変更した。即ち、 炭素Ｃ ３．６重量％ ケイ素Ｓｉ ２．７重量％ マンガンＭｎ １．０重量％ リンＰ ０．６重量％未満 硫黄Ｓ ０．１５重量％ 銅Ｃｕ １．０重量％ 不純物 微 量 鉄Ｆｅ 残 量 カルシウム ０．０４重量％添加 アルミニウム ０．０４重量％添加
分及び添加量を変更した。即ち、 炭素Ｃ ３．６重量％ ケイ素Ｓｉ ２．７重量％ マンガンＭｎ １．０重量％ リンＰ ０．６重量％未満 硫黄Ｓ ０．１５重量％ 銅Ｃｕ １．０重量％ 不純物 微 量 鉄Ｆｅ 残 量 カルシウム ０．０４重量％添加 アルミニウム ０．０４重量％添加
【００１９】比較例； 炭素Ｃ ３．３重量％ ケイ素Ｓｉ ２．０重量％ マンガンＭｎ ０．６重量％ リンＰ ０．６重量％未満 硫黄Ｓ ０．２重量％未満 銅Ｃｕ ０．４重量％ 不純物 微 量 鉄Ｆｅ 残 量
【００２０】上記成分組成のブレーキディスクの寿命、
冷却性能、ブレーキ効力の評価結果を図１〜図４で具体
的に説明する。図１はカルシウム添加量と黒鉛長さの相
関図であり、ブレーキディスクのミクロ組織を観察し、
黒鉛の長さを計測したものであり、カルシウムＣａの量
にほぼ正比例して黒鉛が長くなることが認められた。
冷却性能、ブレーキ効力の評価結果を図１〜図４で具体
的に説明する。図１はカルシウム添加量と黒鉛長さの相
関図であり、ブレーキディスクのミクロ組織を観察し、
黒鉛の長さを計測したものであり、カルシウムＣａの量
にほぼ正比例して黒鉛が長くなることが認められた。
【００２１】図２は炭素量と熱間疲労寿命の相関図であ
り、イナーシャ・ダイナモ上で最高速度から停止までの
制動をクラックが発生まで繰り返した。すなわち、高
温、高負荷における寿命テストを実施した。炭素量の多
い実施例３は従来例の４〜５倍まで寿命が延びた。
り、イナーシャ・ダイナモ上で最高速度から停止までの
制動をクラックが発生まで繰り返した。すなわち、高
温、高負荷における寿命テストを実施した。炭素量の多
い実施例３は従来例の４〜５倍まで寿命が延びた。
【００２２】図３はブレーキ液の温度上昇の比較図であ
り、イナーシャ・ダイナモ上で連続降坂相当のテストを
行ない、発生熱の指標としてブレーキ液の温度を計測し
た。従来例は１３５℃に達したが、これに対して、実施
例３は１２０℃となり、約１５℃の温度低下が認められ
た。
り、イナーシャ・ダイナモ上で連続降坂相当のテストを
行ない、発生熱の指標としてブレーキ液の温度を計測し
た。従来例は１３５℃に達したが、これに対して、実施
例３は１２０℃となり、約１５℃の温度低下が認められ
た。
【００２３】図４はブレーキ効力の比較図であり、イナ
ーシャ・ダイナモ上で、ＪＡＳＯＣ ４０６に準拠した
ブレーキ効力テストを実施し、ブレーキ効力の平均値を
求めた。実施例３の平均ブレーキ効力は摩擦係数μで
０．４以上であり、比較例は０．４未満であった。
ーシャ・ダイナモ上で、ＪＡＳＯＣ ４０６に準拠した
ブレーキ効力テストを実施し、ブレーキ効力の平均値を
求めた。実施例３の平均ブレーキ効力は摩擦係数μで
０．４以上であり、比較例は０．４未満であった。
【００２４】
【発明の効果】以上に述べた通り本発明は、炭素当量
４．０〜５．０重量％の範囲で、Ｃ３．０〜４．５重量
％およびＳｉ１．５〜３．０重量％を含有し、Ｍｎ０．
５〜１．５重量％、Ｐ０．２重量％以下、Ｓ０．０６〜
０．２５重量％、Ｃｕ０．１５〜３．５重量％を含有
し、残部をＦｅと不純物で構成したものに、更にＣａ
０．０２〜０．１重量％、Ａｌ０．０２〜０．１重量％
を添加したことを特徴とし、炭素当量の向上とＣａの添
加とにより黒鉛の成長を促し、黒鉛の成長により熱伝導
性の向上を図り、併せてＡｌを添加することで基地組織
の適正量のフェライトを析出させることができ、これに
よりブレーキ性能の改善が図れるものである。加えて、
黒鉛の成長により摺動特性が改善され、更には共振周波
数が変化することによりブレーキノイズの発生を抑制で
きるという効果もある。
４．０〜５．０重量％の範囲で、Ｃ３．０〜４．５重量
％およびＳｉ１．５〜３．０重量％を含有し、Ｍｎ０．
５〜１．５重量％、Ｐ０．２重量％以下、Ｓ０．０６〜
０．２５重量％、Ｃｕ０．１５〜３．５重量％を含有
し、残部をＦｅと不純物で構成したものに、更にＣａ
０．０２〜０．１重量％、Ａｌ０．０２〜０．１重量％
を添加したことを特徴とし、炭素当量の向上とＣａの添
加とにより黒鉛の成長を促し、黒鉛の成長により熱伝導
性の向上を図り、併せてＡｌを添加することで基地組織
の適正量のフェライトを析出させることができ、これに
よりブレーキ性能の改善が図れるものである。加えて、
黒鉛の成長により摺動特性が改善され、更には共振周波
数が変化することによりブレーキノイズの発生を抑制で
きるという効果もある。
【図１】カルシウム添加量と黒鉛長さの相関図
【図２】炭素量と熱間疲労寿命の相関図
【図３】ブレーキ液の温度上昇の比較図
【図４】ブレーキ効力の比較図
フロントページの続き (72)発明者 酒井 潤 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 炭素当量４．０〜５．０重量％の範囲
で、Ｃ３．０〜４．５重量％およびＳｉ１．５〜３．０
重量％を含有し、Ｍｎ０．５〜１．５重量％、Ｐ０．２
重量％以下、Ｓ０．０６〜０．２５重量％、Ｃｕ０．１
５〜３．５重量％を含有し、残部をＦｅと不純物で構成
したものに、更にＣａ０．０２〜０．１重量％、Ａｌ
０．０２〜０．１重量％を添加したことを特徴とする高
熱伝導性耐食鋳鉄。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14727693A JP3294675B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 高熱伝導性耐食鋳鉄 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14727693A JP3294675B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 高熱伝導性耐食鋳鉄 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH073380A true JPH073380A (ja) | 1995-01-06 |
| JP3294675B2 JP3294675B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=15426554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14727693A Expired - Fee Related JP3294675B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 高熱伝導性耐食鋳鉄 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3294675B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013082221A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Federal-Mogul Corporation | High modulus wear resistant gray cast iron for piston ring applications |
| WO2013122248A1 (ja) | 2012-02-17 | 2013-08-22 | 本田技研工業株式会社 | 鋳鉄およびブレーキ部品 |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP14727693A patent/JP3294675B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013082221A1 (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Federal-Mogul Corporation | High modulus wear resistant gray cast iron for piston ring applications |
| US9091345B2 (en) | 2011-11-30 | 2015-07-28 | Federal-Mogul Corporation | High modulus wear resistant gray cast iron for piston ring applications |
| WO2013122248A1 (ja) | 2012-02-17 | 2013-08-22 | 本田技研工業株式会社 | 鋳鉄およびブレーキ部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3294675B2 (ja) | 2002-06-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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