JPH09279270A - 耐摩耗性、耐熱性および耐食性を備えた軽量なＡｌ基複合部材 - Google Patents
耐摩耗性、耐熱性および耐食性を備えた軽量なＡｌ基複合部材Info
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- JPH09279270A JPH09279270A JP8088235A JP8823596A JPH09279270A JP H09279270 A JPH09279270 A JP H09279270A JP 8088235 A JP8088235 A JP 8088235A JP 8823596 A JP8823596 A JP 8823596A JP H09279270 A JPH09279270 A JP H09279270A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生産コストの上昇を抑制され、且つ耐摩耗
性、耐熱性および耐食性を備えた軽量な複合ブレーキデ
ィスクを提供する。 【解決手段】 複合ブレーキディスク１は、その全体
を、多孔質アルミナプレフォーム５1 とその多孔質アル
ミナプレフォーム５1 に含浸されたＡｌ系マトリックス
６とからなる複合部より構成される。多孔質アルミナプ
レフォーム５1 の原料粉末としては、平均粒径ｄ1 が２
０μｍ≦ｄ1 ≦２００μｍで、安価なか焼アルミナ粉末
７と平均粒径ｄ2 が０．５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕
アルミナ粉末８との混合粉末が用いられている。
性、耐熱性および耐食性を備えた軽量な複合ブレーキデ
ィスクを提供する。 【解決手段】 複合ブレーキディスク１は、その全体
を、多孔質アルミナプレフォーム５1 とその多孔質アル
ミナプレフォーム５1 に含浸されたＡｌ系マトリックス
６とからなる複合部より構成される。多孔質アルミナプ
レフォーム５1 の原料粉末としては、平均粒径ｄ1 が２
０μｍ≦ｄ1 ≦２００μｍで、安価なか焼アルミナ粉末
７と平均粒径ｄ2 が０．５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕
アルミナ粉末８との混合粉末が用いられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は耐摩耗性、耐熱性お
よび耐食性を備えた軽量なＡｌ基複合部材、特に、部材
の少なくとも一部を複合部より構成されたＡｌ基複合部
材に関する。
よび耐食性を備えた軽量なＡｌ基複合部材、特に、部材
の少なくとも一部を複合部より構成されたＡｌ基複合部
材に関する。
【０００２】この種部材には、例えば、自動車部品にお
いて、全体を複合部より構成された複合ブレーキディス
ク、シリンダボア回りを複合部より構成された複合シリ
ンダブロック等が含まれる。
いて、全体を複合部より構成された複合ブレーキディス
ク、シリンダボア回りを複合部より構成された複合シリ
ンダブロック等が含まれる。
【０００３】
【従来の技術】例えば、自動車用ブレーキディスクに
は、摩擦係数が安定していること、耐摩耗性、高熱伝導
性および耐熱性を有すること等が要求される。この場
合、前記耐熱性には高温強度、耐熱変形性等が含まれ
る。
は、摩擦係数が安定していること、耐摩耗性、高熱伝導
性および耐熱性を有すること等が要求される。この場
合、前記耐熱性には高温強度、耐熱変形性等が含まれ
る。
【０００４】この要求特性を満たすべく、従来のブレー
キディスクはその全体を鋳鉄より構成されている。
キディスクはその全体を鋳鉄より構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鋳鉄は
比重が高く、したがって、従来の鋳鉄製ブレーキディス
クは現在の車両軽量化の要請にそぐわず、また錆易く耐
食性が低い、という問題もある。
比重が高く、したがって、従来の鋳鉄製ブレーキディス
クは現在の車両軽量化の要請にそぐわず、また錆易く耐
食性が低い、という問題もある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、複合部におけ
る強化材として多孔質アルミナプレフォームを用い、ま
たマトリックスをＡｌ系マトリックスとすることによ
り、軽量化および耐食性の向上を達成されると共にその
多孔質アルミナプレフォームを用いたことによる生産コ
ストの上昇を抑制され、しかもその他の特性が鋳鉄製部
材と同等若しくはそれ以上であるＡｌ基複合部材を提供
することを目的とする。
る強化材として多孔質アルミナプレフォームを用い、ま
たマトリックスをＡｌ系マトリックスとすることによ
り、軽量化および耐食性の向上を達成されると共にその
多孔質アルミナプレフォームを用いたことによる生産コ
ストの上昇を抑制され、しかもその他の特性が鋳鉄製部
材と同等若しくはそれ以上であるＡｌ基複合部材を提供
することを目的とする。
【０００７】前記目的を達成するため本発明によれば、
部材の少なくとも一部を、多孔質アルミナプレフォーム
とその多孔質アルミナプレフォームに含浸されたＡｌ系
マトリックスとからなる複合部より構成され、前記多孔
質アルミナプレフォームの原料粉末として、平均粒径ｄ
1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦２００μｍのか焼アルミナ粉末と
平均粒径ｄ2 が０．５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アル
ミナ粉末との混合粉末が用いられているＡｌ基複合部材
が提供される。
部材の少なくとも一部を、多孔質アルミナプレフォーム
とその多孔質アルミナプレフォームに含浸されたＡｌ系
マトリックスとからなる複合部より構成され、前記多孔
質アルミナプレフォームの原料粉末として、平均粒径ｄ
1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦２００μｍのか焼アルミナ粉末と
平均粒径ｄ2 が０．５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アル
ミナ粉末との混合粉末が用いられているＡｌ基複合部材
が提供される。
【０００８】前記か焼アルミナ粉末は、バイヤー法の水
酸化アルミニウムから得られ、且つ粉砕処理を施されて
いないものであって、１０μｍ以下のアルミナ単結晶の
凝集体である。
酸化アルミニウムから得られ、且つ粉砕処理を施されて
いないものであって、１０μｍ以下のアルミナ単結晶の
凝集体である。
【０００９】したがって、か焼アルミナ粉末は、それを
粉砕して得られる粉砕アルミナ粉末に比べて安価である
といった利点を有するが、その平均粒径ｄ1 が２０μｍ
≦ｄ 1 ≦２００μｍと大きいことからか焼アルミナ粉末
を単独で用いた場合には、複合部における多孔質アルミ
ナプレフォームの体積分率Ｖｆは低くなる。例えば、平
均粒径ｄ1 がｄ1 ＝２０μｍのか焼アルミナ粉末を用い
た場合、多孔質アルミナプレフォームの体積分率Ｖｆは
Ｖｆ≒３２％であり、平均粒径ｄ1 がｄ1 ＝２００μｍ
のか焼アルミナ粉末を用いた場合、多孔質アルミナプレ
フォームの体積分率ＶｆはＶｆ≒２５％となる。
粉砕して得られる粉砕アルミナ粉末に比べて安価である
といった利点を有するが、その平均粒径ｄ1 が２０μｍ
≦ｄ 1 ≦２００μｍと大きいことからか焼アルミナ粉末
を単独で用いた場合には、複合部における多孔質アルミ
ナプレフォームの体積分率Ｖｆは低くなる。例えば、平
均粒径ｄ1 がｄ1 ＝２０μｍのか焼アルミナ粉末を用い
た場合、多孔質アルミナプレフォームの体積分率Ｖｆは
Ｖｆ≒３２％であり、平均粒径ｄ1 がｄ1 ＝２００μｍ
のか焼アルミナ粉末を用いた場合、多孔質アルミナプレ
フォームの体積分率ＶｆはＶｆ≒２５％となる。
【００１０】Ａｌ基複合部材の一例である複合ブレーキ
ディスク、例えば、全体を複合部より構成され、且つ多
孔質アルミナプレフォームが均質である複合ブレーキデ
ィスクにおいては、その複合ディスク部の摺動特性等を
考慮すると、多孔質アルミナプレフォームには約６０％
の体積分率Ｖｆを持つことが要求される。
ディスク、例えば、全体を複合部より構成され、且つ多
孔質アルミナプレフォームが均質である複合ブレーキデ
ィスクにおいては、その複合ディスク部の摺動特性等を
考慮すると、多孔質アルミナプレフォームには約６０％
の体積分率Ｖｆを持つことが要求される。
【００１１】そこで、か焼アルミナ粉末に、平均粒径ｄ
2 が０．５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アルミナ粉末を
併用するもので、これにより、多孔質アルミナプレフォ
ームにおいて、か焼アルミナ粉末の粒子相互間の空隙を
粉砕アルミナ粉末の粒子により埋めて、その多孔質アル
ミナプレフォームの体積分率Ｖｆを高めることが可能と
なる。
2 が０．５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アルミナ粉末を
併用するもので、これにより、多孔質アルミナプレフォ
ームにおいて、か焼アルミナ粉末の粒子相互間の空隙を
粉砕アルミナ粉末の粒子により埋めて、その多孔質アル
ミナプレフォームの体積分率Ｖｆを高めることが可能と
なる。
【００１２】この場合、混合粉末において、安価なか焼
アルミナ粉末の配合量を５０重量％以上に高めることが
できるので、多孔質アルミナプレフォームを用いたこと
によるＡｌ基複合部材の生産コストの上昇を抑制するこ
とが可能である。
アルミナ粉末の配合量を５０重量％以上に高めることが
できるので、多孔質アルミナプレフォームを用いたこと
によるＡｌ基複合部材の生産コストの上昇を抑制するこ
とが可能である。
【００１３】またＡｌ基複合部材は、鋳鉄製部材および
一部を鋳鉄より構成されたＡｌ系部材に比べて軽量であ
ると共に鋳鉄製部材およびＡｌ系部材の鋳鉄製構成部よ
りも優れた耐摩耗性、耐食性、熱伝導性および摩擦係数
の安定性を有する。その上、耐熱性および機械加工性に
ついては、Ａｌ基複合部材は鋳鉄製部材および鋳鉄製構
成部と同等である。
一部を鋳鉄より構成されたＡｌ系部材に比べて軽量であ
ると共に鋳鉄製部材およびＡｌ系部材の鋳鉄製構成部よ
りも優れた耐摩耗性、耐食性、熱伝導性および摩擦係数
の安定性を有する。その上、耐熱性および機械加工性に
ついては、Ａｌ基複合部材は鋳鉄製部材および鋳鉄製構
成部と同等である。
【００１４】ただし、か焼アルミナ粉末および粉砕アル
ミナ粉末の平均粒径ｄ1 ，ｄ2 がそれぞれ前記範囲を逸
脱すると、多孔質アルミナプレフォームの体積分率Ｖｆ
の調整が困難となる。
ミナ粉末の平均粒径ｄ1 ，ｄ2 がそれぞれ前記範囲を逸
脱すると、多孔質アルミナプレフォームの体積分率Ｖｆ
の調整が困難となる。
【００１５】また前記目的を達成するため本発明によれ
ば、部材の少なくとも一部を、多孔質アルミナプレフォ
ームとその多孔質アルミナプレフォームに含浸されたＡ
ｌ系マトリックスとからなる複合部より構成され、前記
複合部はその一部に摺動領域を有し、前記多孔質アルミ
ナプレフォームは前記摺動領域を強化するための第１強
化部と、その第１強化部と一体の第２強化部とを備え、
前記第１強化部の原料粉末として、平均粒径ｄ1 が２０
μｍ≦ｄ1 ≦２００μｍのか焼アルミナ粉末と平均粒径
ｄ2 が０．５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アルミナ粉末
との混合粉末が用いられ、前記第２強化部の原料粉末と
して、平均粒径ｄ1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦２００μｍのか
焼アルミナ粉末が用いられているＡｌ基複合部材が提供
される。
ば、部材の少なくとも一部を、多孔質アルミナプレフォ
ームとその多孔質アルミナプレフォームに含浸されたＡ
ｌ系マトリックスとからなる複合部より構成され、前記
複合部はその一部に摺動領域を有し、前記多孔質アルミ
ナプレフォームは前記摺動領域を強化するための第１強
化部と、その第１強化部と一体の第２強化部とを備え、
前記第１強化部の原料粉末として、平均粒径ｄ1 が２０
μｍ≦ｄ1 ≦２００μｍのか焼アルミナ粉末と平均粒径
ｄ2 が０．５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アルミナ粉末
との混合粉末が用いられ、前記第２強化部の原料粉末と
して、平均粒径ｄ1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦２００μｍのか
焼アルミナ粉末が用いられているＡｌ基複合部材が提供
される。
【００１６】前記摺動領域を強化する第１強化部におい
ては両粉末が併用されているので、その第１強化部の体
積分率Ｖｆを高めて、摺動領域に耐摩耗性および摩擦係
数の安定性を具備させることができる。
ては両粉末が併用されているので、その第１強化部の体
積分率Ｖｆを高めて、摺動領域に耐摩耗性および摩擦係
数の安定性を具備させることができる。
【００１７】また多孔質アルミナプレフォームの主体を
なす第２強化部には安価なか焼アルミナ粉末のみが用い
られているので、前記の場合よりも多孔質アルミナプレ
フォームの生産コストを低減することが可能である。
なす第２強化部には安価なか焼アルミナ粉末のみが用い
られているので、前記の場合よりも多孔質アルミナプレ
フォームの生産コストを低減することが可能である。
【００１８】さらにＡｌ基複合部材は前記同様に軽量で
あり、その上優れた耐食性および熱伝導性を有する。
あり、その上優れた耐食性および熱伝導性を有する。
【００１９】第２強化部の体積分率Ｖｆは第１強化部の
それに比べて低くなるが、Ａｌ系マトリックスとの複合
化により十分な強度が得られるので、実用上何等支障は
ない。
それに比べて低くなるが、Ａｌ系マトリックスとの複合
化により十分な強度が得られるので、実用上何等支障は
ない。
【００２０】なお、か焼アルミナ粉末および粉砕アルミ
ナ粉末の平均粒径ｄ1 ，ｄ2 の限定理由は前記と同じで
ある。
ナ粉末の平均粒径ｄ1 ，ｄ2 の限定理由は前記と同じで
ある。
【００２１】
〔実施例１〕図１，２は、全体を複合部より構成された
Ａｌ基複合部材としての自動車用複合ブレーキディスク
１の一例を示す。その複合ブレーキディスク１は、端板
２を備えた円筒部３およびその円筒部３の開口外周縁に
連設されたフランジ状ディスク部４を有する多孔質アル
ミナプレフォーム５1 と、その多孔質アルミナプレフォ
ーム５1 に含浸されたＡｌ系マトリックス６とより構成
される。
Ａｌ基複合部材としての自動車用複合ブレーキディスク
１の一例を示す。その複合ブレーキディスク１は、端板
２を備えた円筒部３およびその円筒部３の開口外周縁に
連設されたフランジ状ディスク部４を有する多孔質アル
ミナプレフォーム５1 と、その多孔質アルミナプレフォ
ーム５1 に含浸されたＡｌ系マトリックス６とより構成
される。
【００２２】複合ブレーキディスク１において、その複
合端板１ａはそれに形成された複数のボルト挿通孔１ｂ
およびボルト・ナットを介してホイールリムに取付けら
れ、また複合ディスク部１ｃは一対の摩擦パット間に配
設される。
合端板１ａはそれに形成された複数のボルト挿通孔１ｂ
およびボルト・ナットを介してホイールリムに取付けら
れ、また複合ディスク部１ｃは一対の摩擦パット間に配
設される。
【００２３】多孔質アルミナプレフォーム５1 の原料粉
末としては、平均粒径ｄ1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦２００μ
ｍのか焼アルミナ粉末７と平均粒径ｄ2 が０．５μｍ≦
ｄ2≦１０μｍの粉砕アルミナ粉末８との混合粉末が用
いられている。Ａｌ系マトリックスは、ＡｌまたはＡｌ
合金よりなる。
末としては、平均粒径ｄ1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦２００μ
ｍのか焼アルミナ粉末７と平均粒径ｄ2 が０．５μｍ≦
ｄ2≦１０μｍの粉砕アルミナ粉末８との混合粉末が用
いられている。Ａｌ系マトリックスは、ＡｌまたはＡｌ
合金よりなる。
【００２４】前記のように両粉末７，８を併用すると、
多孔質アルミナプレフォーム５1 において、粗大なか焼
アルミナ粉末７の粒子相互間の空隙を粉砕アルミナ粉末
８の粒子により埋めて、その多孔質アルミナプレフォー
ム５1 の体積分率Ｖｆを高めることが可能となる。
多孔質アルミナプレフォーム５1 において、粗大なか焼
アルミナ粉末７の粒子相互間の空隙を粉砕アルミナ粉末
８の粒子により埋めて、その多孔質アルミナプレフォー
ム５1 の体積分率Ｖｆを高めることが可能となる。
【００２５】この場合、混合粉末において、安価なか焼
アルミナ粉末７の配合量を５０重量％以上に高めること
ができるので、多孔質アルミナプレフォーム５1 を用い
たことによる複合ブレーキディスク１の生産コストの上
昇を抑制することが可能である。
アルミナ粉末７の配合量を５０重量％以上に高めること
ができるので、多孔質アルミナプレフォーム５1 を用い
たことによる複合ブレーキディスク１の生産コストの上
昇を抑制することが可能である。
【００２６】また、この複合ブレーキディスク１は、鋳
鉄製ブレーキディスクに比べて格段に軽量であると共に
鋳鉄製ブレーキディスクよりも優れた耐摩耗性、耐食
性、熱伝導性および摩擦係数の安定性を有する。その
上、耐熱性および機械加工性については、複合ブレーキ
ディスク１は鋳鉄製ブレーキディスクと同等である。
鉄製ブレーキディスクに比べて格段に軽量であると共に
鋳鉄製ブレーキディスクよりも優れた耐摩耗性、耐食
性、熱伝導性および摩擦係数の安定性を有する。その
上、耐熱性および機械加工性については、複合ブレーキ
ディスク１は鋳鉄製ブレーキディスクと同等である。
【００２７】複合ブレーキディスク１の製造に当って
は、多孔質アルミナプレフォーム５1の成形、その多孔
質アルミナプレフォーム５1 へのＡｌ溶湯またはＡｌ合
金溶湯の含浸および所定の機械加工、といった作業が順
次行われる。
は、多孔質アルミナプレフォーム５1の成形、その多孔
質アルミナプレフォーム５1 へのＡｌ溶湯またはＡｌ合
金溶湯の含浸および所定の機械加工、といった作業が順
次行われる。
【００２８】多孔質アルミナプレフォーム５1 の成形は
次のような手順で行われる。
次のような手順で行われる。
【００２９】（１） 平均粒径ｄ1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦
２００μｍのか焼アルミナ粉末７と平均粒径ｄ2 が０．
５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アルミナ粉末８とを混合
して混合粉末を調製する。
２００μｍのか焼アルミナ粉末７と平均粒径ｄ2 が０．
５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アルミナ粉末８とを混合
して混合粉末を調製する。
【００３０】この混合粉末において、か焼アルミナ粉末
７の配合量Ａ1 は５０重量％≦Ａ1≦８０重量％に、ま
た粉砕アルミナ粉末８の配合量Ａ2 は２０重量％≦Ａ2
≦５０重量％にそれぞれ設定される。この場合、か焼ア
ルミナ粉末７の配合量Ａ1 がＡ1 ＜５０重量％では複合
ブレーキディスク１の経済性が損われ、一方、Ａ1 ＞８
０重量％では、粉砕アルミナ粉末８の配合量が過少とな
るため、それら粉砕アルミナ粉末８の粒子によりか焼ア
ルミナ粉末７の粒子相互間の空隙を十分に埋めることが
できず、その結果、多孔質アルミナプレフォーム５1 の
体積分率Ｖｆを目標通りに高めることができなくなる。
７の配合量Ａ1 は５０重量％≦Ａ1≦８０重量％に、ま
た粉砕アルミナ粉末８の配合量Ａ2 は２０重量％≦Ａ2
≦５０重量％にそれぞれ設定される。この場合、か焼ア
ルミナ粉末７の配合量Ａ1 がＡ1 ＜５０重量％では複合
ブレーキディスク１の経済性が損われ、一方、Ａ1 ＞８
０重量％では、粉砕アルミナ粉末８の配合量が過少とな
るため、それら粉砕アルミナ粉末８の粒子によりか焼ア
ルミナ粉末７の粒子相互間の空隙を十分に埋めることが
できず、その結果、多孔質アルミナプレフォーム５1 の
体積分率Ｖｆを目標通りに高めることができなくなる。
【００３１】前記混合粉末には、多孔質アルミナプレフ
ォーム５1 の強度向上を狙ってバインダが混入される。
この種のバインダとしては、主として有機バインダが用
いられ、その有機バインダにはポリマーバインダ等が該
当する。
ォーム５1 の強度向上を狙ってバインダが混入される。
この種のバインダとしては、主として有機バインダが用
いられ、その有機バインダにはポリマーバインダ等が該
当する。
【００３２】バインダの配合量Ｂは、混合粉末とバイン
ダとよりなる原料において、１重量％≦Ｂ≦２重量％に
設定される。この場合、バインダの配合量ＢがＢ＜１重
量％では、その配合量が過少となるため多孔質アルミナ
プレフォーム５1 の強度を向上させることができず、一
方、Ｂ＞２重量％に設定しても、多孔質アルミナプレフ
ォーム５1 の強度は殆ど変わらない。したがって、必要
以上のバインダを使用することによる多孔質アルミナプ
レフォーム５1 の生産コスト増を招くだけである。
ダとよりなる原料において、１重量％≦Ｂ≦２重量％に
設定される。この場合、バインダの配合量ＢがＢ＜１重
量％では、その配合量が過少となるため多孔質アルミナ
プレフォーム５1 の強度を向上させることができず、一
方、Ｂ＞２重量％に設定しても、多孔質アルミナプレフ
ォーム５1 の強度は殆ど変わらない。したがって、必要
以上のバインダを使用することによる多孔質アルミナプ
レフォーム５1 の生産コスト増を招くだけである。
【００３３】（２） 図３に示すように、圧縮成形型９
における下型１０の多孔質アルミナプレフォーム成形用
キャビティ１１内に原料１２を投入し、次いで原料１２
を１００〜２００℃に加熱して有機バインダを溶融し、
その後、図４に示すように上型１３を下降させ、成形圧
Ｐを３kgｆ／cm2 ≦Ｐ≦１０kgｆ／cm2 に設定して圧縮
成形を行い、これにより多孔質アルミナプレフォーム５
1 を得る。この場合、成形圧ＰがＰ＜３kgｆ／cm2 では
十分な成形を行うことができず、一方、Ｐ＞１０kgｆ／
cm2 に設定する必要はなく、徒に加圧設備の高騰を招く
だけである。
における下型１０の多孔質アルミナプレフォーム成形用
キャビティ１１内に原料１２を投入し、次いで原料１２
を１００〜２００℃に加熱して有機バインダを溶融し、
その後、図４に示すように上型１３を下降させ、成形圧
Ｐを３kgｆ／cm2 ≦Ｐ≦１０kgｆ／cm2 に設定して圧縮
成形を行い、これにより多孔質アルミナプレフォーム５
1 を得る。この場合、成形圧ＰがＰ＜３kgｆ／cm2 では
十分な成形を行うことができず、一方、Ｐ＞１０kgｆ／
cm2 に設定する必要はなく、徒に加圧設備の高騰を招く
だけである。
【００３４】多孔質アルミナプレフォーム５1 へのＡｌ
溶湯またはＡｌ合金溶湯の含浸は次のような手順で行わ
れる。
溶湯またはＡｌ合金溶湯の含浸は次のような手順で行わ
れる。
【００３５】図５に示すように、多孔質アルミナプレフ
ォーム５1 を金型１４の凹部１５内に設置し、次いで多
孔質アルミナプレフォーム５1 を３００〜５００℃（有
機バインダがセラミック化しない温度）に予熱し、その
後、多孔質アルミナプレフォーム５1 を金型１４と共に
窒素ガス雰囲気に保持された炉内に設置する。そして、
７００〜９００℃のＡｌ溶湯またはＡｌ合金溶湯１６を
凹部１５内に注入して、その溶湯１６内に多孔質アルミ
ナプレフォーム５1 を埋没させ、この状態を１〜６０分
間保持する。この間に、Ａｌ溶湯等１６が多孔質アルミ
ナプレフォーム５1 の孔部内に毛管現象により含浸され
て複合ブレーキディスク素材が得られ、その後Ａｌ溶湯
等１６は凝固する。
ォーム５1 を金型１４の凹部１５内に設置し、次いで多
孔質アルミナプレフォーム５1 を３００〜５００℃（有
機バインダがセラミック化しない温度）に予熱し、その
後、多孔質アルミナプレフォーム５1 を金型１４と共に
窒素ガス雰囲気に保持された炉内に設置する。そして、
７００〜９００℃のＡｌ溶湯またはＡｌ合金溶湯１６を
凹部１５内に注入して、その溶湯１６内に多孔質アルミ
ナプレフォーム５1 を埋没させ、この状態を１〜６０分
間保持する。この間に、Ａｌ溶湯等１６が多孔質アルミ
ナプレフォーム５1 の孔部内に毛管現象により含浸され
て複合ブレーキディスク素材が得られ、その後Ａｌ溶湯
等１６は凝固する。
【００３６】炉内から複合ブレーキディスク素材と共に
金型１４を取出して空冷し、次いで、複合ブレーキディ
スク素材を離型する。
金型１４を取出して空冷し、次いで、複合ブレーキディ
スク素材を離型する。
【００３７】Ａｌ合金としては、例えば、ＪＩＳ ＡＣ
７Ａ等が用いられる。
７Ａ等が用いられる。
【００３８】複合ブレーキディスク素材に対する機械加
工は、過剰のＡｌ部分またはＡｌ合金部分を除去するた
めの切削加工、ボルト挿通孔１ｂを形成するための孔あ
け加工等である。
工は、過剰のＡｌ部分またはＡｌ合金部分を除去するた
めの切削加工、ボルト挿通孔１ｂを形成するための孔あ
け加工等である。
【００３９】以下、複合ブレーキディスク１の製造につ
いて具体的に説明する。
いて具体的に説明する。
【００４０】（１） 平均粒径ｄ1 ＝５５μｍのか焼ア
ルミナ粉末７０重量％と、平均粒径ｄ2 ＝２．５μｍの
粉砕アルミナ粉末３０重量％とを混合して混合粉末を調
製した。次いで、混合粉末に配合量Ｂ＝１．５重量％の
ポリマーバインダを混入して原料を調製した。
ルミナ粉末７０重量％と、平均粒径ｄ2 ＝２．５μｍの
粉砕アルミナ粉末３０重量％とを混合して混合粉末を調
製した。次いで、混合粉末に配合量Ｂ＝１．５重量％の
ポリマーバインダを混入して原料を調製した。
【００４１】（２） 図３に示すように、圧縮成形型９
の下型キャビティ１１内に２kgの原料１２を投入し、次
いで原料１２を１５０℃に加熱してポリマーバインダを
溶融し、その後、図４に示したように上型１３を下降さ
せ、成形圧Ｐ＝７kgｆ／cm2にて圧縮成形を行い、これ
により体積分率Ｖｆ＝６０％の多孔質アルミナプレフォ
ーム５1 を得た。
の下型キャビティ１１内に２kgの原料１２を投入し、次
いで原料１２を１５０℃に加熱してポリマーバインダを
溶融し、その後、図４に示したように上型１３を下降さ
せ、成形圧Ｐ＝７kgｆ／cm2にて圧縮成形を行い、これ
により体積分率Ｖｆ＝６０％の多孔質アルミナプレフォ
ーム５1 を得た。
【００４２】（３） 図５に示したように、多孔質アル
ミナプレフォーム５1 を金型１４の凹部１５内に設置
し、次いで多孔質アルミナプレフォーム５1 を４００℃
に予熱し、その後、多孔質アルミナプレフォーム５1 を
金型１４と共に窒素ガス雰囲気に保持された炉内に設置
した。そして、８００℃のＡｌ溶湯１６を凹部１５内に
注入して、そのＡｌ溶湯１６内に多孔質アルミナプレフ
ォーム５1 を埋没させ、この状態を３０分間保持して複
合ブレーキディスク素材を得た。
ミナプレフォーム５1 を金型１４の凹部１５内に設置
し、次いで多孔質アルミナプレフォーム５1 を４００℃
に予熱し、その後、多孔質アルミナプレフォーム５1 を
金型１４と共に窒素ガス雰囲気に保持された炉内に設置
した。そして、８００℃のＡｌ溶湯１６を凹部１５内に
注入して、そのＡｌ溶湯１６内に多孔質アルミナプレフ
ォーム５1 を埋没させ、この状態を３０分間保持して複
合ブレーキディスク素材を得た。
【００４３】炉内から複合ブレーキディスク素材と共に
金型１４を取出して空冷し、次いで複合ブレーキディス
ク素材を離型した。
金型１４を取出して空冷し、次いで複合ブレーキディス
ク素材を離型した。
【００４４】（４） 複合ブレーキディスク素材に機械
加工を施して、図１，２に示した複合ブレーキディスク
１を得た。
加工を施して、図１，２に示した複合ブレーキディスク
１を得た。
【００４５】次に、複合ブレーキディスク１および鋳鉄
製ブレーキディスク（ＪＩＳ ＦＣ２５０）について、
それらの特性を比較したところ、次のような結果を得
た。
製ブレーキディスク（ＪＩＳ ＦＣ２５０）について、
それらの特性を比較したところ、次のような結果を得
た。
【００４６】（１） 軽量性 複合ブレーキディスク１の比重ｓはｓ＝３であり、一方
鋳鉄製ブレーキディスクの比重ｓはｓ＝７であった。こ
のことから、複合ブレーキディスク１の重量は鋳鉄製ブ
レーキディスクの重量の約２分の１であることが判明し
た。
鋳鉄製ブレーキディスクの比重ｓはｓ＝７であった。こ
のことから、複合ブレーキディスク１の重量は鋳鉄製ブ
レーキディスクの重量の約２分の１であることが判明し
た。
【００４７】（２） 耐摩耗性および鳴き 複合ブレーキディスク１および鋳鉄製ブレーキディスク
をそれぞれ自動車のディスクブレーキ装置に組込んだ。
この場合、両摩擦パットとしては、グラファイト、アラ
ミド繊維およびフェノール樹脂よりなるものを選定し
た。
をそれぞれ自動車のディスクブレーキ装置に組込んだ。
この場合、両摩擦パットとしては、グラファイト、アラ
ミド繊維およびフェノール樹脂よりなるものを選定し
た。
【００４８】そして、走行距離５００００km後におけ
る、複合ブレーキディスク１および摩擦パットの組合せ
例１ならびに鋳鉄製ブレーキディスクおよび摩擦パット
の組合せ例２について、ディスクおよびパットの摩耗量
を測定した。表１は測定結果を示す。
る、複合ブレーキディスク１および摩擦パットの組合せ
例１ならびに鋳鉄製ブレーキディスクおよび摩擦パット
の組合せ例２について、ディスクおよびパットの摩耗量
を測定した。表１は測定結果を示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】表１から明らかなように、組合せ例１にお
ける複合ブレーキディスク１および摩擦パットの各摩耗
量は、組合せ例２における鋳鉄製ブレーキディスクおよ
び摩擦パットの各摩耗量の２分の１である。したがっ
て、複合ブレーキディスク１は鋳鉄製ブレーキディスク
に比べて優れた耐摩耗性を有するだけでなく、相手部材
である摩擦パットの摩耗を抑制する、という特性を有す
ることが判明した。
ける複合ブレーキディスク１および摩擦パットの各摩耗
量は、組合せ例２における鋳鉄製ブレーキディスクおよ
び摩擦パットの各摩耗量の２分の１である。したがっ
て、複合ブレーキディスク１は鋳鉄製ブレーキディスク
に比べて優れた耐摩耗性を有するだけでなく、相手部材
である摩擦パットの摩耗を抑制する、という特性を有す
ることが判明した。
【００５１】また制動時における鳴きについて調べたと
ころ、その鳴きは複合ブレーキディスク１の場合、全く
気にならないレベルであったが、鋳鉄製ブレーキディス
クの場合、気になるレベルであり、したがって複合ブレ
ーキディスク１はブレーキノイズ抑制効果を有すること
が判明した。
ころ、その鳴きは複合ブレーキディスク１の場合、全く
気にならないレベルであったが、鋳鉄製ブレーキディス
クの場合、気になるレベルであり、したがって複合ブレ
ーキディスク１はブレーキノイズ抑制効果を有すること
が判明した。
【００５２】（３） 耐食性 複合ブレーキディスク１および鋳鉄製ブレーキディスク
について、塩水噴霧試験を行った。この試験は、ＪＩＳ
Ｚ２３７１に則って行われ、噴霧時間は１０００時間
に設定された。
について、塩水噴霧試験を行った。この試験は、ＪＩＳ
Ｚ２３７１に則って行われ、噴霧時間は１０００時間
に設定された。
【００５３】前記試験後、目視検査を行ったところ、複
合ブレーキディスク１には錆が僅かに発生していたが、
鋳鉄製ブレーキディスクには赤錆が著しく発生してい
た。
合ブレーキディスク１には錆が僅かに発生していたが、
鋳鉄製ブレーキディスクには赤錆が著しく発生してい
た。
【００５４】また腐食減量は、複合ブレーキディスク１
の場合、１．８ｇであったが、鋳鉄製ブレーキディスク
の場合、２１ｇであって、複合ブレーキディスク１の腐
食減量は鋳鉄製ブレーキディスクのそれの約１０分の１
であった。
の場合、１．８ｇであったが、鋳鉄製ブレーキディスク
の場合、２１ｇであって、複合ブレーキディスク１の腐
食減量は鋳鉄製ブレーキディスクのそれの約１０分の１
であった。
【００５５】これらのことから、複合ブレーキディスク
１は鋳鉄製ブレーキディスクに比べて優れた耐食性を有
することが判明した。
１は鋳鉄製ブレーキディスクに比べて優れた耐食性を有
することが判明した。
【００５６】（４） 摩擦係数μの安定性 複合ブレーキディスク１を備えたディスクブレーキ装置
および鋳鉄製ブレーキディスクを備えたディスクブレー
キ装置をそれぞれブレーキダイナモに取付け、複合ブレ
ーキディスク１および鋳鉄製ブレーキディスクについ
て、５０〜２５０℃の温度領域における摩擦係数μの変
化量および０．３〜１．２Ｇ（Ｇは動力加速度）の減速
度領域における摩擦係数μの変化量を測定した。表２は
測定結果を示す。
および鋳鉄製ブレーキディスクを備えたディスクブレー
キ装置をそれぞれブレーキダイナモに取付け、複合ブレ
ーキディスク１および鋳鉄製ブレーキディスクについ
て、５０〜２５０℃の温度領域における摩擦係数μの変
化量および０．３〜１．２Ｇ（Ｇは動力加速度）の減速
度領域における摩擦係数μの変化量を測定した。表２は
測定結果を示す。
【００５７】
【表２】
【００５８】表２から明らかなように、前記温度領域に
おける摩擦係数μの変化量については、複合ブレーキデ
ィスク１は鋳鉄製ブレーキディスクの約５分の１であ
り、また前記減速度領域における摩擦係数μの変化量に
ついては、複合ブレーキディスク１は鋳鉄製ブレーキデ
ィスクの約３分の１であった。
おける摩擦係数μの変化量については、複合ブレーキデ
ィスク１は鋳鉄製ブレーキディスクの約５分の１であ
り、また前記減速度領域における摩擦係数μの変化量に
ついては、複合ブレーキディスク１は鋳鉄製ブレーキデ
ィスクの約３分の１であった。
【００５９】これらのことから、複合ブレーキディスク
１は温度および減速度がそれぞれ変化しても、鋳鉄製ブ
レーキディスクに比べて安定した摩擦係数μを有するこ
とが判明した。
１は温度および減速度がそれぞれ変化しても、鋳鉄製ブ
レーキディスクに比べて安定した摩擦係数μを有するこ
とが判明した。
【００６０】〔実施例２〕図６は、全体を複合部より構
成されたＡｌ基複合部材としての自動車用複合ブレーキ
ディスク１の他例を示す。その複合ブレーキディスク１
は、実施例１同様に、端板２を備えた円筒部３およびそ
の円筒部３の開口外周縁に連設されたフランジ状ディス
ク部４を有する多孔質アルミナプレフォーム５2 と、そ
の多孔質アルミナプレフォーム５2 に含浸されたＡｌ系
マトリックス６とより構成される。
成されたＡｌ基複合部材としての自動車用複合ブレーキ
ディスク１の他例を示す。その複合ブレーキディスク１
は、実施例１同様に、端板２を備えた円筒部３およびそ
の円筒部３の開口外周縁に連設されたフランジ状ディス
ク部４を有する多孔質アルミナプレフォーム５2 と、そ
の多孔質アルミナプレフォーム５2 に含浸されたＡｌ系
マトリックス６とより構成される。
【００６１】複合ブレーキディスク１において、その複
合端板１ａはそれに形成された複数のボルト挿通孔１ｂ
およびボルト・ナットを介してホイールリムに取付けら
れ、また複合ディスク部１ｃは一対の摩擦パット間に配
設される。したがって複合ディスク部１ｃはその一部、
図示例では両外面側にそれぞれ環状摺動領域Ｒを有す
る。複合ディスク部１ｃにおいて、両摺動領域Ｒを除く
環状部分ａおよびその環状部分ａと一体の、複合端板１
ａを備えた複合円筒部１ｄは複合ブレーキディスク１の
本体Ｍを構成する。
合端板１ａはそれに形成された複数のボルト挿通孔１ｂ
およびボルト・ナットを介してホイールリムに取付けら
れ、また複合ディスク部１ｃは一対の摩擦パット間に配
設される。したがって複合ディスク部１ｃはその一部、
図示例では両外面側にそれぞれ環状摺動領域Ｒを有す
る。複合ディスク部１ｃにおいて、両摺動領域Ｒを除く
環状部分ａおよびその環状部分ａと一体の、複合端板１
ａを備えた複合円筒部１ｄは複合ブレーキディスク１の
本体Ｍを構成する。
【００６２】多孔質アルミナプレフォーム５2 は、両摺
動領域Ｒをそれぞれ強化するための一対の環状第１強化
部５ａと、各第１強化部５ａと一体で、且つ本体Ｍを強
化するための第２強化部５ｂとを備えている。
動領域Ｒをそれぞれ強化するための一対の環状第１強化
部５ａと、各第１強化部５ａと一体で、且つ本体Ｍを強
化するための第２強化部５ｂとを備えている。
【００６３】各環状第１強化部５ａの原料粉末として
は、実施例１同様に平均粒径ｄ1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦２
００μｍのか焼アルミナ粉末７と平均粒径ｄ2 が０．５
μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アルミナ粉末８との混合粉
末が用いられ、また第２強化部５ｂの原料粉末として
は、平均粒径ｄ1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦２００μｍの前記
か焼アルミナ粉末７が用いられている。Ａｌ系マトリッ
クスは、実施例１同様にＡｌまたはＡｌ合金よりなる。
は、実施例１同様に平均粒径ｄ1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦２
００μｍのか焼アルミナ粉末７と平均粒径ｄ2 が０．５
μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アルミナ粉末８との混合粉
末が用いられ、また第２強化部５ｂの原料粉末として
は、平均粒径ｄ1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦２００μｍの前記
か焼アルミナ粉末７が用いられている。Ａｌ系マトリッ
クスは、実施例１同様にＡｌまたはＡｌ合金よりなる。
【００６４】前記のように各環状第１強化部５ａにおい
て両粉末７，８を併用すると、粗大なか焼アルミナ粉末
７の粒子相互間の空隙を粉砕アルミナ粉末８の粒子によ
り埋めて、各環状第１強化部５ａの体積分率Ｖｆを高め
ることができ、これにより各環状摺動領域Ｒに、実施例
１同様の摺動特性を具備させることが可能である。
て両粉末７，８を併用すると、粗大なか焼アルミナ粉末
７の粒子相互間の空隙を粉砕アルミナ粉末８の粒子によ
り埋めて、各環状第１強化部５ａの体積分率Ｖｆを高め
ることができ、これにより各環状摺動領域Ｒに、実施例
１同様の摺動特性を具備させることが可能である。
【００６５】多孔質アルミナプレフォーム５2 の主体を
なす第２強化部５ｂには安価なか焼アルミナ粉末７のみ
が用いられているので、実施例１の場合よりも多孔質ア
ルミナプレフォーム５2 の生産コストを低減することが
可能である。
なす第２強化部５ｂには安価なか焼アルミナ粉末７のみ
が用いられているので、実施例１の場合よりも多孔質ア
ルミナプレフォーム５2 の生産コストを低減することが
可能である。
【００６６】さらに複合ブレーキディスク１は、実施例
１同様に、軽量であり、その上優れた耐食性および熱伝
導性を有する。
１同様に、軽量であり、その上優れた耐食性および熱伝
導性を有する。
【００６７】複合ブレーキディスク１の製造に当って
は、実施例１同様に、多孔質アルミナプレフォーム５2
の成形、その多孔質アルミナプレフォーム５2 へのＡｌ
溶湯またはＡｌ合金溶湯の含浸および所定の機械加工、
といった作業が順次行われる。
は、実施例１同様に、多孔質アルミナプレフォーム５2
の成形、その多孔質アルミナプレフォーム５2 へのＡｌ
溶湯またはＡｌ合金溶湯の含浸および所定の機械加工、
といった作業が順次行われる。
【００６８】多孔質アルミナプレフォーム５2 の成形は
次のような手順で行われる。
次のような手順で行われる。
【００６９】（１） 平均粒径ｄ1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦
２００μｍのか焼アルミナ粉末７と平均粒径ｄ2 が０．
５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アルミナ粉末８とを混合
して混合粉末を調製する。この混合粉末においては、実
施例１と同様の理由で、か焼アルミナ粉末７の配合量Ａ
1 は５０重量％≦Ａ1 ≦８０重量％に、また粉砕アルミ
ナ粉末８の配合量Ａ2 は２０重量％≦Ａ2 ≦５０重量％
にそれぞれ設定される。
２００μｍのか焼アルミナ粉末７と平均粒径ｄ2 が０．
５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アルミナ粉末８とを混合
して混合粉末を調製する。この混合粉末においては、実
施例１と同様の理由で、か焼アルミナ粉末７の配合量Ａ
1 は５０重量％≦Ａ1 ≦８０重量％に、また粉砕アルミ
ナ粉末８の配合量Ａ2 は２０重量％≦Ａ2 ≦５０重量％
にそれぞれ設定される。
【００７０】前記混合粉末に、多孔質アルミナプレフォ
ーム５2 の強度向上を狙って実施例１同様のバインダを
混入し、これにより環状第１強化部５ａを成形するため
の第１原料が調製される。バインダの配合量Ｂは、実施
例１同様に、第１原料において、１重量％≦Ｂ≦２重量
％に設定される。
ーム５2 の強度向上を狙って実施例１同様のバインダを
混入し、これにより環状第１強化部５ａを成形するため
の第１原料が調製される。バインダの配合量Ｂは、実施
例１同様に、第１原料において、１重量％≦Ｂ≦２重量
％に設定される。
【００７１】また平均粒径ｄ1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦２０
０μｍのか焼アルミナ粉末７に実施例１同様のバインダ
を混入し、これにより第２強化部５ｂを成形するための
第２原料が調製される。バインダの配合量Ｂは、第１原
料の場合と同じである。
０μｍのか焼アルミナ粉末７に実施例１同様のバインダ
を混入し、これにより第２強化部５ｂを成形するための
第２原料が調製される。バインダの配合量Ｂは、第１原
料の場合と同じである。
【００７２】（２） 図７に示すように、圧縮成形型９
の下型キャビティ１１内において、ディスク部４を成形
するための環状段部１７上に第１原料１２1 を均一厚さ
に散布し、次いで第１原料１２1 を１００〜２００℃に
加熱して有機バインダを溶融し、その後、図８に示すよ
うに上型１３を下降させ、実施例１同様に、成形圧Ｐを
３kgｆ／cm2 ≦Ｐ≦１０kgｆ／cm2 に設定して圧縮成形
を行い、これにより、一方の環状第１強化部５ａを成形
する。
の下型キャビティ１１内において、ディスク部４を成形
するための環状段部１７上に第１原料１２1 を均一厚さ
に散布し、次いで第１原料１２1 を１００〜２００℃に
加熱して有機バインダを溶融し、その後、図８に示すよ
うに上型１３を下降させ、実施例１同様に、成形圧Ｐを
３kgｆ／cm2 ≦Ｐ≦１０kgｆ／cm2 に設定して圧縮成形
を行い、これにより、一方の環状第１強化部５ａを成形
する。
【００７３】（３） 図９、鎖線示のように、下型キャ
ビティ１１内に、一方の環状第１強化部５ａを覆うよう
に第２原料１２2 を投入し、次いで第２原料１２2 を１
００〜２００℃に加熱して有機バインダを溶融し、その
後、図９実線示のように上型１３を下降させ、前記同様
の成形圧Ｐ、即ち、３kgｆ／cm2 ≦Ｐ≦１０kgｆ／cm 2
にて圧縮成形を行い、これにより第２強化部５ｂを成形
する。
ビティ１１内に、一方の環状第１強化部５ａを覆うよう
に第２原料１２2 を投入し、次いで第２原料１２2 を１
００〜２００℃に加熱して有機バインダを溶融し、その
後、図９実線示のように上型１３を下降させ、前記同様
の成形圧Ｐ、即ち、３kgｆ／cm2 ≦Ｐ≦１０kgｆ／cm 2
にて圧縮成形を行い、これにより第２強化部５ｂを成形
する。
【００７４】（４） 図１０、鎖線示のように、下型キ
ャビティ１１内において、第２強化部５ｂの環状部分ａ
上に第１原料１２1 を均一厚さに散布し、次いで第１原
料１２1 を１００〜２００℃に加熱して有機バインダを
溶融し、その後、図１０、実線示のように上型１３を下
降させ、前記同様の成形圧Ｐ、即ち、３kgｆ／cm2 ≦Ｐ
≦１０kgｆ／cm2 にて圧縮成形を行い、これにより、他
方の環状第１強化部５ａを成形して多孔質アルミナプレ
フォーム５2 を得る。
ャビティ１１内において、第２強化部５ｂの環状部分ａ
上に第１原料１２1 を均一厚さに散布し、次いで第１原
料１２1 を１００〜２００℃に加熱して有機バインダを
溶融し、その後、図１０、実線示のように上型１３を下
降させ、前記同様の成形圧Ｐ、即ち、３kgｆ／cm2 ≦Ｐ
≦１０kgｆ／cm2 にて圧縮成形を行い、これにより、他
方の環状第１強化部５ａを成形して多孔質アルミナプレ
フォーム５2 を得る。
【００７５】多孔質アルミナプレフォーム５2 へのＡｌ
溶湯またはＡｌ合金溶湯の含浸は、図５に示したように
実施例１と同様の方法で行われ、これによりブレーキデ
ィスク素材を得る。
溶湯またはＡｌ合金溶湯の含浸は、図５に示したように
実施例１と同様の方法で行われ、これによりブレーキデ
ィスク素材を得る。
【００７６】炉内から複合ブレーキディスク素材と共に
金型４を取出して空冷し、次いで、複合ブレーキディス
ク素材を離型する。
金型４を取出して空冷し、次いで、複合ブレーキディス
ク素材を離型する。
【００７７】Ａｌ合金としては、実施例１同様に、例え
ば、ＪＩＳ ＡＣ７Ａ等が用いられる。
ば、ＪＩＳ ＡＣ７Ａ等が用いられる。
【００７８】複合ブレーキディスク素材に対する機械加
工は、実施例１同様に、過剰のＡｌ部分またはＡｌ合金
部分を除去するための切削加工、ボルト挿通孔１ｂを形
成するための孔あけ加工等である。
工は、実施例１同様に、過剰のＡｌ部分またはＡｌ合金
部分を除去するための切削加工、ボルト挿通孔１ｂを形
成するための孔あけ加工等である。
【００７９】以下、複合ブレーキディスク１の製造につ
いて具体的に説明する。
いて具体的に説明する。
【００８０】（１） 前記同様に、平均粒径ｄ1 ＝５５
μｍのか焼アルミナ粉末７０重量％と、平均粒径ｄ2 ＝
２．５μｍの粉砕アルミナ粉末３０重量％とを混合して
混合粉末を調製した。次いで、混合粉末に１．５重量％
のポリマーバインダを混入して、環状第１強化部５ａを
成形するための第１原料を調製した。
μｍのか焼アルミナ粉末７０重量％と、平均粒径ｄ2 ＝
２．５μｍの粉砕アルミナ粉末３０重量％とを混合して
混合粉末を調製した。次いで、混合粉末に１．５重量％
のポリマーバインダを混入して、環状第１強化部５ａを
成形するための第１原料を調製した。
【００８１】また平均粒径ｄ1 ＝５５μｍのか焼アルミ
ナ粉末に１．５重量％のポリマーバインダを混入して、
第２強化部５ｂを成形するための第２原料を調製した。
ナ粉末に１．５重量％のポリマーバインダを混入して、
第２強化部５ｂを成形するための第２原料を調製した。
【００８２】（２） 図７に示したように、圧縮成形型
９の下型キャビティ１１内において、ディスク部４を成
形するための環状段部１７上に０．１４kgの第１原料１
２1を均一厚さに散布し、次いで第１原料１２1 を１５
０℃に加熱してポリマーバインダを溶融し、その後、図
８に示したように上型１３を下降させ、成形圧Ｐ＝７kg
ｆ／cm2 にて圧縮成形を行い、これにより一方の環状第
１強化部５ａを成形した。
９の下型キャビティ１１内において、ディスク部４を成
形するための環状段部１７上に０．１４kgの第１原料１
２1を均一厚さに散布し、次いで第１原料１２1 を１５
０℃に加熱してポリマーバインダを溶融し、その後、図
８に示したように上型１３を下降させ、成形圧Ｐ＝７kg
ｆ／cm2 にて圧縮成形を行い、これにより一方の環状第
１強化部５ａを成形した。
【００８３】（３） 図９、鎖線示のように、下型キャ
ビティ１１内に、一方の環状第１強化部５ａを覆うよう
に１．８６kgの第２原料１２2 を投入し、次いで第２原
料１２2 を１５０℃に加熱してポリマーバインダを溶融
し、その後、図９、実線示のように上型１３を下降さ
せ、成形圧Ｐ＝７kgｆ／cm2 にて圧縮成形を行い、これ
により、第２強化部５ｂを成形した。
ビティ１１内に、一方の環状第１強化部５ａを覆うよう
に１．８６kgの第２原料１２2 を投入し、次いで第２原
料１２2 を１５０℃に加熱してポリマーバインダを溶融
し、その後、図９、実線示のように上型１３を下降さ
せ、成形圧Ｐ＝７kgｆ／cm2 にて圧縮成形を行い、これ
により、第２強化部５ｂを成形した。
【００８４】（４） 図１０、鎖線示のように、下型キ
ャビティ１１内において、第２強化部５ｂの環状部分ａ
上に０．１４kgの第１原料１２1 を均一厚さに散布し、
次いで第１原料１２1 を１５０℃に加熱してポリマーバ
インダを溶融し、その後、図１０、実線示のように上型
１３を下降させ、成形圧Ｐ＝７kgｆ／cm2 にて圧縮成形
を行い、これにより、他方の環状第１強化部５ａを成形
して多孔質アルミナプレフォーム５2 を得た。この多孔
質アルミナプレフォーム５2 において、各環状第１強化
部５ａの体積分率ＶｆはＶｆ＝６０％であり、また第２
強化部５ｂの体積分率ＶｆはＶｆ＝３０％であった。
ャビティ１１内において、第２強化部５ｂの環状部分ａ
上に０．１４kgの第１原料１２1 を均一厚さに散布し、
次いで第１原料１２1 を１５０℃に加熱してポリマーバ
インダを溶融し、その後、図１０、実線示のように上型
１３を下降させ、成形圧Ｐ＝７kgｆ／cm2 にて圧縮成形
を行い、これにより、他方の環状第１強化部５ａを成形
して多孔質アルミナプレフォーム５2 を得た。この多孔
質アルミナプレフォーム５2 において、各環状第１強化
部５ａの体積分率ＶｆはＶｆ＝６０％であり、また第２
強化部５ｂの体積分率ＶｆはＶｆ＝３０％であった。
【００８５】（５） 図５に示した場合と同様に、多孔
質アルミナプレフォーム５2 を金型１４の凹部１５内に
設置し、次いで実施例１、（３）項で述べた方法と同様
の方法で多孔質アルミナプレフォーム５2 にＡｌ溶湯１
６を含浸させて複合ブレーキディスク素材を得た。
質アルミナプレフォーム５2 を金型１４の凹部１５内に
設置し、次いで実施例１、（３）項で述べた方法と同様
の方法で多孔質アルミナプレフォーム５2 にＡｌ溶湯１
６を含浸させて複合ブレーキディスク素材を得た。
【００８６】炉内から複合ブレーキディスク素材と共に
金型１４を取出して空冷し、次いで複合ブレーキディス
ク素材を離型した。
金型１４を取出して空冷し、次いで複合ブレーキディス
ク素材を離型した。
【００８７】（６） 複合ブレーキディスク素材に機械
加工を施して、図６に示した複合ブレーキディスク１を
得た。
加工を施して、図６に示した複合ブレーキディスク１を
得た。
【００８８】この複合ブレーキディスク１において、そ
の本体Ｍを強化する第２強化部５ｂの体積分率ＶｆはＶ
ｆ＝３０％であるが、Ａｌとの複合化により十分な強度
が得られるので、実用上何等支障はない。
の本体Ｍを強化する第２強化部５ｂの体積分率ＶｆはＶ
ｆ＝３０％であるが、Ａｌとの複合化により十分な強度
が得られるので、実用上何等支障はない。
【００８９】また複合ブレーキディスク１の比重ｓはｓ
＝３であり、したがって軽量であることが判明した。
＝３であり、したがって軽量であることが判明した。
【００９０】さらに複合ブレーキディスク１について、
実施例１と同様の方法で、耐摩耗性および鳴き、耐食性
ならびに摩擦係数μの安定性を調べたところ、実施例１
の複合ブレーキディスク１と同様の特性を有することが
判明した。
実施例１と同様の方法で、耐摩耗性および鳴き、耐食性
ならびに摩擦係数μの安定性を調べたところ、実施例１
の複合ブレーキディスク１と同様の特性を有することが
判明した。
【００９１】〔実施例３〕表３に挙げられた各種Ａｌ基
複合部材は、実施例１同様に、その全体を複合部より構
成されている。表中、ｄ1 ，ｄ2 は前記のように平均粒
径を、またＡ1 ，Ａ2 ，Ｂは前記のように配合量をそれ
ぞれ意味する。
複合部材は、実施例１同様に、その全体を複合部より構
成されている。表中、ｄ1 ，ｄ2 は前記のように平均粒
径を、またＡ1 ，Ａ2 ，Ｂは前記のように配合量をそれ
ぞれ意味する。
【００９２】
【表３】
【００９３】表３のディスクブレーキにおいて、複合キ
ャリパ、複合裏金および複合ピストンは、それらの重量
がそれぞれ鋳鉄製キャリパ、鋼板製裏金および冷間鍛造
による鋼製のピストンの重量の約２分の１であって、大
幅な軽量化を図られている。
ャリパ、複合裏金および複合ピストンは、それらの重量
がそれぞれ鋳鉄製キャリパ、鋼板製裏金および冷間鍛造
による鋼製のピストンの重量の約２分の１であって、大
幅な軽量化を図られている。
【００９４】またエンジン用複合ピストンは従来のＡｌ
合金製ピストンよりも、優れた耐摩耗性、耐熱性（高温
強度、耐熱変形性等を含む）および剛性を有し、これに
よりエンジンの出力性能を向上させることが可能であ
る。
合金製ピストンよりも、優れた耐摩耗性、耐熱性（高温
強度、耐熱変形性等を含む）および剛性を有し、これに
よりエンジンの出力性能を向上させることが可能であ
る。
【００９５】さらにエンジン用軸受押え（ベアリングキ
ャップ）は、その重量が鋳鉄製軸受押えのそれの約２分
の１であって、大幅な軽量化を図られている。
ャップ）は、その重量が鋳鉄製軸受押えのそれの約２分
の１であって、大幅な軽量化を図られている。
【００９６】実施例１〜３に例示された各種Ａｌ基複合
部材は、それらの強化材が多孔質アルミナプレフォーム
であり、またＡｌ系マトリックスがＡｌまたはＡｌ合金
であるから、そのままＡｌの製造に用いられ、したがっ
てリサイクル性が良い、といった利点も有する。
部材は、それらの強化材が多孔質アルミナプレフォーム
であり、またＡｌ系マトリックスがＡｌまたはＡｌ合金
であるから、そのままＡｌの製造に用いられ、したがっ
てリサイクル性が良い、といった利点も有する。
【００９７】なお、本発明には、部材の一部を複合部よ
り構成されたＡｌ基複合部材、例えは、前記複合シリン
ダブロックの外に、スリッパ面およびその近傍を多孔質
アルミナプレフォームにより強化された複合ロッカアー
ム、部分強化複合シフトフォーク、部分強化複合ブレー
キマスタシリンダ本体等も含まれる。この場合、多孔質
アルミナプレフォームへのＡｌ系マトリックスの含浸
は、部材の鋳造工程で行われる。
り構成されたＡｌ基複合部材、例えは、前記複合シリン
ダブロックの外に、スリッパ面およびその近傍を多孔質
アルミナプレフォームにより強化された複合ロッカアー
ム、部分強化複合シフトフォーク、部分強化複合ブレー
キマスタシリンダ本体等も含まれる。この場合、多孔質
アルミナプレフォームへのＡｌ系マトリックスの含浸
は、部材の鋳造工程で行われる。
【００９８】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、前記のよ
うに構成することによって、生産コストの上昇を抑制さ
れ、且つ耐摩耗性、耐熱性および耐食性を備えた軽量な
Ａｌ基複合部材を提供することができる。
うに構成することによって、生産コストの上昇を抑制さ
れ、且つ耐摩耗性、耐熱性および耐食性を備えた軽量な
Ａｌ基複合部材を提供することができる。
【００９９】また請求項２記載の発明によれば、前記の
場合よりも生産コストを低減され、且つ前記同様の特性
を備えたＡｌ基複合部材を提供することができる。
場合よりも生産コストを低減され、且つ前記同様の特性
を備えたＡｌ基複合部材を提供することができる。
【図１】複合ブレーキディスクの一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】要部を拡大した図１の２−２線拡大断面図であ
る。
る。
【図３】多孔質アルミナプレフォームの一例の成形法に
おいて、キャビティに原料を投入した状態を示す断面図
である。
おいて、キャビティに原料を投入した状態を示す断面図
である。
【図４】多孔質アルミナプレフォームの一例を成形した
状態を示す断面図である。
状態を示す断面図である。
【図５】多孔質アルミナプレフォームにＡｌ溶湯または
Ａｌ合金溶湯を含浸させる状態を示す断面図である。
Ａｌ合金溶湯を含浸させる状態を示す断面図である。
【図６】要部を拡大した複合ブレーキディスクの他例を
示す拡大断面図で、図２に対応する。
示す拡大断面図で、図２に対応する。
【図７】多孔質アルミナプレフォームの他例の成形法に
おいて、第１強化部の一方を成形すべく、キャビティの
一部に原料を散布した状態を示す断面図である。
おいて、第１強化部の一方を成形すべく、キャビティの
一部に原料を散布した状態を示す断面図である。
【図８】第１強化部の一方を成形した状態を示す断面図
である。
である。
【図９】第２強化部を成形した状態を示す断面図であ
る。
る。
【図１０】多孔質アルミナプレフォームの他例を成形し
た状態を示す断面図である。
た状態を示す断面図である。
１ 複合ブレーキディスク（Ａｌ基複合部材） ５1 ，５2 多孔質アルミナプレフォーム ５ａ，５ｂ 第１，第２強化部 ６ Ａｌ系マトリックス ７ か焼アルミナ粉末 ８ 粉砕アルミナ粉末 Ｒ 摺動領域
Claims (2)
- 【請求項１】 部材の少なくとも一部を、多孔質アルミ
ナプレフォーム（５ 1 ）とその多孔質アルミナプレフォ
ーム（５1 ）に含浸されたＡｌ系マトリックス（６）と
からなる複合部より構成され、前記多孔質アルミナプレ
フォーム（５ 1 ）の原料粉末として、平均粒径ｄ1 が２
０μｍ≦ｄ1 ≦２００μｍのか焼アルミナ粉末（７）と
平均粒径ｄ2 が０．５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アル
ミナ粉末（８）との混合粉末が用いられていることを特
徴とする、耐摩耗性、耐熱性および耐食性を備えた軽量
なＡｌ基複合部材。 - 【請求項２】 部材の少なくとも一部を、多孔質アルミ
ナプレフォーム（５ 2 ）とその多孔質アルミナプレフォ
ーム（５2 ）に含浸されたＡｌ系マトリックス（６）と
からなる複合部より構成され、前記複合部はその一部に
摺動領域（Ｒ）を有し、前記多孔質アルミナプレフォー
ム（５2 ）は前記摺動領域（Ｒ）を強化するための第１
強化部（５ａ）と、その第１強化部（５ａ）と一体の第
２強化部（５ｂ）とを備え、前記第１強化部（５ａ）の
原料粉末として、平均粒径ｄ1が２０μｍ≦ｄ1 ≦２０
０μｍのか焼アルミナ粉末（７）と平均粒径ｄ2 が０．
５μｍ≦ｄ2 ≦１０μｍの粉砕アルミナ粉末（８）との
混合粉末が用いられ、前記第２強化部（５ｂ）の原料粉
末として、平均粒径ｄ1 が２０μｍ≦ｄ1 ≦２００μｍ
のか焼アルミナ粉末（７）が用いられていることを特徴
とする、耐摩耗性、耐熱性および耐食性を備えた軽量な
Ａｌ基複合部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08823596A JP3266792B2 (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 耐摩耗性、耐熱性および耐食性を備えた軽量なＡｌ基複合部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08823596A JP3266792B2 (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 耐摩耗性、耐熱性および耐食性を備えた軽量なＡｌ基複合部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09279270A true JPH09279270A (ja) | 1997-10-28 |
| JP3266792B2 JP3266792B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=13937208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08823596A Expired - Fee Related JP3266792B2 (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 耐摩耗性、耐熱性および耐食性を備えた軽量なＡｌ基複合部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3266792B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003012311A1 (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Freni Brembo S.P.A. | Mold and procedure for manufacturing of a braking band with ventilation ducts in composite material |
| US20120186919A1 (en) * | 2011-01-26 | 2012-07-26 | GM Global Technology Operations LLC | Molded Components Having a Visible Designer Feature and/or Improved Operational Properties via a Porous Preform |
-
1996
- 1996-04-10 JP JP08823596A patent/JP3266792B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003012311A1 (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Freni Brembo S.P.A. | Mold and procedure for manufacturing of a braking band with ventilation ducts in composite material |
| US7785519B2 (en) | 2001-07-27 | 2010-08-31 | Freni Brembo S.P.A. | Mold and procedure for the manufacture of a braking band of composite material, with ventilation ducts |
| US20120186919A1 (en) * | 2011-01-26 | 2012-07-26 | GM Global Technology Operations LLC | Molded Components Having a Visible Designer Feature and/or Improved Operational Properties via a Porous Preform |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3266792B2 (ja) | 2002-03-18 |
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