JPH10140274A - 鉄道車両ブレーキディスク用複合材料 - Google Patents
鉄道車両ブレーキディスク用複合材料Info
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- JPH10140274A JPH10140274A JP29537696A JP29537696A JPH10140274A JP H10140274 A JPH10140274 A JP H10140274A JP 29537696 A JP29537696 A JP 29537696A JP 29537696 A JP29537696 A JP 29537696A JP H10140274 A JPH10140274 A JP H10140274A
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- JP
- Japan
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- aluminum alloy
- composite material
- ceramic grains
- brake disk
- friction
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Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】鉄道車両のブレーキデイスク材を鋳鉄等の鉄系
材料からアルミニウム合金にかえて軽量化するために、
耐焼き付き性に優れ、摩擦係数の大きなアルミニウム合
金基複合材料を提供すること。 【解決手段】アルミニウム合金のマトリックスにセラミ
ックス粒子が分散した複合材料であって、セラミックス
粒子の平均粒径が１μｍから５μｍ未満であり、複合材
料中のセラミックス粒子の含有量が５〜30wt％であるこ
とを特徴とする耐焼付性に優れ、摩擦係数の大きな鉄道
車両ブレーキディスク用複合材料。セラミックス粒子と
してはビッカース硬さが 500以上である硬質セラミクス
粒子が望ましい。その代表的なものは SiC、Al2O3 、Al
N およびSi3N4 であり、これらのセラミクス粒子を１種
または２種以上の合計で５〜30wt％添加し、粉末冶金法
またはスプレーフォーミング法でマトリックスに分散さ
せるのが望ましい。
材料からアルミニウム合金にかえて軽量化するために、
耐焼き付き性に優れ、摩擦係数の大きなアルミニウム合
金基複合材料を提供すること。 【解決手段】アルミニウム合金のマトリックスにセラミ
ックス粒子が分散した複合材料であって、セラミックス
粒子の平均粒径が１μｍから５μｍ未満であり、複合材
料中のセラミックス粒子の含有量が５〜30wt％であるこ
とを特徴とする耐焼付性に優れ、摩擦係数の大きな鉄道
車両ブレーキディスク用複合材料。セラミックス粒子と
してはビッカース硬さが 500以上である硬質セラミクス
粒子が望ましい。その代表的なものは SiC、Al2O3 、Al
N およびSi3N4 であり、これらのセラミクス粒子を１種
または２種以上の合計で５〜30wt％添加し、粉末冶金法
またはスプレーフォーミング法でマトリックスに分散さ
せるのが望ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鉄道車両に用いられる摩
擦によって機械的な制動力を得るディスクブレーキのデ
ィスク用材料に関する。
擦によって機械的な制動力を得るディスクブレーキのデ
ィスク用材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄道車両や自動車および自動二輪車など
の機械的制動方式には、ブロックブレーキ、ドラムブレ
ーキおよびディスクブレーキなどがあり、近年は車両の
高速化や大荷重化に伴い、ディスクブレーキが多用され
るようになってきた。
の機械的制動方式には、ブロックブレーキ、ドラムブレ
ーキおよびディスクブレーキなどがあり、近年は車両の
高速化や大荷重化に伴い、ディスクブレーキが多用され
るようになってきた。
【０００３】ディスクブレーキは、ブレーキディスクと
ブレーキパッド（摩擦材）との摩擦によって制動力を得
る装置で、鉄道車両のディスクブレーキでは、車輪に取
りつけたドーナツ形の円盤状のディスクの摺動面にブレ
ーキパッドを押し付けることにより制動力を得る。この
摺動面を有する円盤形状の部品をブレーキディスクと称
する。
ブレーキパッド（摩擦材）との摩擦によって制動力を得
る装置で、鉄道車両のディスクブレーキでは、車輪に取
りつけたドーナツ形の円盤状のディスクの摺動面にブレ
ーキパッドを押し付けることにより制動力を得る。この
摺動面を有する円盤形状の部品をブレーキディスクと称
する。
【０００４】ブレーキディスクに用いられる材料は、制
動時の摩擦による摩耗と、急激な温度上昇があるため、
耐摩耗性、耐熱性、耐熱亀裂性等の多様な特性を持つこ
とが要求される。
動時の摩擦による摩耗と、急激な温度上昇があるため、
耐摩耗性、耐熱性、耐熱亀裂性等の多様な特性を持つこ
とが要求される。
【０００５】従来、このブレーキディスクには鋳鉄、鍛
鋼、ステンレス鋼などの鉄系材料の一体ものが使用され
てきた。しかしながら、車両の高速化、省エネルギー対
策としての軽量化、バネ下重量低減による乗り心地の改
善、等の要求からブレーキディスクにもアルミニウム合
金を使う試みがなされている。
鋼、ステンレス鋼などの鉄系材料の一体ものが使用され
てきた。しかしながら、車両の高速化、省エネルギー対
策としての軽量化、バネ下重量低減による乗り心地の改
善、等の要求からブレーキディスクにもアルミニウム合
金を使う試みがなされている。
【０００６】アルミニウム合金は、鋳鉄や鍛鋼に比し
て、耐摩耗性、耐熱性、耐熱亀裂性のいずれをとっても
著しく劣るが、熱伝導度が大きく、発生した摩擦熱が速
やかに放散されるので、摺動面の温度上昇を鋼製のブレ
ーキディスクよりはるかに低く抑えることが可能であ
る。このため、耐熱性や耐熱亀裂性は、材料強度から推
測されるほどには低下しない。しかし、強度が低いので
耐摩耗性は大幅に劣り、純アルミニウムや既存のアルミ
ニウム合金そのものをブレーキディスクに適用すること
は困難である。
て、耐摩耗性、耐熱性、耐熱亀裂性のいずれをとっても
著しく劣るが、熱伝導度が大きく、発生した摩擦熱が速
やかに放散されるので、摺動面の温度上昇を鋼製のブレ
ーキディスクよりはるかに低く抑えることが可能であ
る。このため、耐熱性や耐熱亀裂性は、材料強度から推
測されるほどには低下しない。しかし、強度が低いので
耐摩耗性は大幅に劣り、純アルミニウムや既存のアルミ
ニウム合金そのものをブレーキディスクに適用すること
は困難である。
【０００７】上記のようにアルミニウムが良好な熱伝導
を有し、かつ軽量であることを活かしたブレーキディス
クとして、アルミニウム合金のディスクまたはドラムの
摺動面を耐摩耗性にすぐれた鉄合金で被覆したブレーキ
部材の発明が特開昭60-89558号公報に示されている。し
かし、この場合、被覆した鉄合金層と基部のアルミニウ
ム合金との弾性率や熱膨張係数の違いから、繰り返し使
用によりその境界面で剥離を生じてくるという問題があ
る。
を有し、かつ軽量であることを活かしたブレーキディス
クとして、アルミニウム合金のディスクまたはドラムの
摺動面を耐摩耗性にすぐれた鉄合金で被覆したブレーキ
部材の発明が特開昭60-89558号公報に示されている。し
かし、この場合、被覆した鉄合金層と基部のアルミニウ
ム合金との弾性率や熱膨張係数の違いから、繰り返し使
用によりその境界面で剥離を生じてくるという問題があ
る。
【０００８】他方、アルミニウムそのものの耐摩耗性を
向上させる方法として、特開昭59−173234号公報にはAl
−過共晶Si合金中に Al2O3、SiC 、Si3N4 等のセラミッ
クスを分散させたブレーキロータの発明が提示されてい
る。しかし、これは自動車や二輪車用での使用を意図し
たものであり、そのままでは鉄道車両用ブレーキディス
クには使用できない。
向上させる方法として、特開昭59−173234号公報にはAl
−過共晶Si合金中に Al2O3、SiC 、Si3N4 等のセラミッ
クスを分散させたブレーキロータの発明が提示されてい
る。しかし、これは自動車や二輪車用での使用を意図し
たものであり、そのままでは鉄道車両用ブレーキディス
クには使用できない。
【０００９】上記の軽量化用ブレーキディスクは、主と
して自動車を対象に開発されたものであるが、鉄道車両
においても高速化、軽量化、あるいはバネ下重量低減に
よる乗り心地改善等は同じように要求される。ただし、
自動車に比較して鉄道車両の方がより大きな負荷が加わ
る。
して自動車を対象に開発されたものであるが、鉄道車両
においても高速化、軽量化、あるいはバネ下重量低減に
よる乗り心地改善等は同じように要求される。ただし、
自動車に比較して鉄道車両の方がより大きな負荷が加わ
る。
【００１０】鉄道車両用ブレーキディスク材を軽量化す
るためのアルミニウム基複合材料の発明も、特開平2-25
538 号公報、特開平3-47945 号公報、特開平4-173936号
公報および特開平8-176712号公報などで提案されてい
る。しかし、これらに開示される複合材料は摩擦係数が
十分に高くないため、高いブレーキ制動力を得るために
は高い圧力でブレーキパッドを当てなければならない。
このとき、摩擦熱で高温になるため焼き付きが生じやす
い。
るためのアルミニウム基複合材料の発明も、特開平2-25
538 号公報、特開平3-47945 号公報、特開平4-173936号
公報および特開平8-176712号公報などで提案されてい
る。しかし、これらに開示される複合材料は摩擦係数が
十分に高くないため、高いブレーキ制動力を得るために
は高い圧力でブレーキパッドを当てなければならない。
このとき、摩擦熱で高温になるため焼き付きが生じやす
い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鉄道車両の
ブレーキデイスク材を鋳鉄等の鉄系材料からアルミニウ
ム合金にかえることにより軽量化することを課題として
なされたものであり、その目的は、これまでに提案され
たアルミニウム系複合材料よりも耐焼き付き性に優れ、
摩擦係数の大きな新しいアルミニウム合金系の複合材料
を提供することにある。
ブレーキデイスク材を鋳鉄等の鉄系材料からアルミニウ
ム合金にかえることにより軽量化することを課題として
なされたものであり、その目的は、これまでに提案され
たアルミニウム系複合材料よりも耐焼き付き性に優れ、
摩擦係数の大きな新しいアルミニウム合金系の複合材料
を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、『アルミニウ
ム合金のマトリックスにセラミックス粒子が分散した複
合材料であって、セラミックス粒子の平均粒径が１μｍ
から５μｍ未満であり、複合材料中のセラミックス粒子
の含有量が５〜30wt％であることを特徴とする耐焼き付
き性に優れ、摩擦係数の大きな鉄道車両ブレーキディス
ク用複合材料』を要旨とする。
ム合金のマトリックスにセラミックス粒子が分散した複
合材料であって、セラミックス粒子の平均粒径が１μｍ
から５μｍ未満であり、複合材料中のセラミックス粒子
の含有量が５〜30wt％であることを特徴とする耐焼き付
き性に優れ、摩擦係数の大きな鉄道車両ブレーキディス
ク用複合材料』を要旨とする。
【００１３】セラミックス粒子としてはビッカース硬さ
が 500以上である硬質セラミックスの粒子が望ましい。
その代表的なものは SiC、Al2O3 、AlN 、およびSi3N4
であり、これらのセラミクス粒子を１種または２種以上
の合計で５〜30wt％添加し、マトリックスに分散させる
のが望ましい。
が 500以上である硬質セラミックスの粒子が望ましい。
その代表的なものは SiC、Al2O3 、AlN 、およびSi3N4
であり、これらのセラミクス粒子を１種または２種以上
の合計で５〜30wt％添加し、マトリックスに分散させる
のが望ましい。
【００１４】マトリックスになるアルミニウム合金は、
鉄道車両用ブレーキディスクに必要とされる基本的な機
械的性質を満たすことができるものであれば、その種類
を問わない。例えば、Mg : 2〜5 wt％、Mn : 0.1〜1 wt
％、Cr : 0.05 〜0.35wt％、残部: Alおよび不可避的不
純物、のような組成の合金、あるいはSiやFe等を適当量
含有するアルミニウム合金が使用できる。
鉄道車両用ブレーキディスクに必要とされる基本的な機
械的性質を満たすことができるものであれば、その種類
を問わない。例えば、Mg : 2〜5 wt％、Mn : 0.1〜1 wt
％、Cr : 0.05 〜0.35wt％、残部: Alおよび不可避的不
純物、のような組成の合金、あるいはSiやFe等を適当量
含有するアルミニウム合金が使用できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の複合材料は、アルミニウ
ム合金のマトリックスに SiC、Al2O3 、AlN、Si3N4 等
の硬質セラミクス粒子が分散したものである。アルミニ
ウム合金にこれらを分散させることによってブレーキパ
ットと摩擦したときの耐摩耗性、耐焼き付き性を改善
し、かつ摩擦係数を高めることができる。
ム合金のマトリックスに SiC、Al2O3 、AlN、Si3N4 等
の硬質セラミクス粒子が分散したものである。アルミニ
ウム合金にこれらを分散させることによってブレーキパ
ットと摩擦したときの耐摩耗性、耐焼き付き性を改善
し、かつ摩擦係数を高めることができる。
【００１６】耐焼き付き性および耐摩耗性は硬質粒子の
粒径が小さいほど改善されるが、１μｍ未満の粒子は凝
集を起こしやすく、そのような粒子が均一に分散した材
料の製造が困難である。粒径が５μｍ以上になると高い
摩擦係数が得られず、高圧力でブレーキパッドを当てる
必要から焼き付きを起こすようになる。
粒径が小さいほど改善されるが、１μｍ未満の粒子は凝
集を起こしやすく、そのような粒子が均一に分散した材
料の製造が困難である。粒径が５μｍ以上になると高い
摩擦係数が得られず、高圧力でブレーキパッドを当てる
必要から焼き付きを起こすようになる。
【００１７】セラミックス粒子の含有量は、５wt％より
少ないと摩擦係数が小さく、また十分な耐摩耗性と耐焼
き付き性が得られない。一方、30wt％を超えると鍛造加
工性および切削加工性が低下する。好ましいのは９〜23
wt％である。
少ないと摩擦係数が小さく、また十分な耐摩耗性と耐焼
き付き性が得られない。一方、30wt％を超えると鍛造加
工性および切削加工性が低下する。好ましいのは９〜23
wt％である。
【００１８】本発明の複合材料は、例えば、下記の方法
で製造することができる。
で製造することができる。
【００１９】(1) 粉末冶金法 これは、アトマイズ法によって製造された急冷凝固アル
ミニウム合金粉末と、セラミックス粒子とを混合した
後、ホットプレス、またはホットプレスと鍛造等により
緻密化させる方法である。
ミニウム合金粉末と、セラミックス粒子とを混合した
後、ホットプレス、またはホットプレスと鍛造等により
緻密化させる方法である。
【００２０】まず、所定の化学組成を有するアルミニウ
ム合金溶湯を、空気または窒素等によるガスアトマイズ
法などで急冷凝固させてアルミニウム合金粉末を作製す
る。
ム合金溶湯を、空気または窒素等によるガスアトマイズ
法などで急冷凝固させてアルミニウム合金粉末を作製す
る。
【００２１】この粉末粒度は高強度と高靱性を得るため
にも硬質粒子を均一に分散させるためにも微細である方
が望ましい。次に、これと所定のセラミックス粒子を各
種の攪拌式混合機あるいはボールミル等の粉砕機によっ
て混合する。この後、アルミニウム合金粉末の表面に吸
着している水分やガスを除去するために脱ガス処理をす
る。これは、混合粉末を缶に充填し 400〜500 ℃で真空
引きするか、混合紛を冷間圧縮した予備成形体を不活性
雰囲気または真空中で 400〜500 ℃に加熱することによ
って行われる。脱ガス後、300 〜500 ℃でホットプレス
して混合紛を相対密度 100％度に近いところまで緻密化
させる。更に、必要に応じて鍛造加工を行へば最終製品
に近い形までの成形と高強度化ができる。最後に切削加
工を行い製品とする。
にも硬質粒子を均一に分散させるためにも微細である方
が望ましい。次に、これと所定のセラミックス粒子を各
種の攪拌式混合機あるいはボールミル等の粉砕機によっ
て混合する。この後、アルミニウム合金粉末の表面に吸
着している水分やガスを除去するために脱ガス処理をす
る。これは、混合粉末を缶に充填し 400〜500 ℃で真空
引きするか、混合紛を冷間圧縮した予備成形体を不活性
雰囲気または真空中で 400〜500 ℃に加熱することによ
って行われる。脱ガス後、300 〜500 ℃でホットプレス
して混合紛を相対密度 100％度に近いところまで緻密化
させる。更に、必要に応じて鍛造加工を行へば最終製品
に近い形までの成形と高強度化ができる。最後に切削加
工を行い製品とする。
【００２２】(2) スプレーフォーミング法 これは、アルミニウム合金溶湯と硬質粒子をアトマイズ
し、コレクタ上に同時に堆積させて急冷凝固体を得る方
法である。堆積したアルミニウム合金と硬質粒子の複合
体、即ち、プリフォームは相対密度が97〜99％程度であ
るので、さらにホットプレス、鍛造、またはその併用に
よってプリフォーム内部の空孔をつぶして密度を上げ、
ブレーキディスク材として十分な強度のものとする。最
終的には切削等の機械加工で製品に仕上げる。
し、コレクタ上に同時に堆積させて急冷凝固体を得る方
法である。堆積したアルミニウム合金と硬質粒子の複合
体、即ち、プリフォームは相対密度が97〜99％程度であ
るので、さらにホットプレス、鍛造、またはその併用に
よってプリフォーム内部の空孔をつぶして密度を上げ、
ブレーキディスク材として十分な強度のものとする。最
終的には切削等の機械加工で製品に仕上げる。
【００２３】
【実施例】表１に示す５種類（Ａ〜Ｅ）のアルミニウム
合金をマトリックスとし、表２に示すようにセラミック
ス粒子を分散させてする複合材料を作った。表２のNo.1
〜９および No.12〜15では、まず、表１のＡ〜Ｃの組成
のアルミニウム合金粉末をエアアトマイズ法によって製
造し、これを 105μｍに分級した。これと表２に示すSi
C 粒子等のセラミックス粒子を強制攪拌羽根付きクロス
ロータリーミキサーにより15分間混合した。この混合紛
を外径φ90mm、高さ200mm の容器に充填した後、480 ℃
にて１時間の真空脱ガス処理をして封缶し、これを内径
φ94mmの閉塞金型に装填し400 ℃、500tonでホットプレ
スした。更に、400 ℃にて一軸の自由鍛造で高さが 1/2
になるまで、即ち、鍛錬成形比２で鍛錬加工した。
合金をマトリックスとし、表２に示すようにセラミック
ス粒子を分散させてする複合材料を作った。表２のNo.1
〜９および No.12〜15では、まず、表１のＡ〜Ｃの組成
のアルミニウム合金粉末をエアアトマイズ法によって製
造し、これを 105μｍに分級した。これと表２に示すSi
C 粒子等のセラミックス粒子を強制攪拌羽根付きクロス
ロータリーミキサーにより15分間混合した。この混合紛
を外径φ90mm、高さ200mm の容器に充填した後、480 ℃
にて１時間の真空脱ガス処理をして封缶し、これを内径
φ94mmの閉塞金型に装填し400 ℃、500tonでホットプレ
スした。更に、400 ℃にて一軸の自由鍛造で高さが 1/2
になるまで、即ち、鍛錬成形比２で鍛錬加工した。
【００２４】表２のNo.10 とNo.11 の複合材料はスプレ
ーフォーミング法により製造した。
ーフォーミング法により製造した。
【００２５】即ち、表１のＤ、Ｅの組成のアルミニウム
合金を溶解し、窒素ガスアトマイズ法により溶湯を液滴
化しアトマイズノズル下部の回転円板型コレクタ上に半
凝固状態で堆積させた。このとき、同時にSiC 粒子をア
トマイズ用の窒素ガスに乗せてコレクタ上に噴射し、ア
ルミニウム合金とともに堆積させた。堆積したプリフォ
ームの寸法はおよそφ150mm 、高さ150mm であった。続
いて、400 ℃にて一軸の自由鍛造で高さが1/2 になるま
で、即ち、鍛錬成形比２で鍛錬加工した。添加された硬
質粒子の量はプリフォームからアルミニウム合金を溶解
した後、不溶解分を測定して定量した。
合金を溶解し、窒素ガスアトマイズ法により溶湯を液滴
化しアトマイズノズル下部の回転円板型コレクタ上に半
凝固状態で堆積させた。このとき、同時にSiC 粒子をア
トマイズ用の窒素ガスに乗せてコレクタ上に噴射し、ア
ルミニウム合金とともに堆積させた。堆積したプリフォ
ームの寸法はおよそφ150mm 、高さ150mm であった。続
いて、400 ℃にて一軸の自由鍛造で高さが1/2 になるま
で、即ち、鍛錬成形比２で鍛錬加工した。添加された硬
質粒子の量はプリフォームからアルミニウム合金を溶解
した後、不溶解分を測定して定量した。
【００２６】No.16 およびNo.17 の複合材料はコンポキ
ャスティング法により製造した参考例である。即ち、表
１のＡまたはＥの組成のアルミニウム合金が固液共存状
態となるように坩堝内で約620 ℃に保ち、ここに SiC粒
子またはSi3N4 粒子を少量ずつ所定量になるまで添加し
ながら強撹伴し、更に強撹伴を続けながらながら 605℃
まで降温させ、内径φ150mm 、深さ50mmの厚円板型の金
型に鋳造した。得られた鋳造材を 400℃にて高さが、40
mmになるまで、即ち、鍛錬成形比1.25で鍛錬加工した。
ャスティング法により製造した参考例である。即ち、表
１のＡまたはＥの組成のアルミニウム合金が固液共存状
態となるように坩堝内で約620 ℃に保ち、ここに SiC粒
子またはSi3N4 粒子を少量ずつ所定量になるまで添加し
ながら強撹伴し、更に強撹伴を続けながらながら 605℃
まで降温させ、内径φ150mm 、深さ50mmの厚円板型の金
型に鋳造した。得られた鋳造材を 400℃にて高さが、40
mmになるまで、即ち、鍛錬成形比1.25で鍛錬加工した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】上記のようにして作製した試験材を用い
て、常温引張試験による強度評価と耐摩耗性試験による
摩耗量の測定を行った。なお、耐摩耗性試験中に摩擦係
数も測定した。耐摩耗性試験の条件は下記のとおりであ
る。
て、常温引張試験による強度評価と耐摩耗性試験による
摩耗量の測定を行った。なお、耐摩耗性試験中に摩擦係
数も測定した。耐摩耗性試験の条件は下記のとおりであ
る。
【００３０】面圧: 0.5 MPaおよび 2 MPaの２条件、
摩擦速度: 5 m/s 、潤滑: なし、 相手ピン材: 銅系ブ
レーキパッド材、 摩擦時間:10 分。
摩擦速度: 5 m/s 、潤滑: なし、 相手ピン材: 銅系ブ
レーキパッド材、 摩擦時間:10 分。
【００３１】試験結果を表３に示す。
【００３２】
【表３】
【００３３】表３から、下記のような結論が得られる。
【００３４】 No.1〜11は引張強さが高く、摩耗試験
におけるディスクの摩耗量が少なく、しかも摩擦係数が
高い。No.1〜4 をみると SiC粒子が微細なほど摩擦係数
が大きくなる傾向があることがわかる。
におけるディスクの摩耗量が少なく、しかも摩擦係数が
高い。No.1〜4 をみると SiC粒子が微細なほど摩擦係数
が大きくなる傾向があることがわかる。
【００３５】 No.12は SiCの平均粒径が 0.5μｍと微
細に過ぎるために、SiC 粒子が凝集して均一に分散しな
かった。強度、伸びとも小さく、摩耗も大きいので、ブ
レーキディスク材として適当でない。
細に過ぎるために、SiC 粒子が凝集して均一に分散しな
かった。強度、伸びとも小さく、摩耗も大きいので、ブ
レーキディスク材として適当でない。
【００３６】 No.13は、SiC の平均粒径が大き過ぎる
ため、摩擦係数が小さい。No.14 はSiC 粒子の量が少な
いために摩擦試験の圧力が 2 MPaの場合には試験開始後
約２分で焼き付きが発生した。0.5 MPa の圧力での試験
結果をみると摩擦係数も低い。更に、No.15 は SiC粒子
が過剰に添加されているために鍛造性が悪く、材料作製
の際に大きな割れが生じた。また、引張試験における伸
びも小さくブレーキディスク材として適当でない。
ため、摩擦係数が小さい。No.14 はSiC 粒子の量が少な
いために摩擦試験の圧力が 2 MPaの場合には試験開始後
約２分で焼き付きが発生した。0.5 MPa の圧力での試験
結果をみると摩擦係数も低い。更に、No.15 は SiC粒子
が過剰に添加されているために鍛造性が悪く、材料作製
の際に大きな割れが生じた。また、引張試験における伸
びも小さくブレーキディスク材として適当でない。
【００３７】 No.16とNo.17 は、コンポキャスティン
グ法で作製した材料である。これらでは SiC粒子および
Si3N4 粒子の偏析が著しく、また、鋳造欠陥も多く認め
られた。さらに、引張強さも伸びも非常に小さいので、
ブレーキディスク材として適当でない。
グ法で作製した材料である。これらでは SiC粒子および
Si3N4 粒子の偏析が著しく、また、鋳造欠陥も多く認め
られた。さらに、引張強さも伸びも非常に小さいので、
ブレーキディスク材として適当でない。
【００３８】
【発明の効果】本発明の複合材料は、マトリックスがア
ルミニウム合金であるから、軽量であり、しかも、耐摩
耗性に優れ、かつ摩擦係数も大きい。従って、鉄道車両
用のブレーキディスク用材料として極めて好適である。
ルミニウム合金であるから、軽量であり、しかも、耐摩
耗性に優れ、かつ摩擦係数も大きい。従って、鉄道車両
用のブレーキディスク用材料として極めて好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古谷 精市 大阪府大阪市此花区島屋５丁目１番109号 住友金属工業株式会社関西製造所製鋼品事 業所内 (72)発明者 坂口 篤司 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住 友金属工業株式会社内 (72)発明者 牧野 泰三 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号住 友金属工業株式会社内 (72)発明者 渋江 和久 東京都港区新橋五丁目11番３号住友軽金属 工業株式会社内 (72)発明者 大久保 喜正 東京都港区新橋五丁目11番３号住友軽金属 工業株式会社内 (72)発明者 菊地 昭雄 東京都港区新橋五丁目11番３号住友軽金属 工業株式会社内 (72)発明者 大福根 康夫 東京都港区新橋五丁目11番３号住友軽金属 工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】アルミニウム合金のマトリックスにセラミ
ックス粒子が分散した複合材料であって、セラミックス
粒子の平均粒径が１μｍから５μｍ未満であり、複合材
料中のセラミックス粒子の含有量が５〜30wt％であるこ
とを特徴とする耐焼き付き性に優れ、摩擦係数の大きな
鉄道車両ブレーキディスク用複合材料。 - 【請求項２】セラミックス粒子が、 SiC、Al2O3 、AlN
およびSi3N4 の中から選ばれた１種以上の粒子である請
求項１の鉄道車両ブレーキディスク用複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29537696A JPH10140274A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | 鉄道車両ブレーキディスク用複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29537696A JPH10140274A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | 鉄道車両ブレーキディスク用複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10140274A true JPH10140274A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17819833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29537696A Pending JPH10140274A (ja) | 1996-11-07 | 1996-11-07 | 鉄道車両ブレーキディスク用複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10140274A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023125187A1 (zh) * | 2021-12-30 | 2023-07-06 | 亚超特新材料技术有限公司 | 一种用于链条和皮带传动装置的轻量化铝基复合材料传动圆盘 |
-
1996
- 1996-11-07 JP JP29537696A patent/JPH10140274A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023125187A1 (zh) * | 2021-12-30 | 2023-07-06 | 亚超特新材料技术有限公司 | 一种用于链条和皮带传动装置的轻量化铝基复合材料传动圆盘 |
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