JPH101736A - Disk brake rotor, and its production - Google Patents

Disk brake rotor, and its production

Info

Publication number
JPH101736A
JPH101736A JP7730297A JP7730297A JPH101736A JP H101736 A JPH101736 A JP H101736A JP 7730297 A JP7730297 A JP 7730297A JP 7730297 A JP7730297 A JP 7730297A JP H101736 A JPH101736 A JP H101736A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
content
rotor
brake rotor
disk brake
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7730297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kensuke Tejima
健介 手島
Katsuhiko Kojo
勝彦 古城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Priority to JP7730297A priority Critical patent/JPH101736A/en
Publication of JPH101736A publication Critical patent/JPH101736A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a disk brake rotor applicable, in particular, to large-sized truck, having high properties, and reduced in costs by specifying the composition of elements of flake graphite cast iron. SOLUTION: Flake graphite cast iron is used as a material suitable for disk brake rotor; however, it is necessary to improve thermal conductivity and lower Young's modulus in order to improve heat check resistance. The increase in C content suffices for the above purpose but deterioration in strength is brought about. Cr, therefore, is added, but the increase of the additive quantity of Cr causes formation of chill at the time of casting and deterioration in machinability. Accordingly, it is necessary to synthetically control the content of Cr and further the contents of Mn and Cr in order to facilitate control for preventing chilling, reduce costs, and produce the material suitable for use, in particular, in a large-sized truck. That is to say, Mn content and Cr content are controlled to <0.5% and >0.5-1.5% by weight ratio, respectively. Further, the sum total (α) of the contents of Mn and Cr is controlled so that 0.5%<=α<=1.5% by weight ratio is satisfied.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は自動車のディスクブ
レーキ用ロータ及びその製造方法に関し、特に大型トラ
ック用に最適なディスクブレーキ用ロータ及びその製造
方法に関する。 【0002】 【従来の技術】ディスクブレーキは、車輪と一体になっ
て回転するロータの両面に摩擦材を押し付けて制動力を
発生させる要素であり、押し付ける圧力に対して直線的
に制動力が増加するため安定した制動が得られる。一般
に、乗用車用のディスクブレーキ用ロータとしては、
(JIS)FC200、FC250の片状黒鉛からなる
普通鋳鉄が主として用いられている。近年、乗用車が高
性能、高出力になるに従い、ディスクブレーキ用ロータ
についても耐熱亀裂性、耐摩耗性、耐食性などの特性の
向上が要求されてきている。 【0003】例えば特公昭61−17900号公報に
は、重量比率で、炭素当量(CE値):3.8〜4.5
%の範囲で、C:2.8〜4.0%、Si:1.5〜
3.0%、Mn:0.3〜1.2%、P:0.20%以
下、S:0.06〜0.25%、Cu:0.15〜3.
5%、Cr:0.05〜0.5%、Ni:0.05〜
0.5%、残部Feおよび不可避不純物の組成からな
り、各種腐食環境下における錆層の成長を遅らせ、また
錆層の酸化増量を抑制し、さらに錆層の層状剥離抵抗性
を向上することで、例えばディスクブレーキ等の構成材
料として有効であるとする耐食性鋳鉄の開示がある。 【0004】また、特公平8−32944号公報には、
重量比率で、C:3.5〜3.7%、Si:1.40〜
1.72%、Mn:0.5〜0.8%、Mo:0.4〜
1.2%、Ti:0.05〜0.10%、V:0.02
〜0.35%、Ce:0.01〜0.05%、Cu:
0.20〜2.0%、Cr:0.05〜1.0%を含
み、残部Feおよび不可避不純物の組成を有する片状黒
鉛鋳鉄からなり、耐熱亀裂性、制動性、耐摩耗性および
強度に優れるというディスクブレーキ用ロータの開示が
ある。 【0005】更に、特開平7−216495号公報に
は、C:3.50〜3.90%、Si:1.60〜2.
50%、Mn:0.70〜1.10%、P:0.05%
未満、S:0.06〜0.12%、Cu:0.6〜1.
10%、Cr:0.40〜0.80%、Mo:0.20
〜0.50%、残部Feおよび不可避不純物、CE値を
4.1〜4.75として、凝固速度を制御することによ
り、取付部をA型黒鉛、D型黒鉛および粒状黒鉛のうち
の一種または組み合わせ、摺動部を長いA型黒鉛とC型
黒鉛の混合組織として、耐熱亀裂性、室温強度、熱伝導
率に優れるという自動車用のディスクブレーキ用ロータ
の開示がある。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】現在、最大積載量が4
000kgを超える大型トラックなどは、大きな制動力
を要するので、車輪とともに回転するドラムブレーキ
に、ブレーキシューに貼り付けた摩擦材を押し付けて、
ドラムの回転を摩擦力で止める方式が一般に採用されて
いる。 【0007】しかし近年、大型トラックにおいても軽量
化の要求に応えるための対策としてディスクブレーキの
採用が検討されている。大型トラックにディスクブレー
キを採用する場合には、乗用車に比較してディスクブレ
ーキ用ロータの表面温度が高くなる等の苛酷な条件で使
用されこととなるため、高い耐熱亀裂性と耐摩耗性が必
要となる。この耐熱亀裂性と耐摩耗性等の特性を向上す
るべく、鋳造過程及びその後の熱処理過程等の製造工程
を高度に管理しかつ複雑な手法をとることは、真に適切
な技術的な解決とはならない。 【0008】本発明は以上の従来技術における課題に鑑
みてなされたものであって、製造工程における熱処理等
の工程を特に複雑にすることなく、低コストに耐熱亀裂
性、耐摩耗性等の特性を向上し、さらに鋳造工程におけ
るチル化を防止するための管理を簡易にし、製造コスト
を低減し、しかも高価な諸原料の使用量を節約すること
ができ、特には大型トラックに適用できるディスクブレ
ーキ用ロータ及びその製造方法、すなわち高特性低コス
トのディスクブレーキ用ロータ及びその製造方法を提供
することを目的とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、ブレーキ
が繰り返し使用される際の耐摩耗性を備え、また求めら
れる減衰能を有するディスクブレーキ用ロータを比較的
安価に製造するためには、片状黒鉛鋳鉄が有利であると
の知見を得ている。 【0010】さらに本発明者等は、かかる片状黒鉛鋳鉄
が持つ特性に注目して種々研究し、以下の知見を得、か
かる知見に基づき本発明に想到した。すなわち、ディス
クブレーキ用ロータの耐熱亀裂性を向上するためには熱
伝導性を向上すると共にヤング率を低くする必要があ
り、そのためには含有炭素量を多くする必要がある。し
かし、含有炭素量を多くしたときには強度低下が生じる
という問題がある。そこでこの強度低下を低減すると共
に成長性の増大を抑制するためにCrを添加する。しか
しながらCrの添加量を増すと鋳造時にチル(共晶セメ
ンタイト)を生成し、機械加工性が劣化する。この鋳造
工程におけるチル化を防止するための管理を簡易にし、
製造コストを低減して特には大型トラックのディスクブ
レーキ用ロータを低コストに製造するには、Crの含有
量、さらにはMnとCrの含有量を総合的に管理する必
要がある。 【0011】前記課題を解決するため、請求項1に記載
のディスクブレーキ用ロータは、重量比でMn含有量が
0.5%未満であり、0.5%を超え1.5%以下のC
rを含む片状黒鉛鋳鉄からなることを特徴とする。 【0012】前記課題を解決するため、請求項2に記載
のディスクブレーキ用ロータは、MnとCrとの含有量
の総和αが重量比で0.5%≦α≦1.5%に管理され
てなる片状黒鉛鋳鉄からなることを特徴とする。 【0013】前記課題を解決するため、請求項3に記載
のディスクブレーキ用ロータは、重量比で、C:3.7
〜4.2%、Si:1.5〜3.0%、Mn:0.5%
未満、Cr:0.5%を超え1.5%以下、Cu:2.
0%以下を含む片状黒鉛鋳鉄からなることを特徴とす
る。 【0014】前記課題を解決するため、請求項4に記載
のディスクブレーキ用ロータは、重量比で、C:3.8
〜4.1%、Si:2.0〜2.7%、Mn:0.2〜
0.4%、Cr:0.55〜1.0%、Cu:0.5〜
1.5%である片状黒鉛鋳鉄からなることを特徴とす
る。 【0015】前記課題を解決するため、請求項5に記載
のディスクブレーキ用ロータは、請求項1〜請求項4の
何れか一に記載のディスクブレーキ用ロータにおいて、
重量比で、0.5%を超え3.0%以下のNiを含むこ
とを特徴とする。 【0016】前記課題を解決するため、請求項6に記載
のディスクブレーキ用ロータは、請求項1〜請求項4の
何れか一に記載のディスクブレーキ用ロータにおいて、
重量比で、0.5%を超え2.0%以下のNiを含むこ
とを特徴とする。 【0017】前記課題を解決するため、請求項8に記載
のディスクブレーキ用ロータは、請求項1〜請求項7の
何れか一に記載のディスクブレーキ用ロータにおいて、
大型トラック用であることを特徴とする。 【0019】前記課題を解決するため、請求項9に記載
のディスクブレーキ用ロータの製造方法は、片状黒鉛鋳
鉄からなるディスクブレーキ用ロータの製造方法におい
て、原材料のMn量に応じてCr量を管理し、MnとC
rとの含有量の総和αが、0.5%≦α≦1.5%(重
量比)となるように管理することを特徴とする。 【0020】前記課題を解決するため、請求項10に記
載のディスクブレーキ用ロータの製造方法は、請求項9
に記載のディスクブレーキ用ロータの製造方法におい
て、ディスクブレーキ用ロータが大型トラック用ディス
クブレーキ用ロータであることを特徴とする。 【0021】以下、本発明のディスクブレーキ用ロータ
の組成と各成分範囲の限定理由につき説明する。 【0022】(1)C(炭素):3.7〜4.2%、好
ましくはC:3.75〜4.1% Cは、鋳鉄の熱伝導率、減衰率を向上させると共にヤン
グ率を低下させる有効成分であり、耐熱亀裂性を向上
し、望ましい黒鉛を析出させるため、少なくとも3.7
%以上の含有が必要である。一方、4.2%を越えて含
有すると、溶湯の流動性が低下して鋳造性を悪くすると
ともに、粗大な黒鉛が晶出し、強度が低下する。従っ
て、C:3.7〜4.2%とする。好ましくは、C:
3.8〜4.1%とする。 【0023】(2)Si(珪素):1.5〜3.0%、
好ましくは、Si:2.0〜2.7%、 Siは、良好な片状黒鉛を析出させ、製造工程を複雑化
することなく安価に製造して、良好な耐摩耗性を実現す
るために、少なくとも1.5%以上含有させるのが良
い。一方、Siを3.0%を越えて含有させると、過剰
なSiが鋳鉄の基地組織中に固溶して、何等特性の向上
には寄与しない。従って、Si:1.5〜3.0%とす
る。好ましくは、Si:2.0〜2.7%、より好まし
くは、Si:2.1〜2.5%である。 【0024】(3)Mn(マンガン):0.5%未満、
好ましくは、0.2〜0.4% Mnは、一般に知られているようにパーライト形成元素
であると同時にチル化促進元素である。Mnが0.5%
以上では鋳造工程におけるチル化を防止するための管理
が複雑となり、製造コストが上昇すると共にオーステナ
イト変態温度が低下するため望ましくない。Mnの含有
量を0.2%未満にするためには、一般にそのための原
材料管理若しくは原料処理が必要となり、そのために製
造コストが上昇する。しかし、Mnの含有量を0.2%
以上とする場合には用いることのできる原材料の範囲が
極めて広くなり、またその程度であれば鋳造工程におけ
るチル化を防止するための管理が複雑になるという問題
も生じない。かかる観点から好ましくは、Mn:0.2
〜0.4%とする。 【0025】(4)Cr(クロム):0.5%を超え
1.5%以下、好ましくは、Cr:0.55〜1.0
%、最も好ましくはCr:0.75〜1.0% Crは、ディスクブレーキ用ロータが作動して加熱され
たときの基地組織のフェライト化を抑制し、フェライト
化による熱膨張変形を抑える。また、硬度を高くする成
分であり、0.5%を超えて含有させることにより、製
造工程における熱処理等の工程を特に複雑にすることな
く、低コストに硬度を向上することができる。一方、C
rを1.5%を越えて含有させると、鋳造工程における
チル化を防止するための管理が複雑となり、製造コスト
が上昇する。従って、Cr:0.5%を超え1.5%以
下とする。好ましくは、Cr:0.55〜1.0%、さ
らに好ましくは0.75〜1.0%とする。 【0026】(5)MnとCrとの含有量の総和α:
0.5%以上、1.5%以下 Crは、前述したようにディスクブレーキ用ロータが作
動して加熱されたときの基地組織のフェライト化を抑制
し、フェライト化による熱膨張変形を抑えることにより
耐熱亀裂性を向上させ、また、硬度を高くするという積
極的機能を有する反面、限度を越えて含有させた場合に
は、鋳造工程におけるチル化を防止するための管理が複
雑となり、製造コストが上昇するという消極的機能を有
する。同時にMnも限度を超えて含有された場合には、
鋳造工程におけるチル化を防止するための管理が複雑と
なり、製造コストが上昇する。 【0027】したがって、Cr若しくはMn夫々の含有
量を個別に検討することによってはディスクブレーキ用
ロータの鋳造工程におけるチル化を防止するための管理
を簡易にし、製造コストの上昇を抑制することはでき
ず、Cr及びMnの含有量を総合的に検討しなければな
らない。特に本発明においては熱伝導率、減衰率を向上
させると共にヤング率を低下させて、耐熱亀裂性を向上
する観点から、C含有量を3.7%以上とするため、高
炭素化による強度低下が生じる。そこで本発明において
は、Cr及びMnの含有量を総合的に検討した結果とし
て、MnとCrとの含有量の総和αを重量比で0.5%
≦α≦1.5%に管理することとした。その様にするこ
とによりディスクブレーキ用ロータの鋳造工程における
チル化を防止しつつ、強度レベルを確保することができ
る。 【0028】特に、ディスクブレーキ用ロータの原材料
に含まれるMnの含有量は必ずしも一定せず、これを
0.2%未満にするためには、一般にそのための原材料
管理若しくは原料処理が必要となり、そのために製造コ
ストが上昇する。しかし、Mnの含有量を単に0.5%
未満に管理することは困難ではなく、その様に管理する
場合には用いることのできる原材料の範囲が極めて広く
なる。したがって、0.5%未満の範囲でMnが含まれ
る原材料のMn量に応じて、MnとCrとの含有量の総
和αを決定する観点からCr量を決定するようにするこ
とにより、鋳造工程におけるチル化を防止するための管
理を簡易にし、全体として製造コストを低減することが
できる。 【0029】(6)Cu(銅):2.0%以下、好まし
くは、Cu:0.5〜1.5% Cuは、Cr、Mnと同様に鋳鉄の基地組織におけるパ
ーライト安定化元素であり、ディスクブレーキ用ロータ
としての必要な強度を、製造工程における熱処理等のプ
ロセスを複雑化することなく低コストに達成するため
に、2.0%以下含有させる。一方、2.0%を越える
と、靱性、特に伸びの低下を防ぐための製造工程におけ
る熱処理等のプロセスが複雑化し高コスト化する。従っ
て、2.0%以下とする。好ましくは、0.5〜1.5
%とする。 【0030】(7)Ni(ニッケル):0.5%を超え
3.0%以下、好ましくは、Ni:0.5%を超え2.
0%以下 Niはパーライト基地のフェライト中に固溶して基地を
強化する。したがって、基地を強化するための熱処理等
の製造工程を簡易にし、製造コストを低減する為に必要
に応じてNiを含有させる。特に本発明においては熱伝
導率、減衰率を向上させると共にヤング率を低下させ
て、耐熱亀裂性を向上する観点から、C含有量を3.7
%以上としており、高炭素化による強度の低下を補完し
て、強度向上のための工程管理を簡易にして、製造コス
トを低減することが重要な課題となる。Niの含有量が
0.5%未満では基地を強化するための熱処理等の製造
工程が複雑化し、一方、3.0%を越えて含有させても
基地を強化するための熱処理等の製造工程をより簡易化
する効果は飽和して、Niそれ自体が高価なものである
から、かえって高価格となり不利益である。従って、N
i:0.5を超え3.0%以下とする。好ましくは、N
i:0.5%を超え2.0%以下とする。 【0031】(8)P(リン):0.05%以下 Pは多量に含有するとリン共晶組織(ステダイト)を生
じ、機械加工性が低下する。このため、P:0.05%
以下とする。 【0032】(9)S(硫黄):0.08〜0.12% Sは、強度を確保するための熱処理等の製造工程を簡易
にするうえで少なくとも0.08%以上含有させること
が望ましい。特に本発明においては熱伝導率、減衰率を
向上させると共にヤング率を低下させて、耐熱亀裂性を
向上する観点から、C含有量を3.7%以上としてお
り、高炭素化による強度の低下を補完して、強度向上の
ための工程管理を簡易にして、製造コストを低減するこ
とが重要な課題となる。しかし、Sを0.12%を越え
て含有させると強度確保のための熱処理等の製造工程が
逆に複雑化し、製造コストが高くなる。従って、S:
0.08〜0.12%とする。 【0032】 【発明の実施の形態】実施例1 表1に示す組成(ただし、不可避的不純物は省略する)
のディスクブレーキ用ロータを鋳造した。 【0033】 【表1】 【0034】 【表2】【0035】得られた鋳造材の鋳放し試験片について引
張強さ、熱伝導率、900℃×10サイクル加熱後での
膨張率およびビッカース硬さを調べた。その結果を表2
に示す。また、加熱試験後の金属組織を調べた。図1に
実施例1−1のディスクブレーキ用ロータの金属組織顕
微鏡写真を、図2に比較例1のディスクブレーキ用ロー
タの金属組織顕微鏡写真を、図3に比較例2のディスク
ブレーキ用ロータの金属組織顕微鏡写真を示す。 【0036】表2に示されるように本発明の実施例1−
1〜実施例1−3のディスクブレーキ用ロータによれ
ば、鋳放しの状態で215MPa以上の引張強さと、4
6W/m・K以上の熱伝導率が得られており、この諸特性
は明らかに比較例1のディスクブレーキ用ロータよりも
優れる。しかも実施例1−1〜実施例1−3のディスク
ブレーキ用ロータは900℃×10サイクル加熱後の硬
度がビッカース硬さで330Hv以上である。これに対
し比較例1のディスクブレーキ用ロータは900℃×1
0サイクル加熱後の硬度がビッカース硬さで150Hv
であり、明らかに硬度が低下していることがわかる。し
かも特筆するべきは、実施例1−1〜実施例1−3のデ
ィスクブレーキ用ロータは900℃×10サイクル加熱
後の膨張率が0.25%以下であるのに対し、比較例1
のディスクブレーキ用ロータは900℃×10サイクル
加熱後の膨張率が1.35%にも達するという事実であ
る。このように実施例1−1〜3のディスクブレーキ用
ロータでは900℃×10サイクル加熱後の硬度低下、
すなわち軟化の程度が極めて小さく、しかも膨張変形の
程度も極めて小さいのに対し、比較例1のディスクブレ
ーキ用ロータでは、900℃×10サイクル加熱後の軟
化及び膨張変形が顕著である。これは、図1に示す実施
例1−1〜3のものではフェライトの発生はないのに対
し、図2に示す比較例1のディスクブレーキ用ロータで
は、フェライトの発生が認められることと符合する。こ
れは比較例1のディスクブレーキ用ロータはCr含有量
が0.5%未満の0.02%であり、Crにより基地組
織のフェライト化が抑制されないことによる。 【0037】すなわち、実施例1−1〜実施例1−3に
示すディスクブレーキ用ロータでは900℃×10サイ
クル加熱後にもフェライトの発生はなく、したがってフ
ェライトの発生に起因する軟化及び膨張変形もなく、そ
の点で大型トラック用のディスクブレーキ用ロータとし
て十分な性能を有している。これに対し、比較例1のデ
ィスクブレーキ用ロータでは、900℃×10サイクル
加熱後にはフェライトの発生が認められ、フェライトの
発生に起因する軟化及び膨張変形が生じている。したが
って大型トラックのディスクブレーキ用ロータとしては
性能が不十分である。 【0038】また表2に示されるように比較例2のCr
含有量が1.6%であるディスクブレーキ用ロータは、
引張強さが291MPaであり、熱伝導率が46W/m・
Kであって、本発明の実施例1−1〜実施例1−3のデ
ィスクブレーキ用ロータに比べ、引張強さ、熱伝導率共
に優れる。しかも実施例1−1〜実施例1−3のディス
クブレーキ用ロータは900℃×10サイクル加熱後の
硬度がビッカース硬さで390Hv以下であり、これに
対し比較例2のディスクブレーキ用ロータは900℃×
10サイクル加熱後の硬度がビッカース硬さで440H
vであり、特に顕著な硬度低下があるとは認められな
い。しかも実施例1−1〜実施例1−3のディスクブレ
ーキ用ロータは900℃×10サイクル加熱後の膨張率
が0.20%以上であるのに対し、比較例2のディスク
ブレーキ用ロータは900℃×10サイクル加熱後の膨
張率が0.08%であり、比較例2のディスクブレーキ
用ロータ材は実施例1−1〜実施例1−3のディスクブ
レーキ用ロータに比べ膨張変形も極めて少ない。このよ
うに比較例2のディスクブレーキ用ロータでは900℃
×10サイクル加熱後の硬度低下、すなわち軟化の程度
が極めて小さく、しかも膨張変形の程度も極めて小さい
のは、比較例2のディスクブレーキ用ロータはCr含有
量が1.6%にも達し、Crにより基地組織のフェライ
ト化が強く抑制されることに起因する。 【0039】しかしながら、図3に示す比較例2のディ
スクブレーキ用ロータの鋳放し試験片の金属組織顕微鏡
写真ではチル組織の発生が認められる。かかるチル組織
の存在によりディスクブレーキ用ロータが脆くなること
は明らかであり、加工が極めて困難になり、これを解消
するためには鋳造後に複雑な工程の熱処理を行うか、あ
るいはチル化を防止するために極めて高度に管理された
鋳造工程を採用せざるを得ず、そのために高コスト化す
るという事態は避けられない。したがってその点で比較
例2に示すディスクブレーキ用ロータは高特性邸コスト
のディスクブレーキ用ロータを提供するという本発明の
趣旨に反し採用できない。 【0040】このように比較例2のディスクブレーキ用
ロータの鋳放し試験片の金属組織顕微鏡写真でチル組織
の発生が認められるのは、比較例2のディスクブレーキ
用ロータは1.60%のCrを含有するのみならず、
0.29%のMnを含有し、MnとCrとの含有量の総
和αが1.89%にも達することに起因する。 【0041】次ぎに表1に示す実施例1−1〜実施例1
−3のディスクブレーキ用ロータと比較例3〜5のディ
スクブレーキ用ロータの鋳放し試験片につきC含有量
と、熱伝導率、ヤング率および減衰率の関係について調
査した。その結果を、図4にC含有量と熱伝導率の関係
として、図5にC含有量と減衰率およびヤング率の関係
として示す。 【0042】図4のC含有量と熱伝導率の関係図から、
C含有量の増加とともに熱伝導率が増加し、比較例3の
ものと実施例1−1〜実施例1−3のディスクブレーキ
用ロータでは、熱伝導率に顕著な差異があることが分か
る。 【0043】また図5のC含有量と減衰率およびヤング
率の関係図から、C含有量の増加に従い減衰率が向上
し、C:3.7%未満から減衰能の低下の変化の傾きが
急になり、一方、ヤング率も、C:3.7%未満で高く
なる変化の傾きが急になる。比較例3のものと実施例1
−1〜実施例1−3のディスクブレーキ用ロータでは、
減衰能及びヤング率に顕著な差異があることが分かる。 【0044】一方Cを4.2%を越えて含有した比較例
4,5のものは、溶湯の流動性が低く、鋳造性が良好で
はなかった。このようにCを4.2%を越えて含有する
と溶湯の流動性が低下して鋳造性が悪くなるため製造コ
ストが上昇する。以上の熱伝導率、減衰率、ヤング率な
どの検討結果及び鋳造時の溶湯の流動性すなわち鋳造性
の悪化による製造コストの上昇を防ぐ観点を総合し、C
含有量は3.7〜4.2%である。 【0045】次に、表3に示す組成で本発明実施例及び
比較例のディスクブレーキ用ロータの鋳放し試験片を作
成し引張試験を行いCr含有量と引張強さの関係を調べ
た。その引張試験の結果を図6に示す。 【0046】 【表3】 【0047】図6から、Cr含有量が0.5%を超え増
加するに従い引張強さが向上するのがわかる。一方、組
織観察の結果によると、Cr含有量が1.5%を超える
とチル組織が増加する。 【0048】次ぎに、実施例2−1〜実施例2−4及び
比較例6,7の鋳造後の鋳放し試験片につき、加熱冷却
を繰り返したときの組織の変化(成長性)、および硬さ
の変化を以下の2種類の加熱試験により調べた。 1.「900℃×10サイクル」試験 大型トラックが、高速走行から停止まで数多くブレーキ
を繰り返すことを想定して、常温より900℃まで30
秒で昇温して10秒保持後、500℃まで400秒で冷
却する加熱冷却を10サイクル行う(「900℃×10
サイクル」として示す) 2.「700℃×1h」試験 大型トラックが、坂道の下りで連続してブレーキを作動
させたことを想定して、700℃で1時間加熱する
(「700℃×1h」として示す)。以上の各試験後の
Cr含有量と、膨張率[(加熱後の伸び/加熱前の長
さ)×100(%)]および硬さとの関係を調べた。そ
の結果を、図7にCr含有量と膨張率との関係図、図8
にCr含有量とビッカース硬さ(Hv)との関係図とし
て示す。 【0049】図7から、900℃×10サイクル加熱、
および700℃×1h加熱何れの試験片においても、C
r含有量の増加に従いフェライト化による膨張の程度は
低くなり、いわゆる成長性が低下することがわかる。し
かし、Cr含有量が1.5%を越えるとそれ以上の膨張
率の低下は見られず、Crを含有することによる成長の
抑制が飽和することが分かる。また700℃×1h加熱
では、Cr含有量が0.5%を超えると膨張率がほぼ0
%近くになり、Cr含有量が0.75%を超えても膨張
率の低下の効果は見られず、Crを含有することによる
成長の抑制は飽和する。 【0050】また、図8 から、900℃×10サイク
ル加熱後、および700℃×1h加熱後ともに、Cr含
有量が0.5%以下では、ビッカース硬さ(Hv)が加
熱前のビッカース硬さ(Hv330)より顕著に低下し
ている。一方、Cr含有量が0.5%、特には0.75
%を超えると、900℃×10hサイクル加熱後では、
加熱後のビッカース硬さが加熱前より若干高くなるとい
う変化が認められ、700℃×1h加熱後では、加熱前
のビッカース硬さと加熱後のビッカース硬さとほとんど
変化がない。以上の結果からCr含有量を適切に選択す
ることによって、硬さの低下を抑えて耐摩耗性を向上で
きることがわかる。図8に示されるように硬さ変化を確
実に無くすという観点からはCrは0.55%特には
0.75%以上とするのがよい。 【0051】以上の鋳造後の鋳放し試験片におけるCr
含有量と諸特性との関係を以下に整理する。 1.Cr含有量が0.5%を超え増加するに従い引張強
さが向上する。 2.Cr含有量が1.5%を超えるとチル組織が増加す
る。 3.900℃×10サイクル加熱、および700℃×1
h加熱ともにCr含有量の増加に従い成長性は低下す
る。 4.900℃×10サイクル加熱、および700℃×1
h加熱ともにCr含有量が1.5%を越えると成長性の
低下は見られない。 5.700℃×1h加熱では、Cr含有量が0.5%を
超えると膨張率がほぼ0%近くになり、Cr含有量が1
%を超えても膨張率の低下の効果は見られない。 【0052】6.900℃×10サイクル加熱後、およ
び700℃×1h加熱後ともに、Cr含有量が0.5%
以下では、ビッカース硬さ(Hv)が加熱前のビッカー
ス硬さ(Hv330)より低下する。 7.Cr含有量が0.5%を超えると、900℃×10
hサイクル加熱では、加熱後のビッカース硬さが加熱前
より若干高くなり、700℃×1h加熱後では、加熱後
のビッカース硬さが加熱前とほとんど変化がない。 8.Cr含有量が0.75%を超えると、900℃×1
0hサイクル加熱では、加熱後のビッカース硬さが加熱
前より若干高くなり、700℃×1h加熱後では、加熱
後のビッカース硬さが加熱前とほとんど変化がない。 【0053】以上のことから、製造工程における熱処理
等の工程を特に複雑にすることなく、低コストに耐熱亀
裂性、耐摩耗性等の特性を向上し、さらに鋳造工程にお
けるチル化を防止するための管理を簡易にし、製造コス
トを低減し、しかもCrそれ自体が高価なものであるこ
とからその使用量を節約するという総合的な観点からC
r含有量は0.5を超え1.5%以下とするのが良く、
特に各種熱影響を確実に排除すると共に必要以上のCr
の使用を避けて使用量を節約するという観点からは、
0.55〜1.0%とするのが好ましく、特には0.7
5〜1.0%とするのがよいことがわかる。 【0054】実施例3 次に、表4に示す組成で本発明実施例及び比較例のディ
スクブレーキ用ロータの鋳放し試験片を作成し、引張試
験を行ってNi含有量と引張強さの関係を調べた。その
引張試験の結果を図9に示す。 【表4】【0055】図9に示されるようにNiを含有しない比
較例8のディスクブレーキ用ロータと0.5%以上のN
iを含有する実施例4−1から実施例4−4のディスク
ブレーキ用ロータでは引張強さに20MPa以上の差異
が生じることが分かる。またNi含有量が増加するに従
い引張強さが向上する事実も認められる。したがって以
上の結果から、Ni含有量が0.5%未満では、220
MPa以上の引張強さを確保するために引張強さを改善
することを目的とした熱処理等を行う必要が生じて、そ
の結果として製造プロセスが複雑化して高コスト化する
ことが分かる。一方Ni含有量が2.0%を超えると、
260MPa以上もの強度となり、ディスクブレーキ用
ロータ材として求められる強度を超え、Niそれ自体が
非常に高価なものである点を考慮すると、高特性低コス
トの大型トラック用のディスクブレーキ用ロータ材を得
るという本発明の目的を達成するためにはオーバークオ
リティであるという問題が生じる。したがってNi(ニ
ッケル)は0.5%を超え3.0%以下、好ましくは、
0.5%を超え2.0%以下とするのがよい。 【0056】なお、以上の本発明の各実施例に関する説
明は、実施例の各ディスクブレーキ用ロータに関して、
その鋳造後の鋳放し状態における特性につき説明するも
のであって、その製造工程においてチル化防止管理、熱
処理等が行われた後の特性を直接に説明するものではな
い。しかしながら、本発明のディスクブレーキ用ロータ
が、製造工程における熱処理等の工程を特に複雑にする
ことなく、低コストに耐熱亀裂性、耐摩耗性等の特性を
向上し、さらに鋳造工程におけるチル化を防止するため
の管理を簡易にし、製造コストを低減し、しかも高価な
諸原料の使用量を節約することができる鋳造材であるこ
とは、本発明の目的が高特性低コストのディスクブレー
キ用ロータ及びその製造方法を提供する点にある以上、
この目的を達成する重要な因子となる。 【0057】 【発明の効果】以上詳細に説明のとおり、本発明のディ
スクブレーキ用ロータは、重量比でMn含有量が0.5
%未満であり、0.5%を超え1.5%以下のCrを含
む片状黒鉛鋳鉄からなり、あるいはまた更にMnとCr
との含有量の総和αが重量比で0.5%≦α≦1.5%
に管理されてなる片状黒鉛鋳鉄からなるので、3.7%
以上のCを含有する高炭素鋳鉄とすることにより、製造
工程における熱処理等の工程を特に複雑にすることな
く、低コストに耐熱亀裂性、耐摩耗性等の特性を向上
し、さらに鋳造工程におけるチル化を防止するための管
理を簡易にし、製造コストを低減し、しかも高価な諸原
料の使用量を節約することができる。 【0058】かかる本発明のディスクブレーキ用ロータ
は、特に乗用車と比較して使用条件の過酷な大型トラッ
ク用に適し、それのみでなく、中・小型トラックや乗用
車などに適用しても優れた効果を奏する。 【0059】また本発明のディスクブレーキ用ロータの
製造方法は、片状黒鉛鋳鉄からなるディスクブレーキ用
ロータの製造方法において、原材料のMn量に応じてC
r量を管理し、MnとCrとの含有量の総和αが、0.
5%≦α≦1.5%(重量比)となるように管理するこ
ととしたので、3.7%以上のCを含有する高炭素鋳鉄
からなる耐熱亀裂性、耐摩耗性等の特性の優れたディス
クブレーキ用ロータを製造工程におけるチル化防止管理
や熱処理等の工程を特に複雑にすることなく、低コスト
に製造することができる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a disc for an automobile.
The present invention relates to a rake rotor and a method of manufacturing the same, and
For disk brakes optimal for brakes and its manufacture
About the method. 2. Description of the Related Art Disc brakes are integrated with wheels.
Press the friction material against both sides of the rotating rotor to increase the braking force.
Generated element, linear with pressure applied
As the braking force increases, stable braking can be obtained. General
In addition, as rotors for disc brakes for passenger cars,
(JIS) Made of flaky graphite of FC200 and FC250
Ordinary cast iron is mainly used. In recent years, passenger cars
As performance and output increase, rotors for disc brakes
About properties such as heat crack resistance, abrasion resistance, corrosion resistance
Improvement is being demanded. [0003] For example, Japanese Patent Publication No. 61-17900
Is a carbon equivalent (CE value) in a weight ratio: 3.8 to 4.5.
%: C: 2.8 to 4.0%, Si: 1.5 to
3.0%, Mn: 0.3-1.2%, P: 0.20% or less
Below, S: 0.06 to 0.25%, Cu: 0.15 to 3.
5%, Cr: 0.05-0.5%, Ni: 0.05-
0.5%, the balance of the composition of Fe and unavoidable impurities.
Slows the growth of the rust layer in various corrosive environments,
Suppresses the increase in oxidation of the rust layer, and furthermore, the layered peel resistance of the rust layer
By improving the components, for example, components such as disc brakes
There is disclosure of a corrosion-resistant cast iron that is effective as a material. [0004] Japanese Patent Publication No. 8-32944 discloses that
By weight ratio, C: 3.5 to 3.7%, Si: 1.40 to
1.72%, Mn: 0.5 to 0.8%, Mo: 0.4 to
1.2%, Ti: 0.05-0.10%, V: 0.02
0.35%, Ce: 0.01-0.05%, Cu:
0.20-2.0%, Cr: 0.05-1.0%
Flake black with the composition of the balance Fe and unavoidable impurities
Made of lead cast iron, heat cracking, braking, abrasion resistance and
Disc brake rotor is disclosed as having excellent strength
is there. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-216495 discloses
Is C: 3.50-3.90%, Si: 1.60-2.
50%, Mn: 0.70 to 1.10%, P: 0.05%
, S: 0.06-0.12%, Cu: 0.6-1.
10%, Cr: 0.40 to 0.80%, Mo: 0.20
~ 0.50%, balance Fe and unavoidable impurities, CE value
By controlling the solidification rate as 4.1 to 4.75,
The mounting part is made of A-type graphite, D-type graphite or granular graphite.
One or a combination of the above, the sliding part is long A type graphite and C type
As a mixed structure of graphite, heat crack resistance, room temperature strength, heat conduction
Highly efficient disc brake rotor for automobiles
There is a disclosure. [0006] Currently, the maximum load capacity is 4
Large braking force for large trucks over 000kg
Drum brake that rotates with the wheels
Then, press the friction material stuck on the brake shoe,
The method of stopping the rotation of the drum by frictional force is generally adopted
I have. In recent years, however, even heavy trucks are lightweight.
As a measure to meet the demand for
Adoption is under consideration. Disc break on heavy truck
When adopting a key, disc brakes
Used in harsh conditions, such as when the surface temperature of the
Therefore, high heat crack resistance and wear resistance are required.
It becomes important. Improve properties such as heat crack resistance and wear resistance
Manufacturing process such as casting process and subsequent heat treatment process
It is truly appropriate to have a high degree of control and
It is not a technical solution. The present invention has been made in view of the above problems in the prior art.
Heat treatment in the manufacturing process, etc.
Cracks at low cost without complicating the process
Properties such as wear resistance and abrasion resistance, and
Management to prevent chilling, and manufacturing costs
To reduce the use of expensive raw materials
Disc brakes, especially for heavy trucks
Rotor and its manufacturing method, that is, high performance and low cost
Disc brake rotor and method of manufacturing the same
The purpose is to do. Means for Solving the Problems The present inventors have proposed a brake system.
Has abrasion resistance when used repeatedly.
Disk brake rotor with a damping capacity
Flake graphite cast iron is advantageous for inexpensive production.
Of knowledge. Further, the present inventors have developed such flaky graphite cast iron.
Various studies focused on the characteristics of
The present invention has been made based on such knowledge. That is,
In order to improve the heat crack resistance of the brake rotor, heat
It is necessary to improve the conductivity and lower the Young's modulus.
Therefore, it is necessary to increase the carbon content. I
However, when the carbon content is increased, the strength decreases.
There is a problem. Therefore, reducing this strength reduction
Cr is added in order to suppress an increase in growth property. Only
While increasing the Cr content while casting, chill (eutectic
And the machinability deteriorates. This casting
Simplified management to prevent chilling in the process,
Reduce manufacturing costs, especially for large truck disc drives.
In order to manufacture rake rotors at low cost,
Amount, and also the Mn and Cr contents, must be comprehensively controlled.
It is necessary. [0011] In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is described in claim 1.
Disk brake rotors have a Mn content by weight ratio.
Less than 0.5%, more than 0.5% and 1.5% or less of C
It is made of flaky graphite cast iron containing r. [0012] In order to solve the above-mentioned problem, a second aspect is provided.
Disk brake rotors contain Mn and Cr
Is controlled to 0.5% ≦ α ≦ 1.5% by weight.
Flake graphite cast iron. According to a third aspect of the present invention, the above-mentioned object is attained.
The disc brake rotor has a weight ratio of C: 3.7
To 4.2%, Si: 1.5 to 3.0%, Mn: 0.5%
, Cr: more than 0.5% and 1.5% or less, Cu: 2.
It is made of flake graphite cast iron containing 0% or less.
You. [0014] In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is described in claim 4.
The disc brake rotor has a weight ratio of C: 3.8
To 4.1%, Si: 2.0 to 2.7%, Mn: 0.2 to
0.4%, Cr: 0.55 to 1.0%, Cu: 0.5 to
1.5% flaky graphite cast iron
You. [0015] In order to solve the above-mentioned problem, a fifth aspect of the present invention is provided.
The disk brake rotor according to any one of claims 1 to 4
The disk brake rotor according to any one of the above,
Include more than 0.5% and less than 3.0% Ni by weight.
And features. [0016] In order to solve the above-mentioned problem, a sixth aspect of the present invention is provided.
The disk brake rotor according to any one of claims 1 to 4
The disk brake rotor according to any one of the above,
Include more than 0.5% and less than 2.0% Ni by weight
And features. [0017] In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is described in claim 8.
The disk brake rotor according to any one of claims 1 to 7
The disk brake rotor according to any one of the above,
It is for heavy trucks. According to a ninth aspect of the present invention, in order to solve the problem,
The manufacturing method of the rotor for disc brakes is flake graphite casting.
In the manufacturing method of iron disc brake rotor
Thus, the amount of Cr is controlled according to the amount of Mn in the raw material, and Mn and C
r is 0.5% ≦ α ≦ 1.5% (weight
(Amount ratio). [0020] In order to solve the above-mentioned problem, the invention is described in claim 10.
The manufacturing method of the above-mentioned disk brake rotor is described in claim 9.
In the method for manufacturing a rotor for a disc brake described in
The rotor for disc brakes is
It is a rotor for brakes. Hereinafter, a rotor for a disc brake according to the present invention will be described.
And the reasons for limiting the ranges of the respective components will be described. (1) C (carbon): 3.7 to 4.2%, preferably
Preferably, C: 3.75 to 4.1% C improves the thermal conductivity and damping rate of cast iron, and
Active ingredient that lowers the cracking rate and improves heat crack resistance
And at least 3.7 to deposit the desired graphite.
% Or more is required. On the other hand, it contains more than 4.2%
If it has, the flowability of the molten metal decreases and castability deteriorates.
In both cases, coarse graphite is crystallized, and the strength is reduced. Follow
C: 3.7 to 4.2%. Preferably, C:
It is set to 3.8 to 4.1%. (2) Si (silicon): 1.5 to 3.0%,
Preferably, Si: 2.0 to 2.7%, Si precipitates good flake graphite and complicates the manufacturing process.
Low cost and good wear resistance
Therefore, it is good to contain at least 1.5% or more.
No. On the other hand, if the content of Si exceeds 3.0%,
Si is dissolved in the base structure of cast iron to improve any characteristics
Does not contribute to Therefore, Si: 1.5 to 3.0%.
You. Preferably, Si: 2.0 to 2.7%, more preferably
More specifically, Si: 2.1 to 2.5%. (3) Mn (manganese): less than 0.5%,
Preferably, 0.2-0.4% Mn is the pearlite forming element as generally known.
And at the same time, it is a chilling promoting element. Mn is 0.5%
The above is the management to prevent chilling in the casting process
Complexity, increasing manufacturing costs and
This is not desirable because the site transformation temperature decreases. Mn content
In order to reduce the amount to less than 0.2%, generally the
Material management or raw material processing is required, and
Construction costs rise. However, the content of Mn was 0.2%
In the case above, the range of raw materials that can be used is
Extremely wide, and to that extent in the casting process.
Problem of complicated management to prevent chilling
Does not occur. From this viewpoint, Mn: 0.2 is preferable.
To 0.4%. (4) Cr (chromium): more than 0.5%
1.5% or less, preferably Cr: 0.55 to 1.0
%, Most preferably Cr: 0.75 to 1.0% Cr is heated by the operation of the disc brake rotor.
Ferrite in the base structure when
Suppress thermal expansion deformation due to In addition, components that increase hardness
Min. And contained by more than 0.5%.
Do not complicate the heat treatment process in the manufacturing process.
The hardness can be improved at low cost. On the other hand, C
If more than 1.5% of r is contained,
Management to prevent chilling becomes complicated, and manufacturing costs
Rises. Therefore, Cr: more than 0.5% and 1.5% or less
Below. Preferably, Cr: 0.55 to 1.0%,
More preferably, it is set to 0.75 to 1.0%. (5) The total content α of Mn and Cr:
0.5% or more and 1.5% or less Cr is formed by the disc brake rotor as described above.
Suppresses ferrite formation of matrix structure when heated by heating
And suppresses thermal expansion deformation due to ferrite formation
The product of improving heat crack resistance and increasing hardness
Although it has an extreme function, if it is contained beyond the limit
Is complicated in management to prevent chilling in the casting process.
Has the passive function of increasing production costs.
I do. At the same time, when Mn is contained in excess of the limit,
The management to prevent chilling in the casting process is complicated
And the production cost rises. Therefore, the content of each of Cr and Mn
For disc brakes, depending on the amount considered separately
Management to prevent chilling in the rotor casting process
Can be simplified and the increase in manufacturing costs can be suppressed.
Therefore, the contents of Cr and Mn must be comprehensively examined.
No. Especially in the present invention, thermal conductivity and damping rate are improved.
As well as lowering Young's modulus to improve heat crack resistance
From the viewpoint of making the C content 3.7% or more,
The strength decreases due to carbonization. Therefore, in the present invention
Is the result of comprehensive examination of the contents of Cr and Mn.
The total α of the contents of Mn and Cr is 0.5% by weight.
≦ α ≦ 1.5%. To do that
In the casting process of rotors for disc brakes
Strength level can be secured while preventing chilling
You. Particularly, the raw material of the rotor for the disc brake
The content of Mn contained in is not always constant.
In order to make it less than 0.2%, generally the raw materials for that
Management or raw material processing is required.
The strike rises. However, the content of Mn is merely 0.5%
It is not difficult to manage to less than, manage so
The range of raw materials that can be used is extremely wide
Become. Therefore, Mn is contained in a range of less than 0.5%.
The total content of Mn and Cr according to the Mn content of the raw material
The amount of Cr should be determined from the viewpoint of determining the sum α.
And a pipe for preventing chilling in the casting process.
Simplicity and reduce overall manufacturing costs.
it can. (6) Cu (copper): 2.0% or less, preferably
In other words, Cu: 0.5-1.5% Cu is similar to Cr and Mn in the base structure of cast iron.
-Light stabilizing element, rotor for disc brake
Strength required in the manufacturing process
To achieve low cost without complicating the process
To 2.0% or less. On the other hand, over 2.0%
In the manufacturing process to prevent a decrease in toughness, especially elongation
Process such as heat treatment becomes complicated and costs increase. Follow
To 2.0% or less. Preferably, 0.5 to 1.5
%. (7) Ni (nickel): more than 0.5%
3.0% or less, preferably, Ni: more than 0.5%;
0% or less Ni forms a solid solution in ferrite
Strengthen. Therefore, heat treatment to strengthen the base, etc.
Required to simplify the manufacturing process and reduce manufacturing costs
Ni is contained according to. Particularly in the present invention, heat transfer
Improve conductivity and damping rate and lower Young's modulus
From the viewpoint of improving the heat crack resistance, the C content is 3.7.
% Or more to compensate for the decrease in strength due to high carbonization.
Simplifies process management to improve strength,
Is an important issue. Ni content
If less than 0.5%, manufacture heat treatment to strengthen the base
The process becomes complicated, and even if the content exceeds 3.0%,
Simplify manufacturing processes such as heat treatment to strengthen the base
Effect is saturated and Ni itself is expensive
Therefore, it is rather expensive and disadvantageous. Therefore, N
i: More than 0.5 and less than 3.0%. Preferably, N
i: More than 0.5% and 2.0% or less. (8) P (phosphorus): 0.05% or less When P is contained in a large amount, a phosphorus eutectic structure (stedite) is generated.
And the machinability decreases. Therefore, P: 0.05%
The following is assumed. (9) S (sulfur): 0.08 to 0.12% S can simplify a manufacturing process such as a heat treatment for securing strength.
At least 0.08%
Is desirable. In particular, in the present invention, the thermal conductivity and the attenuation
It improves heat crack resistance by improving and lowering Young's modulus.
From the viewpoint of improvement, the C content is set to 3.7% or more.
To compensate for the decrease in strength due to high carbon
Process management to reduce manufacturing costs.
Is an important issue. However, S exceeds 0.12%
When included, manufacturing processes such as heat treatment to ensure strength
On the contrary, it becomes complicated and the manufacturing cost increases. Therefore, S:
0.08 to 0.12%. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Example 1 Composition shown in Table 1 (However, unavoidable impurities are omitted)
The disc brake rotor was cast. [Table 1] [Table 2] The as-cast test piece of the obtained cast material was drawn.
Tensile strength, thermal conductivity, 900 ° C x 10 cycles after heating
The expansion coefficient and Vickers hardness were examined. Table 2 shows the results.
Shown in Further, the metal structure after the heating test was examined. In FIG.
Metallographic examination of the disk brake rotor of Example 1-1
A microscopic photograph is shown in FIG.
FIG. 3 shows a metallographic micrograph of the disk of Comparative Example 2.
4 shows a metallographic micrograph of a brake rotor. As shown in Table 2, Example 1 of the present invention
1 to 3 according to the disk brake rotor
For example, a tensile strength of 215 MPa or more in an as-cast state,
A thermal conductivity of 6 W / m · K or more has been obtained.
Is clearly higher than the disc brake rotor of Comparative Example 1.
Excellent. Moreover, the discs of Embodiment 1-1 to Embodiment 1-3
The brake rotor is hardened after heating at 900 ° C for 10 cycles.
The degree is Vickers hardness of 330 Hv or more. Against this
The disk brake rotor of Comparative Example 1 was 900 ° C. × 1
Hardness after 0 cycle heating is 150Hv in Vickers hardness
This clearly shows that the hardness has been reduced. I
It should also be noted that the data of Example 1-1 to Example 1-3 are different.
The disc brake rotor is heated at 900 ° C for 10 cycles.
Comparative Example 1 has an expansion coefficient of 0.25% or less.
Disc brake rotor is 900 ° C x 10 cycles
The fact that the coefficient of expansion after heating reaches 1.35%
You. As described above, the disc brakes of Examples 1-1 to 1-3 are used.
In the rotor, the hardness decreases after 900 ° C x 10 cycles of heating,
That is, the degree of softening is extremely small, and
Although the degree is extremely small, the disc
For rotors for heating, the softness after heating at 900 ° C for 10 cycles
And expansion and deformation are remarkable. This is the implementation shown in FIG.
In Examples 1-1 to 1-3, no ferrite was generated.
The disk brake rotor of Comparative Example 1 shown in FIG.
Corresponds to the occurrence of ferrite. This
This is because the disk brake rotor of Comparative Example 1 has a Cr content.
Is less than 0.5% and 0.02%.
This is because the formation of ferrite in the weave is not suppressed. That is, in Embodiments 1-1 to 1-3,
In the rotor for disc brake shown, 900 ° C × 10 size
No ferrite was generated even after the
No softening and expansion deformation caused by the occurrence of
In terms of rotors for disc brakes for heavy trucks
And has sufficient performance. In contrast, the data of Comparative Example 1
900 ° C x 10 cycles for disc brake rotor
After heating, generation of ferrite was observed,
Softening and expansion deformation due to the occurrence have occurred. But
As a disk brake rotor for heavy trucks
Insufficient performance. Further, as shown in Table 2, the Cr of Comparative Example 2
The disc brake rotor having a content of 1.6% is:
Tensile strength is 291MPa, thermal conductivity is 46W / m
K, the data of Examples 1-1 to 1-3 of the present invention.
Both tensile strength and thermal conductivity are higher than disk brake rotors.
Excellent. Moreover, the discs of Examples 1-1 to 1-3 were not used.
The brake rotor is heated at 900 ℃ for 10 cycles.
The hardness is 390 Hv or less in Vickers hardness.
On the other hand, the rotor for the disc brake of Comparative Example 2 was 900 ° C ×
The hardness after 10 cycles of heating is 440H in Vickers hardness
v, and it is not recognized that there is a marked decrease in hardness.
No. In addition, the disc blur of the embodiment 1-1 to the embodiment 1-3 is different.
Expansion coefficient after heating at 900 ℃ for 10 cycles
Is 0.20% or more, whereas the disc of Comparative Example 2 is
The brake rotor expands after heating at 900 ° C for 10 cycles.
The tension ratio is 0.08%, and the disc brake of Comparative Example 2
The rotor material for the disk is the disk drive of Example 1-1 to Example 1-3.
The expansion deformation is extremely small compared to the rake rotor. This
900 ° C. for the disk brake rotor of Comparative Example 2.
× Decrease in hardness after 10 cycles of heating, ie, degree of softening
Is extremely small, and the degree of expansion deformation is also extremely small
The disk brake rotor of Comparative Example 2 contains Cr.
The amount reaches 1.6%, and the base tissue ferri
This is due to the strong suppression of gasification. However, in the comparative example 2 shown in FIG.
Metallographic microscopy of as-cast specimens of a brake rotor.
The photograph shows the occurrence of chilled tissue. Such chill organization
Of the disc brake rotor becomes brittle due to the presence of
Is obvious, processing becomes extremely difficult, and it is solved
In order to achieve this, heat treatment of complicated processes is performed after casting, or
Or very highly controlled to prevent chilling
Casting process must be adopted, which leads to higher costs
Is inevitable. So compare in that respect
The disc brake rotor shown in Example 2 has a high performance house cost.
The present invention provides a rotor for a disc brake of the present invention.
I can not adopt it against the purpose. Thus, for the disc brake of Comparative Example 2
Chill structure in microstructure micrograph of as-cast rotor specimen
The occurrence of cracks is observed in the disc brake of Comparative Example 2.
Rotor not only contains 1.60% Cr,
Containing 0.29% of Mn, and the total content of Mn and Cr
The sum α is as high as 1.89%. Next, Examples 1-1 to 1 shown in Table 1 are shown.
-3 disk brake rotor and comparative examples 3 to 5
C content per as-cast test piece of rotor for brake
And the relationship between thermal conductivity, Young's modulus and damping rate.
Inspected. FIG. 4 shows the relationship between the C content and the thermal conductivity.
FIG. 5 shows the relationship between the C content and the damping rate and Young's modulus.
As shown. From the relationship between the C content and the thermal conductivity in FIG.
As the C content increased, the thermal conductivity increased.
And disc brakes of Examples 1-1 to 1-3
It is clear that there is a remarkable difference in thermal conductivity
You. FIG. 5 shows the C content, the decay rate, and the Young's content.
From the relationship graph of the rate, the damping rate improves as the C content increases.
C: From 3.7% or less, the slope of the change in the decrease of the damping ability is
On the other hand, Young's modulus is also high at C: less than 3.7%
The change becomes steeper. Comparative Example 3 and Example 1
In the disk brake rotor of -1 to 1-3,
It can be seen that there is a remarkable difference between the damping capacity and the Young's modulus. On the other hand, Comparative Example containing more than 4.2% of C
4 and 5 have low flowability of the molten metal and good castability.
There was no. Thus, it contains more than 4.2% of C.
The flowability of the molten metal decreases and the castability deteriorates.
The strike rises. Heat conductivity, damping rate, Young's modulus
What examination results and the fluidity of the molten metal during casting, that is, castability
From the viewpoint of preventing the rise of manufacturing cost due to the deterioration of
Content is 3.7-4.2%. Next, with the compositions shown in Table 3, the examples of the present invention and
An as-cast test piece of a comparative disk brake rotor was prepared.
And conduct tensile test to investigate the relationship between Cr content and tensile strength
Was. FIG. 6 shows the results of the tensile test. [Table 3] FIG. 6 shows that the Cr content increased over 0.5%.
It can be seen that the tensile strength increases as the addition increases. Meanwhile, the pair
According to the results of weaving observation, the Cr content exceeds 1.5%
And chill tissue increases. Next, Examples 2-1 to 2-4 and
Heating and cooling the as-cast test pieces after casting of Comparative Examples 6 and 7
Change (growth) and hardness when repeating
Was examined by the following two types of heating tests. 1. "900 ° C x 10 cycle" test Large trucks brake many times from high-speed running to stopping
From normal temperature to 900 ° C.
Temperature and hold for 10 seconds, then cool to 500 ° C in 400 seconds
10 cycles of heating and cooling (“900 ° C. × 10
Cycle)) 2. "700 ° C x 1h" test heavy trucks continuously apply brakes down hill
Heat at 700 ° C for 1 hour, assuming that
(Indicated as “700 ° C. × 1 h”). After each of the above tests
Cr content and expansion coefficient [(elongation after heating / length before heating)
.Times.100 (%)] and hardness. So
FIG. 7 shows the relationship between the Cr content and the coefficient of expansion, and FIG.
Fig. 4 shows the relationship between Cr content and Vickers hardness (Hv).
Shown. As shown in FIG. 7, heating was performed at 900 ° C. for 10 cycles.
And 700 ° C. × 1 h heating,
As the r content increases, the degree of expansion due to ferrite
It can be seen that the so-called growth property is lowered. I
However, if the Cr content exceeds 1.5%, further expansion occurs.
No decrease in the growth rate was observed, and growth was
It can be seen that the suppression saturates. Also heating at 700 ° C for 1 hour
When the Cr content exceeds 0.5%, the expansion coefficient becomes almost 0.
% And expands even if the Cr content exceeds 0.75%
No effect of decreasing the rate was seen, and the inclusion of Cr
Growth suppression saturates. FIG. 8 shows that 900 ° C. × 10 cycles
After heating for 1 hour and after heating at 700 ° C for 1 hour,
When the content is 0.5% or less, Vickers hardness (Hv) is added.
Notably lower than Vickers hardness before heating (Hv330)
ing. On the other hand, the Cr content is 0.5%, especially 0.75%.
%, After 900 ° C. × 10 h cycle heating,
Vickers hardness after heating is slightly higher than before heating
After heating at 700 ° C for 1h, before heating
Vickers hardness and Vickers hardness after heating and almost
no change. From the above results, select the Cr content appropriately.
By suppressing the decrease in hardness, the wear resistance can be improved
You can see that you can. As shown in FIG.
From the viewpoint of eliminating it, Cr is 0.55%, especially
It is better to be 0.75% or more. Cr in the as-cast test piece after the above casting
The relationship between the content and various properties is summarized below. 1. Tensile strength as Cr content exceeds 0.5%
Is improved. 2. If the Cr content exceeds 1.5%, the chill structure increases.
You. 3. 900 ° C x 10 cycle heating and 700 ° C x 1
Growth rate decreases with increasing Cr content in both h heating
You. 4. 900 ° C x 10 cycle heating and 700 ° C x 1
When the Cr content exceeds 1.5% for both heating and heating,
No decrease is seen. 5. By heating at 700 ° C for 1 hour, the Cr content is reduced to 0.5%.
If it exceeds, the expansion coefficient becomes almost 0%, and the Cr content becomes 1
%, The effect of lowering the expansion coefficient is not seen. 6. After heating at 900 ° C. for 10 cycles,
And after heating at 700 ° C for 1h, the Cr content is 0.5%
Below, Vickers hardness (Hv) is the Vickers before heating
Hardness (Hv330). 7. If the Cr content exceeds 0.5%, 900 ° C. × 10
In h cycle heating, Vickers hardness after heating is
Slightly higher than after heating at 700 ° C for 1h
Has almost no change in Vickers hardness before heating. 8. If the Cr content exceeds 0.75%, 900 ° C. × 1
In 0h cycle heating, Vickers hardness after heating is heated
It becomes slightly higher than before, and after heating at 700 ° C for 1 hour,
Vickers hardness after heating is hardly changed from before heating. From the above, the heat treatment in the manufacturing process
Process without complicating the process, etc.
Improved properties such as crack resistance and wear resistance.
Management to prevent chilling,
That Cr itself is expensive.
From the comprehensive point of view of saving its usage from
The r content should be more than 0.5 and 1.5% or less,
In particular, various heat effects are reliably eliminated and Cr
In terms of saving on usage by avoiding the use of,
It is preferably set to 0.55 to 1.0%, particularly 0.7 to 1.0%.
It is understood that the content is preferably set to 5 to 1.0%. [0054] Example 3 Next, using the compositions shown in Table 4, the samples of Examples of the present invention and Comparative Examples were prepared.
Prepare an as-cast test piece of the rotor for the brake, and conduct a tensile test.
An experiment was conducted to examine the relationship between the Ni content and the tensile strength. That
FIG. 9 shows the results of the tensile test. [Table 4] As shown in FIG. 9, the ratio not containing Ni
The disk brake rotor of Comparative Example 8 and 0.5% or more of N
Discs of Examples 4-1 to 4-4 containing i
Difference of more than 20MPa in tensile strength for brake rotor
It can be seen that this occurs. Also, as the Ni content increases,
The fact that the tensile strength is improved is also recognized. Therefore
From the above results, when the Ni content is less than 0.5%, 220%
Improve tensile strength to ensure tensile strength of MPa or more
It is necessary to perform heat treatment for the purpose of
Results in more complicated manufacturing processes and higher costs
You can see that. On the other hand, when the Ni content exceeds 2.0%,
260MPa or more strength for disc brake
Exceeding the strength required for rotor materials, Ni itself
Considering that it is very expensive,
Rotor material for disc brakes for large trucks
In order to achieve the object of the present invention,
Issues arise. Therefore, Ni (Ni
Is greater than 0.5% and less than or equal to 3.0%, preferably
It is better to exceed 0.5% and 2.0% or less. The above description of each embodiment of the present invention
Akira, for each disk brake rotor of the embodiment,
I will explain the characteristics of the as-cast condition after casting
In the manufacturing process, chilling prevention control and heat
It does not directly explain the characteristics after processing is performed.
No. However, the rotor for a disc brake of the present invention
However, it complicates processes such as heat treatment in the manufacturing process.
Low-cost properties such as heat-resistant cracking and abrasion resistance
To improve and prevent chilling in the casting process
Simplifies management, reduces manufacturing costs, and
Being a cast material that can save the usage of various raw materials
This means that the purpose of the present invention is
Since it is in the point of providing a rotor for key and its manufacturing method,
It is an important factor in achieving this goal. As described in detail above, the present invention
The brake brake rotor has a Mn content of 0.5 by weight.
%, Containing more than 0.5% and 1.5% or less of Cr.
Consisting of flaky graphite cast iron, or alternatively Mn and Cr
Is 0.5% ≦ α ≦ 1.5% by weight.
3.7% because it is made of flaky graphite cast iron
By using high carbon cast iron containing C as described above,
Do not particularly complicate processes such as heat treatment in the process.
And improved properties such as heat crack resistance and abrasion resistance at low cost
Pipe for preventing chilling in the casting process
Simplifies processing, reduces manufacturing costs, and
It can save the usage of the fee. The disk brake rotor according to the present invention.
Is especially difficult for large trucks with severe operating conditions compared to passenger cars.
For small and medium-sized trucks and passengers
It has excellent effects when applied to cars. The disk brake rotor of the present invention
The manufacturing method is for disc brakes made of flake graphite cast iron.
In the method of manufacturing the rotor, C
r is controlled so that the sum α of the contents of Mn and Cr is 0.
5% ≦ α ≦ 1.5% (weight ratio)
High carbon cast iron containing more than 3.7% C
Made of discs with excellent properties such as heat crack resistance and abrasion resistance
Chilling prevention management in the manufacturing process of brake rotors
Low cost without complicating processes such as heat treatment and heat treatment
Can be manufactured.

【図面の簡単な説明】 【図1】 実施例1−1の加熱冷却繰り返し後の金属ミ
クロ組織を示す金属顕微鏡写真(400倍)である。 【図2】 比較例1の加熱冷却繰り返し後の金属ミクロ
組織を示す金属顕微鏡写真(400倍)である。 【図3】 比較例2の加熱冷却繰り返し後の金属ミクロ
組織を示す金属顕微鏡写真(400倍)である。 【図4】 C含有量と熱伝導率の関係を示す図である。 【図5】 C含有量と、減衰率およびヤング率の関係を
示す図である。 【図6】 Cr含有量と引張強さの関係を示す図であ
る。 【図7】 Cr含有量と加熱冷却繰り返し後の膨張率の
関係を示す図である。 【図8】 Cr含有量と加熱冷却繰り返し後のビッカー
ス硬さの関係を示す図である。 【図9】 Ni含有量と引張強さの関係を示す図であ
る。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a metal micrograph (× 400) showing a metal microstructure after repeated heating and cooling of Example 1-1. FIG. 2 is a metal micrograph (× 400) showing a metal microstructure of Comparative Example 1 after repeated heating and cooling. FIG. 3 is a metal micrograph (× 400) showing a metal microstructure of Comparative Example 2 after repeated heating and cooling. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the C content and the thermal conductivity. FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a C content, an attenuation rate, and a Young's modulus. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between Cr content and tensile strength. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the Cr content and the coefficient of expansion after repeated heating and cooling. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the Cr content and Vickers hardness after repeated heating and cooling. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the Ni content and the tensile strength.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 重量比でMn含有量が0.5%未満であ
り、0.5%を超え1.5%以下のCrを含む片状黒鉛
鋳鉄からなることを特徴とするディスクブレーキ用ロー
タ。 【請求項2】 MnとCrとの含有量の総和αが重量比
で 0.5%≦α≦1.5% に管理されてなる片状黒鉛鋳鉄からなることを特徴とす
るディスクブレーキ用ロータ。 【請求項3】 重量比で、C:3.7〜4.2%、S
i:1.5〜3.0%、Mn:0.5%未満、Cr:
0.5%を超え1.5%以下、Cu:2.0%以下を含
む片状黒鉛鋳鉄からなることを特徴とするディスクブレ
ーキ用ロータ。 【請求項4】 重量比で、C:3.8〜4.1%、S
i:2.0〜2.7%、Mn:0.2〜0.4%、C
r:0.55〜1.0%、Cu:0.5〜1.5%であ
る片状黒鉛鋳鉄からなることを特徴とするディスクブレ
ーキ用ロータ。 【請求項5】 重量比で、0.5%を超え3.0%以下
のNiを含むことを特徴とする請求項1〜請求項4の何
れか一に記載のディスクブレーキ用ロータ。 【請求項6】 重量比で、0.5%を超え2.0%以下
のNiを含むことを特徴とする請求項1〜請求項4に記
載のディスクブレーキ用ロータ。 【請求項8】 大型トラック用であることを特徴とする
請求項1乃至請求項7いずれか1に記載のディスクブレ
ーキ用ロータ。 【請求項9】 片状黒鉛鋳鉄からなるディスクブレーキ
用ロータの製造方法において、原材料のMn量に応じて
Cr量を管理し、MnとCrとの含有量の総和αが、
0.5%≦α≦1.5%(重量比)となるように管理す
ることを特徴とするディスクブレーキ用ロータの製造方
法。 【請求項10】 ディスクブレーキ用ロータが大型トラ
ック用ディスクブレーキ用ロータであることを特徴とす
る請求項9記載のディスクブレーキ用ロータの製造方
法。
Claims: 1. A flaky graphite cast iron having a Mn content of less than 0.5% by weight and containing more than 0.5% and less than 1.5% of Cr. Disc brake rotor. 2. A disk brake rotor made of flaky graphite cast iron in which the total content α of Mn and Cr is controlled to 0.5% ≦ α ≦ 1.5% by weight. . 3. The weight ratio of C: 3.7 to 4.2%, S
i: 1.5 to 3.0%, Mn: less than 0.5%, Cr:
A rotor for a disc brake, comprising flaky graphite cast iron containing more than 0.5% and 1.5% or less and Cu: 2.0% or less. 4. C: 3.8 to 4.1% by weight, S:
i: 2.0 to 2.7%, Mn: 0.2 to 0.4%, C
A disk brake rotor made of flaky graphite cast iron with r: 0.55 to 1.0% and Cu: 0.5 to 1.5%. 5. The disk brake rotor according to claim 1, further comprising Ni in an amount of more than 0.5% and not more than 3.0% by weight. 6. The rotor for a disk brake according to claim 1, wherein the rotor contains Ni in an amount of more than 0.5% and not more than 2.0% by weight. 8. The disk brake rotor according to claim 1, wherein the rotor is for a heavy truck. 9. A method for manufacturing a disk brake rotor made of flaky graphite cast iron, wherein the amount of Cr is controlled in accordance with the amount of Mn of the raw material, and the total sum α of the contents of Mn and Cr is:
A method for manufacturing a rotor for a disc brake, characterized in that 0.5% ≦ α ≦ 1.5% (weight ratio) is controlled. 10. The method of manufacturing a disk brake rotor according to claim 9, wherein the disk brake rotor is a large truck disk brake rotor.
JP7730297A 1996-04-19 1997-03-28 Disk brake rotor, and its production Pending JPH101736A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7730297A JPH101736A (en) 1996-04-19 1997-03-28 Disk brake rotor, and its production

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8-97826 1996-04-19
JP9782696 1996-04-19
JP7730297A JPH101736A (en) 1996-04-19 1997-03-28 Disk brake rotor, and its production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH101736A true JPH101736A (en) 1998-01-06

Family

ID=26418406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7730297A Pending JPH101736A (en) 1996-04-19 1997-03-28 Disk brake rotor, and its production

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH101736A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2005309042B2 (en) Spheroidal cast alloy and method for producing cast parts from said spheroidal cast alloy
CA2305902C (en) Iron alloy containing molybdenum
RU2548558C2 (en) Grey iron alloy and brake disk containing grey iron alloy
US20060266447A1 (en) Iron alloy containing molybdenum
CA2994195C (en) Impact resistant ductile iron castings
WO2014119501A1 (en) Cast iron and brake component
JP5698852B2 (en) Cast iron and brake parts
JP2000104138A (en) Cast iron material excellent in vibration damping performance and strength
JPH101736A (en) Disk brake rotor, and its production
JPH09111393A (en) Disk brake rotor material
US4528045A (en) Heat-resisting spheroidal graphite cast iron
JP3086373B2 (en) Manufacturing method of brake parts with excellent heat crack resistance
JP2001123241A (en) Rotor for disk brake and producing method therefor
WO2016017293A1 (en) Cast iron and brake part
JP3920656B2 (en) High rigidity aluminum alloy containing boron
JP2007527951A (en) Cast iron material
JP4744011B2 (en) Fe-Cr-Ni-Cu alloy for sliding member
KR100940819B1 (en) Brake disk
KR100935882B1 (en) Brake disk of alloy cast iron having high carbon
JP5105673B2 (en) Manufacturing method of alloy for sliding member
AU755655C (en) Iron alloy containing molybdenum
KR0118772B1 (en) High carbon cast iron for brake disk of a car
JPH1163045A (en) Rotor for disc brake
JPH07233439A (en) Rotor material for disk brake
JPH03294446A (en) Heat-resistant and wear-resistant aluminum alloy