JPH11158576A - 焼結摩擦材 - Google Patents
焼結摩擦材Info
- Publication number
- JPH11158576A JPH11158576A JP34220697A JP34220697A JPH11158576A JP H11158576 A JPH11158576 A JP H11158576A JP 34220697 A JP34220697 A JP 34220697A JP 34220697 A JP34220697 A JP 34220697A JP H11158576 A JPH11158576 A JP H11158576A
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- JP
- Japan
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- friction
- friction material
- potassium titanate
- silica
- graphite
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 摩擦材の耐摩耗性の向上と相手材の摩耗抑制
とを両立した焼結摩擦材を提供する。 【解決手段】 焼結摩擦材において、銅系金属をマトリ
ックスとし、摩擦調整材としてシリカ，黒鉛およびチタ
ン酸カリウムを含む。シリカは体積比率で１〜１５％，
黒鉛は体積比率で１０〜５０％，チタン酸カリウムは体
積比率で５〜３０％の割合で配合されていることが好ま
しい。また、チタン酸カリウムの形状はウィスカ状，板
状，球状の少なくとも１種類とする。
とを両立した焼結摩擦材を提供する。 【解決手段】 焼結摩擦材において、銅系金属をマトリ
ックスとし、摩擦調整材としてシリカ，黒鉛およびチタ
ン酸カリウムを含む。シリカは体積比率で１〜１５％，
黒鉛は体積比率で１０〜５０％，チタン酸カリウムは体
積比率で５〜３０％の割合で配合されていることが好ま
しい。また、チタン酸カリウムの形状はウィスカ状，板
状，球状の少なくとも１種類とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は摩擦材に関するもの
で、特に自動車，鉄道車両，航空機，産業機械などの制
動装置におけるブレーキライニング，ディスクパッド，
クラッチフェーシング等の摺動面に最適な摩擦材に関す
るものである。
で、特に自動車，鉄道車両，航空機，産業機械などの制
動装置におけるブレーキライニング，ディスクパッド，
クラッチフェーシング等の摺動面に最適な摩擦材に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】上記の制動装置の摩擦材として、樹脂
（フェノール樹脂，エポキシ樹脂など）を結合剤とし、
これに基材を分散し、必要に応じて摩擦調整材を添加し
た混合物を加熱・加圧下に結着成形することにより製造
されるものが知られている。
（フェノール樹脂，エポキシ樹脂など）を結合剤とし、
これに基材を分散し、必要に応じて摩擦調整材を添加し
た混合物を加熱・加圧下に結着成形することにより製造
されるものが知られている。
【０００３】この種の摩擦材は一般に温度の上昇につれ
て摩擦係数が低下するものが多い。このため、自動車の
走行において連続降坂などの際、制動性能が著しく低下
するフェード現象が生じることから、近年、高負荷条件
下で使用される摩擦材料には銅などの金属をベースと
し、これに黒鉛，セラミックス等の摩擦調整材を添加し
た焼結合金が使用されている。
て摩擦係数が低下するものが多い。このため、自動車の
走行において連続降坂などの際、制動性能が著しく低下
するフェード現象が生じることから、近年、高負荷条件
下で使用される摩擦材料には銅などの金属をベースと
し、これに黒鉛，セラミックス等の摩擦調整材を添加し
た焼結合金が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
焼結合金製摩擦材（以下焼結摩擦材という）のある種の
ものは、高い摩擦係数を示すが潤滑性が不十分で相手材
を著しく摩耗させるものがある。また、別の摩擦材にお
いては、相手材の摩耗は少ないが、摩擦係数が著しく低
下するものなど、満足な特性を具えていないのが現状で
ある。
焼結合金製摩擦材（以下焼結摩擦材という）のある種の
ものは、高い摩擦係数を示すが潤滑性が不十分で相手材
を著しく摩耗させるものがある。また、別の摩擦材にお
いては、相手材の摩耗は少ないが、摩擦係数が著しく低
下するものなど、満足な特性を具えていないのが現状で
ある。
【０００５】従って、本発明の主目的は、摩擦材の高い
摩擦係数の発現と相手材の摩耗抑制とを両立した焼結摩
擦材を提供することにある。
摩擦係数の発現と相手材の摩耗抑制とを両立した焼結摩
擦材を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
消するもので、その特徴は、銅系金属をマトリックスと
し、摩擦調整材としてシリカ（ＳｉＯ2 ），黒鉛および
チタン酸カリウムを含むことにある。
消するもので、その特徴は、銅系金属をマトリックスと
し、摩擦調整材としてシリカ（ＳｉＯ2 ），黒鉛および
チタン酸カリウムを含むことにある。
【０００７】銅系金属のマトリックスは、展延性が良好
であり、かつ熱伝導性が高いことから、摩擦係数の安定
化とヒートスポットの分散化を図ることができる。シリ
カは相手材表面に付着した酸化被膜などを除去すること
により摩擦力向上を、黒鉛は摩擦材の耐摩耗性向上を、
チタン酸カリウムは相手材との凝着を抑えて相手材の摩
耗抑制を図るものである。
であり、かつ熱伝導性が高いことから、摩擦係数の安定
化とヒートスポットの分散化を図ることができる。シリ
カは相手材表面に付着した酸化被膜などを除去すること
により摩擦力向上を、黒鉛は摩擦材の耐摩耗性向上を、
チタン酸カリウムは相手材との凝着を抑えて相手材の摩
耗抑制を図るものである。
【０００８】これらの効果を十分に得るためには、シリ
カは体積比率で１〜１５％，黒鉛は体積比率で１０〜５
０％，チタン酸カリウムは体積比率で５〜３０％の割合
で配合されていることが好ましい。
カは体積比率で１〜１５％，黒鉛は体積比率で１０〜５
０％，チタン酸カリウムは体積比率で５〜３０％の割合
で配合されていることが好ましい。
【０００９】シリカの体積比率が１％よりも少ないと摩
擦力向上が不十分であり、逆に１５％よりも多いと相手
材まで除去するため相手材の摩耗を抑制する効果が悪化
する。なお、シリカは天然の原石をそのまま粉砕した結
晶シリカ、原石を１８００℃以上の高温で溶融しガラス
化した後に粉砕した溶融シリカ、工業的に合成された非
晶質シリカの少なくとも１種類とすることが望ましい。
擦力向上が不十分であり、逆に１５％よりも多いと相手
材まで除去するため相手材の摩耗を抑制する効果が悪化
する。なお、シリカは天然の原石をそのまま粉砕した結
晶シリカ、原石を１８００℃以上の高温で溶融しガラス
化した後に粉砕した溶融シリカ、工業的に合成された非
晶質シリカの少なくとも１種類とすることが望ましい。
【００１０】黒鉛の体積比率が１０％より少ないと摩擦
材の耐摩耗性向上が不十分であり、他方、５０％よりも
多いと材料強度が著しく低下した結果、摩擦材の耐摩耗
性が悪化する。
材の耐摩耗性向上が不十分であり、他方、５０％よりも
多いと材料強度が著しく低下した結果、摩擦材の耐摩耗
性が悪化する。
【００１１】チタン酸カリウムの体積比率が５％より少
ないと相手材の摩耗を抑制する効果が不十分であり、逆
に３０％よりも多いと材料強度が低下して摩擦材の耐摩
耗性が悪化する。
ないと相手材の摩耗を抑制する効果が不十分であり、逆
に３０％よりも多いと材料強度が低下して摩擦材の耐摩
耗性が悪化する。
【００１２】なお、チタン酸カリウムは一般式Ｋ2 Ｏ・
ｎＴｉＯ2 で表される化合物であるが、ｎ＝２，４，
６，８のものが実用的である。特に六チタン酸カリウム
が好適である。また、チタン酸カリウムとチタン酸カル
シウムとを粒子状に焼結した複合材料を用いても良い。
ｎＴｉＯ2 で表される化合物であるが、ｎ＝２，４，
６，８のものが実用的である。特に六チタン酸カリウム
が好適である。また、チタン酸カリウムとチタン酸カル
シウムとを粒子状に焼結した複合材料を用いても良い。
【００１３】シリカの粒径は０．５〜２００μｍの範囲
が適当である。この下限より小さいと相手材表面に付着
した酸化被膜を除去することができず摩擦力の向上が見
られない。また、上限を超えると相手材表面に付着した
酸化被膜のみならず相手材まで除去するため、相手材の
摩耗を抑制する効果が悪化する。
が適当である。この下限より小さいと相手材表面に付着
した酸化被膜を除去することができず摩擦力の向上が見
られない。また、上限を超えると相手材表面に付着した
酸化被膜のみならず相手材まで除去するため、相手材の
摩耗を抑制する効果が悪化する。
【００１４】黒鉛の粒径は１０〜１０００μｍの範囲が
適当である。この下限より小さいとマトリックスの焼結
が阻害され、材料強度が低下して摩擦材の耐摩耗性が悪
化する。また、上限を超えると黒鉛の偏析が顕著にな
り、均一な分散状態を確保することが難しい。
適当である。この下限より小さいとマトリックスの焼結
が阻害され、材料強度が低下して摩擦材の耐摩耗性が悪
化する。また、上限を超えると黒鉛の偏析が顕著にな
り、均一な分散状態を確保することが難しい。
【００１５】さらに、チタン酸カリウムの形状は、ウィ
スカ状，板状，球状の少なくとも１種類とすることが望
ましい。特に、球状のチタン酸カリウムはウィスカ状や
板状のものに比べて以下の点で好ましい。 同じ体積比率添加してもウィスカや板状に比べて材料
強度の低下が少ない。 原料粉末混合時に粉砕され難く、球状のまま均一に分
散される。 金型投入時の混合粉末の流動性が良好なため偏析が少
ない。 球状粒子内の内部摩擦により、焼結体の減衰性が向上
し鳴きを抑制する効果が大きい。
スカ状，板状，球状の少なくとも１種類とすることが望
ましい。特に、球状のチタン酸カリウムはウィスカ状や
板状のものに比べて以下の点で好ましい。 同じ体積比率添加してもウィスカや板状に比べて材料
強度の低下が少ない。 原料粉末混合時に粉砕され難く、球状のまま均一に分
散される。 金型投入時の混合粉末の流動性が良好なため偏析が少
ない。 球状粒子内の内部摩擦により、焼結体の減衰性が向上
し鳴きを抑制する効果が大きい。
【００１６】なお、本発明焼結摩擦材に他の摩擦調整材
や防錆材，潤滑剤などを必要に応じて適量添加しても良
いことは言うまでもない。例えば、硫酸バリウム，マグ
ネタイト，ホタル石，二硫化モリブデン等が添加されて
いてもよい。
や防錆材，潤滑剤などを必要に応じて適量添加しても良
いことは言うまでもない。例えば、硫酸バリウム，マグ
ネタイト，ホタル石，二硫化モリブデン等が添加されて
いてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。表１に示すマトリックス，シリカ，黒鉛，チタン
酸カリウムを配合した混合粉末を準備し、成形圧力２〜
５ton/cm2 で圧粉体を成形した後、Ｎ2 雰囲気中におい
て７５０℃で２０〜９０分間焼結し、試料１〜２２の焼
結摩擦材を製造した。
する。表１に示すマトリックス，シリカ，黒鉛，チタン
酸カリウムを配合した混合粉末を準備し、成形圧力２〜
５ton/cm2 で圧粉体を成形した後、Ｎ2 雰囲気中におい
て７５０℃で２０〜９０分間焼結し、試料１〜２２の焼
結摩擦材を製造した。
【００１８】
【表１】
【００１９】各焼結摩擦材について、JASO C406-82 乗
用車用ブレーキ装置ダイナモメータ試験方法に従い一般
性能試験を行った。摩擦係数は第２効力試験時の制動初
速度が50km/hおよび100km/h 、減速度が0.1 Ｇ〜0.9 Ｇ
における摩擦係数の範囲を測定した。摩耗量は一般性能
試験前後の摩擦材摩耗量および相手材（鋳鉄）摩耗量に
ついて測定した。これらの結果を表２に示す。なお、表
１，２において、試料１〜１２が実施例で、試料１３〜
２２が比較例である。すなわち、表中の「分類」におけ
る「実」は実施例を、「比」は比較例を示している。
用車用ブレーキ装置ダイナモメータ試験方法に従い一般
性能試験を行った。摩擦係数は第２効力試験時の制動初
速度が50km/hおよび100km/h 、減速度が0.1 Ｇ〜0.9 Ｇ
における摩擦係数の範囲を測定した。摩耗量は一般性能
試験前後の摩擦材摩耗量および相手材（鋳鉄）摩耗量に
ついて測定した。これらの結果を表２に示す。なお、表
１，２において、試料１〜１２が実施例で、試料１３〜
２２が比較例である。すなわち、表中の「分類」におけ
る「実」は実施例を、「比」は比較例を示している。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２を見ると、試料１〜１２は銅と錫とニ
ッケルとアルミニウムとをマトリックスとしたもので、
いずれも摩擦係数が高く、摩擦材の摩耗量および相手材
の摩耗量共に少ない。また、摩擦材の試験後の外観も欠
けや割れがなく、摩擦材として十分な強度を具えている
こともわかる。
ッケルとアルミニウムとをマトリックスとしたもので、
いずれも摩擦係数が高く、摩擦材の摩耗量および相手材
の摩耗量共に少ない。また、摩擦材の試験後の外観も欠
けや割れがなく、摩擦材として十分な強度を具えている
こともわかる。
【００２２】これに対して、試料１３〜２２は同じく銅
と錫とニッケルとアルミニウムとをマトリックスとした
ものであるが、以下に述べるように、摩擦材として不十
分な点がみられた。
と錫とニッケルとアルミニウムとをマトリックスとした
ものであるが、以下に述べるように、摩擦材として不十
分な点がみられた。
【００２３】試料１３はシリカの比率が各実施例に比べ
て少なく、摩擦材として十分な摩擦係数を示さない。試
料１４はシリカの比率が多く、相手材表面に付着した酸
化被膜のみならず相手材まで除去し、相手材の摩耗量が
多かった。
て少なく、摩擦材として十分な摩擦係数を示さない。試
料１４はシリカの比率が多く、相手材表面に付着した酸
化被膜のみならず相手材まで除去し、相手材の摩耗量が
多かった。
【００２４】試料１５は黒鉛の比率が各実施例に比べて
少なく摩擦材の摩耗量が多かった。試料１６は逆に黒鉛
の比率が多く、材料強度が著しく低下し、摩擦材の摩耗
量が多かった。
少なく摩擦材の摩耗量が多かった。試料１６は逆に黒鉛
の比率が多く、材料強度が著しく低下し、摩擦材の摩耗
量が多かった。
【００２５】試料１７はチタン酸カリウムの比率が各実
施例に比べて少ないため相手材の摩耗量が多く、相手材
の摩耗抑制効果が不十分であった。試料１８はチタン酸
カリウムの比率が実施例よりも多く、材料強度が低下し
て摩擦材の摩耗量が増加した。
施例に比べて少ないため相手材の摩耗量が多く、相手材
の摩耗抑制効果が不十分であった。試料１８はチタン酸
カリウムの比率が実施例よりも多く、材料強度が低下し
て摩擦材の摩耗量が増加した。
【００２６】試料１９はシリカの粒径が実施例よりも小
さく、相手材表面に付着した酸化膜などを除去すること
ができず、摩擦材として十分な摩擦係数を示さない。試
料２０はシリカの粒径が実施例よりも大きく、相手材表
面に付着した酸化被膜のみならず相手材まで除去し、相
手材の摩耗量が多かった。
さく、相手材表面に付着した酸化膜などを除去すること
ができず、摩擦材として十分な摩擦係数を示さない。試
料２０はシリカの粒径が実施例よりも大きく、相手材表
面に付着した酸化被膜のみならず相手材まで除去し、相
手材の摩耗量が多かった。
【００２７】試料２１は黒鉛の粒径が実施例よりも小さ
く、マトリックスの焼結が阻害され、材料強度が低下し
て摩擦材の耐摩耗性が悪化した。試料２２は黒鉛の粒径
が実施例よりも大きく、黒鉛の偏析が顕著となって均一
な分散状態が確保できず、安定した摩擦係数が得られな
い結果、摩擦材の摩耗量も増加した。
く、マトリックスの焼結が阻害され、材料強度が低下し
て摩擦材の耐摩耗性が悪化した。試料２２は黒鉛の粒径
が実施例よりも大きく、黒鉛の偏析が顕著となって均一
な分散状態が確保できず、安定した摩擦係数が得られな
い結果、摩擦材の摩耗量も増加した。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明焼結摩擦材
は、銅系金属をマトリックスとし、シリカ，黒鉛，チタ
ン酸カリウムを所定の割合で配合することにより高い摩
擦係数の発現と相手材の摩耗抑制を両立することができ
る。従って、本発明焼結摩擦材を自動車，鉄道車両，航
空機，産業機械などの制動装置におけるブレーキライニ
ング，ディスクパッド，クラッチフェーシング等に利用
すると効果的である。
は、銅系金属をマトリックスとし、シリカ，黒鉛，チタ
ン酸カリウムを所定の割合で配合することにより高い摩
擦係数の発現と相手材の摩耗抑制を両立することができ
る。従って、本発明焼結摩擦材を自動車，鉄道車両，航
空機，産業機械などの制動装置におけるブレーキライニ
ング，ディスクパッド，クラッチフェーシング等に利用
すると効果的である。
Claims (3)
- 【請求項１】 銅系金属をマトリックスとし、摩擦調整
材としてシリカ，黒鉛およびチタン酸カリウムを含むこ
とを特徴とする焼結摩擦材。 - 【請求項２】 シリカが体積比率で１〜１５％，黒鉛が
体積比率で１０〜５０％，チタン酸カリウムが体積比率
で５〜３０％の割合で配合されていることを特徴とする
請求項１記載の焼結摩擦材。 - 【請求項３】 チタン酸カリウムの形状が、ウィスカ
状，板状，球状の少なくとも１種類であることを特徴と
する請求項１または２記載の焼結摩擦材。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34220697A JPH11158576A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 焼結摩擦材 |
| US09/144,113 US6004370A (en) | 1997-09-04 | 1998-08-31 | Sintered friction material |
| EP98307027A EP0900949A1 (en) | 1997-09-04 | 1998-09-02 | Sintered friction material |
| CA002246311A CA2246311A1 (en) | 1997-09-04 | 1998-09-02 | Sintered friction material |
| KR1019980036177A KR19990029472A (ko) | 1997-09-04 | 1998-09-03 | 소결 마찰재 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34220697A JPH11158576A (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 焼結摩擦材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11158576A true JPH11158576A (ja) | 1999-06-15 |
Family
ID=18351946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34220697A Pending JPH11158576A (ja) | 1997-09-04 | 1997-11-26 | 焼結摩擦材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11158576A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005179692A (ja) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Taiho Kogyo Co Ltd | 銅合金焼結摺動材料 |
| JP2009096838A (ja) * | 2007-10-15 | 2009-05-07 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 摩擦材 |
-
1997
- 1997-11-26 JP JP34220697A patent/JPH11158576A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005179692A (ja) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Taiho Kogyo Co Ltd | 銅合金焼結摺動材料 |
| JP2009096838A (ja) * | 2007-10-15 | 2009-05-07 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 摩擦材 |
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