JPH1137192A - ブレーキディスクの製造方法 - Google Patents
ブレーキディスクの製造方法Info
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- JPH1137192A JPH1137192A JP19695197A JP19695197A JPH1137192A JP H1137192 A JPH1137192 A JP H1137192A JP 19695197 A JP19695197 A JP 19695197A JP 19695197 A JP19695197 A JP 19695197A JP H1137192 A JPH1137192 A JP H1137192A
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- aluminium
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋳造欠陥のないブレーキディスクを効率よく
製造する。 【解決手段】 鋳造によって得たアルミ基複合材１０を
押出し機１１にて押出し成形して、例えば、外径２２０
ｍｍ、内径１００ｍｍの筒体１２を得る。この後、押出
し成形された筒体１２を切断治具にて径方向に切断し、
ディスクブレーキのディスク部を得る。
製造する。 【解決手段】 鋳造によって得たアルミ基複合材１０を
押出し機１１にて押出し成形して、例えば、外径２２０
ｍｍ、内径１００ｍｍの筒体１２を得る。この後、押出
し成形された筒体１２を切断治具にて径方向に切断し、
ディスクブレーキのディスク部を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はディスクブレーキの
ディスク部をアルミ基複合材（ＭＭＣ）等の複合材料と
したブレーキディスクの製造方法に関する。
ディスク部をアルミ基複合材（ＭＭＣ）等の複合材料と
したブレーキディスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ブレーキディスクの材料としては、熱伝
導性及び機械的強度に優れていることが要求されるた
め、従来から鋳鉄が用いられるている。しかしながら、
鋳鉄は重量が大で、しかも錆びやすいという欠点を有し
ているため、最近では繊維強化金属にて製造する提案が
種々なされている。
導性及び機械的強度に優れていることが要求されるた
め、従来から鋳鉄が用いられるている。しかしながら、
鋳鉄は重量が大で、しかも錆びやすいという欠点を有し
ているため、最近では繊維強化金属にて製造する提案が
種々なされている。
【０００３】例えば、特開昭５９−１７３２３４号公報
には、Ａl−過共晶Ｓi合金中に、Ａl2Ｏ3、ＳiＣまたは
Ｓi3Ｎ4からなるセラミック耐摩材と固体潤滑材を分散
させたブレーキロータを鋳造にて製造することが開示さ
れている。また、特開昭６２−１２４２４４号公報に
は、アルミニウム合金中にＡl2Ｏ3繊維、ＳiＣウィスカ
ーまたはＳi3Ｎ4ウィスカーが１〜１０ｗｔ％添加され
た材料からなるブレーキロータを鋳造にて製造すること
が開示されている。また、特開平４−２９６３０号公報
には、Ａl2Ｏ3繊維等をコロイダルシリカの水溶液で予
備成形した後に水分を除いてプリフォームを作成し、こ
のプリフォームに無機質粒子を添加したアルミニウム合
金またはマグネシウム合金の溶湯を含浸せしめること
で、繊維の間に無機質粒子が進入した構造の摩擦面を有
する軽量ディスクロータが開示されている。更に、特公
平７−１０７４１４号公報には、ＡlまたはＡl基合金か
らなる内側筒体と外側筒体との間の空間に、Ａl基合金
をマトリクスとしこれにＡl2Ｏ3、ＳiＣまたはＳi3Ｎ4
を添加した材料を充填し、これを熱間静水圧成形した
後、成形体を径方向に切断することで、内縁部と外縁部
がＡlまたはＡl基合金からなり、ディスク部がＡl基合
金にＡl2Ｏ3、ＳiＣまたはＳi3Ｎ4が添加された材料か
らなるブレーキロータを得るようにした技術が開示され
ている。
には、Ａl−過共晶Ｓi合金中に、Ａl2Ｏ3、ＳiＣまたは
Ｓi3Ｎ4からなるセラミック耐摩材と固体潤滑材を分散
させたブレーキロータを鋳造にて製造することが開示さ
れている。また、特開昭６２−１２４２４４号公報に
は、アルミニウム合金中にＡl2Ｏ3繊維、ＳiＣウィスカ
ーまたはＳi3Ｎ4ウィスカーが１〜１０ｗｔ％添加され
た材料からなるブレーキロータを鋳造にて製造すること
が開示されている。また、特開平４−２９６３０号公報
には、Ａl2Ｏ3繊維等をコロイダルシリカの水溶液で予
備成形した後に水分を除いてプリフォームを作成し、こ
のプリフォームに無機質粒子を添加したアルミニウム合
金またはマグネシウム合金の溶湯を含浸せしめること
で、繊維の間に無機質粒子が進入した構造の摩擦面を有
する軽量ディスクロータが開示されている。更に、特公
平７−１０７４１４号公報には、ＡlまたはＡl基合金か
らなる内側筒体と外側筒体との間の空間に、Ａl基合金
をマトリクスとしこれにＡl2Ｏ3、ＳiＣまたはＳi3Ｎ4
を添加した材料を充填し、これを熱間静水圧成形した
後、成形体を径方向に切断することで、内縁部と外縁部
がＡlまたはＡl基合金からなり、ディスク部がＡl基合
金にＡl2Ｏ3、ＳiＣまたはＳi3Ｎ4が添加された材料か
らなるブレーキロータを得るようにした技術が開示され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記した特開昭５９−
１７３２３４号公報、特開昭６２−１２４２４４号公報
及び特開平４−２９６３０号公報に開示される製法にあ
っては、鋳造にてブレーキロータを得るため、鋳造欠陥
が生じるおそれがある。また特公平７−１０７４１４号
公報に開示される方法では１バッチの生産量が少なく設
備が大型化し、サイクルタイムも長くなるので、コスト
アップとなり、生産性の面で問題がある。
１７３２３４号公報、特開昭６２−１２４２４４号公報
及び特開平４−２９６３０号公報に開示される製法にあ
っては、鋳造にてブレーキロータを得るため、鋳造欠陥
が生じるおそれがある。また特公平７−１０７４１４号
公報に開示される方法では１バッチの生産量が少なく設
備が大型化し、サイクルタイムも長くなるので、コスト
アップとなり、生産性の面で問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係るブレーキディスクの製造方法は、先ず鋳造に
よってセラミックスを強化材とするアルミ基複合材料を
製造し、次いでこのアルミ基複合材料を押出し成形して
円筒部材を製造し、この円筒部材を径方向に切断してブ
レーキのディスク部とする。このように、押出し成形す
ることで、仮に鋳造欠陥が生じていたとしても、押出し
成形によって消失する。
発明に係るブレーキディスクの製造方法は、先ず鋳造に
よってセラミックスを強化材とするアルミ基複合材料を
製造し、次いでこのアルミ基複合材料を押出し成形して
円筒部材を製造し、この円筒部材を径方向に切断してブ
レーキのディスク部とする。このように、押出し成形す
ることで、仮に鋳造欠陥が生じていたとしても、押出し
成形によって消失する。
【０００６】押出し成形する場合に、マトリクスである
アルミ合金と強化材であるセラミックとの結合が弱い
と、剥離等を生じるので、鋳造の際に強化材の表面を還
元し、金属を露出せしめておく。すると、アルミ合金と
強化材とがケミカルコンタクトの状態で強固に結合する
ので、後工程で押出し成形しても充分に耐えることがで
きる。
アルミ合金と強化材であるセラミックとの結合が弱い
と、剥離等を生じるので、鋳造の際に強化材の表面を還
元し、金属を露出せしめておく。すると、アルミ合金と
強化材とがケミカルコンタクトの状態で強固に結合する
ので、後工程で押出し成形しても充分に耐えることがで
きる。
【０００７】ここで、押出し成形にて製造する筒体の外
径を目的とするブレーキのディスク部の外径と等しくし
ておけば、後加工を簡略化することができる。
径を目的とするブレーキのディスク部の外径と等しくし
ておけば、後加工を簡略化することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１はアルミ基複合材料の製
造装置の構成概要図であり、製造装置は、加熱炉１と、
この加熱炉１内に雰囲気ガスを導入する雰囲気ガス注入
手段２と、加熱炉１内の圧力を減ずる減圧手段３と、加
熱炉１を加熱する加熱手段４から構成されている。
図面に基づいて説明する。図１はアルミ基複合材料の製
造装置の構成概要図であり、製造装置は、加熱炉１と、
この加熱炉１内に雰囲気ガスを導入する雰囲気ガス注入
手段２と、加熱炉１内の圧力を減ずる減圧手段３と、加
熱炉１を加熱する加熱手段４から構成されている。
【０００９】そして前記雰囲気ガス注入手段２は、窒素
（Ｎ2）ガスを供給するための窒素ガスボンベ２ａ及び
同バルブ２ｂと、アルゴン（Ａr）ガスを供給するため
のアルゴンガスボンベ２ｃ及び同バルブ２ｄを備えてお
り、前記減圧手段３は真空ポンプ３ａを備えている。ま
た、前記加熱手段４は、雰囲気炉１の周囲に配設される
ヒータ４ａと、不図示の温度調節器を備えている。
（Ｎ2）ガスを供給するための窒素ガスボンベ２ａ及び
同バルブ２ｂと、アルゴン（Ａr）ガスを供給するため
のアルゴンガスボンベ２ｃ及び同バルブ２ｄを備えてお
り、前記減圧手段３は真空ポンプ３ａを備えている。ま
た、前記加熱手段４は、雰囲気炉１の周囲に配設される
ヒータ４ａと、不図示の温度調節器を備えている。
【００１０】上記装置によって複合材を製造するには、
先ず、図２に示すように、坩堝５内にセラミック強化材
を成形したプリフォーム６をセットし、次いでこの上に
アルミニウム合金ブロック７（ＪＩＳ ５０５６相当）
を載せ、更に別の坩堝８（図１参照）内にマグネシウム
発生源９を入れる。尚、マグネシウム発生源９は坩堝５
に入れるようにしてもよい。また、プリフォーム６をセ
ットする代りに、セラミック強化材の粒子を坩堝５に充
填してもよい。
先ず、図２に示すように、坩堝５内にセラミック強化材
を成形したプリフォーム６をセットし、次いでこの上に
アルミニウム合金ブロック７（ＪＩＳ ５０５６相当）
を載せ、更に別の坩堝８（図１参照）内にマグネシウム
発生源９を入れる。尚、マグネシウム発生源９は坩堝５
に入れるようにしてもよい。また、プリフォーム６をセ
ットする代りに、セラミック強化材の粒子を坩堝５に充
填してもよい。
【００１１】ここで、セラミック強化材からなるプリフ
ォーム６としては、アルミナ（Ａl2Ｏ3）繊維又はアル
ミナ（Ａl2Ｏ3）粒子からなる例えば体積含有率（Ｖ
ｆ）２０％程度のものとし、また、マグネシウム発生源
９としては、例えば純マグネシウム（Ｍg）、又はマグ
ネシウム合金、又はアルミニウム−マグネシウム合金等
を使用する。
ォーム６としては、アルミナ（Ａl2Ｏ3）繊維又はアル
ミナ（Ａl2Ｏ3）粒子からなる例えば体積含有率（Ｖ
ｆ）２０％程度のものとし、また、マグネシウム発生源
９としては、例えば純マグネシウム（Ｍg）、又はマグ
ネシウム合金、又はアルミニウム−マグネシウム合金等
を使用する。
【００１２】そして雰囲気ガス注入手段２のアルゴンガ
スボンベ２ｃ、及び同バルブ２ｄから雰囲気炉１内にア
ルゴン（Ａr）ガスを導入して置換し、加熱手段４によ
って雰囲気炉１内を加熱すると、マグネシウム発生源９
からマグネシウムが昇華し、マグネシウム蒸気がプリフ
ォーム６の内部に浸透・分散する。
スボンベ２ｃ、及び同バルブ２ｄから雰囲気炉１内にア
ルゴン（Ａr）ガスを導入して置換し、加熱手段４によ
って雰囲気炉１内を加熱すると、マグネシウム発生源９
からマグネシウムが昇華し、マグネシウム蒸気がプリフ
ォーム６の内部に浸透・分散する。
【００１３】この後、雰囲気ガス注入手段２の窒素ガス
ボンベ２ａ、及び同バルブ２ｂから雰囲気炉１内に窒素
（Ｎ2）ガスを導入すると、昇華したマグネシウムと窒
素ガスが反応して窒化マグネシウム（Ｍg3Ｎ2）が生成
され、この窒化マグネシウム（Ｍg3Ｎ2）がプリフォー
ム６の繊維又は粒子表面のアルミナ（Ａl2Ｏ3）に接触
して還元反応が進行し、Ａl2Ｏ3から酸素原子が奪い取
られ、金属（Ａl）が露出する。
ボンベ２ａ、及び同バルブ２ｂから雰囲気炉１内に窒素
（Ｎ2）ガスを導入すると、昇華したマグネシウムと窒
素ガスが反応して窒化マグネシウム（Ｍg3Ｎ2）が生成
され、この窒化マグネシウム（Ｍg3Ｎ2）がプリフォー
ム６の繊維又は粒子表面のアルミナ（Ａl2Ｏ3）に接触
して還元反応が進行し、Ａl2Ｏ3から酸素原子が奪い取
られ、金属（Ａl）が露出する。
【００１４】この露出した金属は極めて活性であり、ア
ルミニウム溶湯との濡れ性が良くなるため、プリフォー
ム６の内部にアルミニウム溶湯が浸透し、ケミカルコン
タクトによって複合化されたアルミ基複合材１０が得ら
れる。
ルミニウム溶湯との濡れ性が良くなるため、プリフォー
ム６の内部にアルミニウム溶湯が浸透し、ケミカルコン
タクトによって複合化されたアルミ基複合材１０が得ら
れる。
【００１５】次いで、アルミ基複合材１０を取り出し、
表面を機械加工によって除去し、例えば外径３４０ｍ
ｍ、長さ２５０ｍｍの円柱状の中実ビレットとする。そ
して、このアルミ基複合材１０（中実ビレット）を図３
に示すように押出し機１１にて押出し成形して外径２２
０ｍｍ、内径１００ｍｍの筒体１２を得る。押出し成形
は、例えばホローダイスを用い、Ａl基複合材１０を複
数本に分割して押出しながら圧着一体化する押出し成形
とする。
表面を機械加工によって除去し、例えば外径３４０ｍ
ｍ、長さ２５０ｍｍの円柱状の中実ビレットとする。そ
して、このアルミ基複合材１０（中実ビレット）を図３
に示すように押出し機１１にて押出し成形して外径２２
０ｍｍ、内径１００ｍｍの筒体１２を得る。押出し成形
は、例えばホローダイスを用い、Ａl基複合材１０を複
数本に分割して押出しながら圧着一体化する押出し成形
とする。
【００１６】この後、図４に示すように押出し成形され
た筒体１２を切断治具１３にて径方向に切断し、ディス
クブレーキのディスク部１４を得る。尚、押出し成形の
際に筒体１２の外径を目的とするディスク部１４の外径
に合せておけば、後加工が簡単になる。
た筒体１２を切断治具１３にて径方向に切断し、ディス
クブレーキのディスク部１４を得る。尚、押出し成形の
際に筒体１２の外径を目的とするディスク部１４の外径
に合せておけば、後加工が簡単になる。
【００１７】以上の如くして成形したディスク部１４
に、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように軸受１５等を取
付けることで、ディスクブレーキのロータが完成する。
に、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように軸受１５等を取
付けることで、ディスクブレーキのロータが完成する。
【００１８】図７は押出し前と押出し後の引張強さと伸
び率の関係を示すグラフであり、このグラフから、押出
し成形によって鋳造欠陥がなくなっていることが分る。
び率の関係を示すグラフであり、このグラフから、押出
し成形によって鋳造欠陥がなくなっていることが分る。
【００１９】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
鋳造によってセラミックス強化材を含むアルミ基複合材
料を製造し、このアルミ基複合材料を筒状に押出し成形
し、更に筒状体を径方向に切断してディスク部にするよ
うにしたので、鋳造欠陥が残ることがない。また、押出
し成形にて製品を成形するため、プリフォームを特別な
形状に成形しなくて済む。
鋳造によってセラミックス強化材を含むアルミ基複合材
料を製造し、このアルミ基複合材料を筒状に押出し成形
し、更に筒状体を径方向に切断してディスク部にするよ
うにしたので、鋳造欠陥が残ることがない。また、押出
し成形にて製品を成形するため、プリフォームを特別な
形状に成形しなくて済む。
【００２０】特に、押出し成形にて筒体を成形する際
に、当該筒体の外径を目的とするディスクの外径にして
おけば、外径を加工する手間を省略できる。
に、当該筒体の外径を目的とするディスクの外径にして
おけば、外径を加工する手間を省略できる。
【００２１】更に、鋳造によってセラミックス強化材を
含むアルミ基複合材料を製造する際に、セラミックス強
化材の表面を窒化マグネシウムと接触せしめて還元し、
セラミックス強化材の表面の少なくとも一部に金属を露
出せしめれば、アルミ合金と強化材とがケミカルコンタ
クトによって強固に結合する。したがって、この後に行
う押出し成形の際に、アルミ合金と強化材との界面にお
いて剥離が生じることがない。
含むアルミ基複合材料を製造する際に、セラミックス強
化材の表面を窒化マグネシウムと接触せしめて還元し、
セラミックス強化材の表面の少なくとも一部に金属を露
出せしめれば、アルミ合金と強化材とがケミカルコンタ
クトによって強固に結合する。したがって、この後に行
う押出し成形の際に、アルミ合金と強化材との界面にお
いて剥離が生じることがない。
【図１】アルミ基複合材料の製造装置の構成概要図
【図２】アルミ基複合材料を鋳造にて得るまでの工程を
説明した図
説明した図
【図３】押出し成形の状態を示す断面図
【図４】押出し成形された筒体を切断している状態を示
す断面図
す断面図
【図５】ディスク部の斜視図
【図６】（ａ）及び（ｂ）はディスク部の完成状態の斜
視図
視図
【図７】押出し前と押出し後の引張強さと伸び率の関係
を示すグラフ
を示すグラフ
１…加熱炉、２…雰囲気ガス注入手段、３…減圧手段、
４…加熱手段、５，８…坩堝、６…プリフォーム、７…
アルミニウム合金ブロック、９…マグネシウム発生源、
１０…アルミ基複合材、１１…押出し機、１２…筒体、
１４…ディスク部。
４…加熱手段、５，８…坩堝、６…プリフォーム、７…
アルミニウム合金ブロック、９…マグネシウム発生源、
１０…アルミ基複合材、１１…押出し機、１２…筒体、
１４…ディスク部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 1/09 Ｃ２２Ｃ 1/09 Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 鋳造によってセラミックスを強化材とす
るアルミ基複合材料を製造し、このアルミ基複合材料を
押出し成形して円筒部材を製造し、次いでこの円筒部材
を径方向に切断してブレーキのディスク部とすることを
特徴とするブレーキディスクの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のブレーキディスクの製
造方法において、前記押出し成形にて得られる円筒部材
の外径は、目的とするブレーキのディスク部の外径と等
しくなるように成形することを特徴とするブレーキディ
スクの製造方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のブレーキディスクの製
造方法において、前記強化材は金属酸化物であり、前記
鋳造の際には強化材を窒化マグネシウムと接触せしめ、
強化材の少なくとも一部に金属を露出せしめた状態でア
ルミニウム合金を強化材に浸透せしめるようにしたこと
を特徴とするブレーキディスクの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19695197A JPH1137192A (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | ブレーキディスクの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19695197A JPH1137192A (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | ブレーキディスクの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1137192A true JPH1137192A (ja) | 1999-02-09 |
Family
ID=16366377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19695197A Pending JPH1137192A (ja) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | ブレーキディスクの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1137192A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7258209B2 (en) | 2000-05-29 | 2007-08-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Brake drum and method for producing the same |
| JP2007319936A (ja) * | 2007-09-10 | 2007-12-13 | Honda Motor Co Ltd | 鋳造装置及び鋳造方法 |
| WO2022067600A1 (zh) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | 房明 | 轻金属结构-功能双梯度复合材料制动盘（鼓） |
-
1997
- 1997-07-23 JP JP19695197A patent/JPH1137192A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7258209B2 (en) | 2000-05-29 | 2007-08-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Brake drum and method for producing the same |
| JP2007319936A (ja) * | 2007-09-10 | 2007-12-13 | Honda Motor Co Ltd | 鋳造装置及び鋳造方法 |
| JP4482018B2 (ja) * | 2007-09-10 | 2010-06-16 | 本田技研工業株式会社 | 鋳造装置及び鋳造方法 |
| WO2022067600A1 (zh) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | 房明 | 轻金属结构-功能双梯度复合材料制动盘（鼓） |
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