JPS591788B2 - ブレ−キパッド用裏金の表面処理方法 - Google Patents

ブレ−キパッド用裏金の表面処理方法

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JPS591788B2
JPS591788B2 JP12507579A JP12507579A JPS591788B2 JP S591788 B2 JPS591788 B2 JP S591788B2 JP 12507579 A JP12507579 A JP 12507579A JP 12507579 A JP12507579 A JP 12507579A JP S591788 B2 JPS591788 B2 JP S591788B2
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metal
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JP12507579A
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敏男 神作
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/34Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in more than one step

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車輌、産業機械等に使用するディスクブレーキ
用パッドの裏金の表面処理方法に関するものである。
自動車、その他の用途に使用されるディスクブレーキ用
パッドには、鉄系材料などの金属より成る裏金に、例え
ばレジンモールド系摩擦材を接着剤により接着したもの
が用いられる。
その使用時には、潮風、風雨、道路用融雪剤等の腐食条
件により、通常の鉄系材料より成るディスクブレーキ用
パッド裏金は、腐食され易く、特に摩擦材と裏金の界面
の腐食が進行した場合、摩擦材と裏金の接着力の低下に
よる剥離を生じ、制動不具合をおこし、大事故となる危
険性があつた。本発明はこの腐食に対する耐食性の向上
と裏金表面の粗面化による接着剤の投錨効果の向上によ
る摩擦材との接着力の向上に関するものである。従来、
ディスクブレーキ用パッドの裏金に使用されている鉄系
材料は、圧延工程において表面に生ずる加工硬化むらお
よび不純付着物除去のため、表面にバレル加工又はショ
ット加工を施し、新鮮な鉄素材面を得、更に細かい凹凸
を表面に持たせることにより、接着剤の投錨効果を得て
摩擦材との接着力の向上を期待しているが、上述のよう
な苛酷な腐食条件では裏金モールド穴部より錆を発生し
、摩擦材と裏金の接着界面の裏金自体の金属表面に錆が
拡張し、ついには接着界面の遊離が生じ、その結果制動
時の剪断力により脱落する危険性があつた。
そこで裏金表面の耐食性を向上すると共に、表面に突起
をもつた面を形成して接着力を向上する方法として、裏
金の表面をショット加工したのち、窒化処理を施すこと
が特開昭53−95473号、特開昭51−24533
号および特公昭53一47218号などに提案されてい
る。
しかし、裏金表面をシヨツト加工等により粗面化した場
合は、裏金表面にシヨツト粒子の打込み、食込み、或い
は破砕粒子、即ちシヨツト加工により削り取られた熱的
および機械的歪の影響を受けた裏金鉄材自体の粒子の再
食込み、或いはこれら粒子の酸化物又は他のシヨツト粒
子不純物夾雑物等のシヨツト時衝撃による機械的食込み
、転移等が存在し、水分の存在により、これらの個所で
電食作用を生じ、発錆を促がす。
そして上述の異物の食込みは、窒化処理してもその部分
のFe−0−N系を主体とする化合物層の不連続部が生
じ、同様に電食作用を生じ、発錆を促がし、デイスクブ
レーキ用パツトに使用した場合、依然として苛酷な腐食
条件では摩擦材と裏金の剥離を生ずる恐れがあつた。本
発明は、上述の問題点に鑑み成されたもので裏金表面を
高温処理により粗面化した後に、耐食性を有するFe−
(C)−N系を主体とする化合物層、或いは更にその上
に均質なFe3O4層を形成させることにより、従来の
圧延加工時に生ずる加工硬化むらおよび不純付着物、又
はバレル加工又はシヨツト加工による異物の食込みを無
くし、裏金表面に接着剤の投錨効果を得るための適度の
粗面化と耐食性の向上により、摩擦材と裏金の接着界面
二の錆発生を防止し、苛酷な使用条件でのパツドの接
着力の劣化を防止する裏金の表面処理方法を提供せんと
するものである。
本発明の第1の発明は、デイスクブレーキ用パツドの裏
金の表面を、高温処理により粗面化した 5後、窒化処
理によりFe−(0−N系を主体とする化合物層を形成
させた後、物理的方法による洗滌により表面の付着夾雑
物を取除くことにより、上記表面に清浄な上記化合物面
を得ることを特徴とするブレーキパツド用裏金の表面処
理方法である。
:,本発明の第2の発明は、上述の第1の発明における
窒化処理の工程後、さらに水蒸気封孔処理を行なう工程
を付加することにより、上記表面に上記化合物層とその
土の均質なFe3O4層の形成された清浄な面を得るこ
とを特徴とするブレーキパ 4ツド用裏金の表面処理方
法である。本発明において、高温処理とは、例えば水蒸
気、空気若しくは酸化雰囲気中で高温で加熱処理するこ
とであり、この処理により、鉄系材料より成る裏金の表
面には、水酸化鉄、各種の酸化鉄、即ちFeO,Fe2
O3,Fe3O4の混合体等が形成され、適度に粗面化
された表面が得られる。この場合、加熱する温度は雰囲
気により多少異なるが、約100る〜600℃が適当で
ある。
ここで、100℃未満では酸化物の生成が微量で、粗面
化が充分行われず、600℃を超えると裏金材料自体が
軟化する。水蒸気を含む空気雰囲気若しくは酸素を含む
雰囲気中で、約1000〜600℃で加熱処理すると、
適度に粗面化された鉄素地の上にFe2O3,Fe3O
4等の酸化鉄層が得られる。これらの高温処理により得
られた酸化鉄、水酸化鉄等の層は、通常多孔性であり、
続いて行なう窒化処理により浮き上り、除去し易くなる
が、さらに清浄な面を得るため、必要により次の処理を
行なう。即ち、高温で加熱処理後、還元性雰囲気中、例
えばH2,N2+H2,NH3等の雰囲気中で、約30
00〜600℃で処理して、酸化鉄や水酸化鉄を還元し
た後、さらに必要により表面の付着夾雑物をブラシ又は
超音波洗滌等の手段により取除くものである。この処理
により裏金の表面には、適度な粗面を持つた清浄な面が
得られる。なお本発明において、高温処理後、窒化処理
前に行なう表面夾雑物の除去は、行つた方がより良い結
果が得られるが、必ずしも必要ではない。
本発明は、上述の高温処理の後、窒化処理によりFe−
(C)−N系を主体とする化合物層(以下、窒化層と称
す)を形成させる。窒化処理は通常行われているガス軟
窒化、塩浴窒化又はイオン窒化処理の何れの方法によつ
ても良い。この窒化処理により、酸化鉄等の下に窒化層
が形成される。窒化処理後、窒化層表面には、事前に行
つた高温処理により形成された各種酸化鉄等の夾雑物が
浮き上つた状態で多量に存在するので、これを物理的方
法、例えば超音波洗滌、液体噴流、気体吹付け等による
洗滌により取除く。これにより、裏金表面は、付着夾雑
物が完全に除去され、適度な粗面を有する窒化層のみの
清浄な面を有し、かつ電食の原因となる電気化学的夾雑
物等が存在せず、従つて電食による発錆の原因となるも
のは存在しなくなる。かように処理した裏金の表面に接
着剤を塗布し、摩擦材を接着して乾燥すれば、粗面化表
面による接着剤の増大した投錨効果が期待され、さらに
清浄な窒化層表面の耐食性により良好な防錆性を伴つた
、接着力が劣化しないデイスクブレーキ用パツドが得ら
れる。
一方、士述の本発明の第1の発明方法のみでは、耐食性
が充分でない場合がある。
即ち、通常窒化層表面には窒化処理の条件によつては素
地のα鉄にまで達する貫通孔が存在し、完全な耐食性を
得るまでに到らないので、本発明の第2の発明では、上
述の窒化処理後、水蒸気封孔処理を行なう工程を付加す
る。水蒸気封孔処理は、裏金を水蒸気雰囲気中で、約4
00封〜600℃の高温で処理するもので、これにより
上述の窒化層に存在する貫通孔を封じて完全になくする
と共に、窒化層の上にさらに均質なFe3O4層が形成
され、耐食性の向上が達成されるのである。実施例 1 構造用軟鋼材より成る裏金を用い、水蒸気を含有する空
気中で500℃まで予熱し、550℃で水蒸気処理を行
ない、表面にFeO,Fe2O3,Fe3O4の混在す
る層を生成させた。
その後NaCN4O%,NaCNO4O%,その他20
%の塩浴中で5800Cで1.5時間浸漬して塩浴窒化
処理を施し、Fe−(0−N系を主体とする化合物層を
形成させた。窒化処理後、中性洗剤を0.5%含む湯温
中で超音波洗滌を行ない、表面の付着夾雑物を完全に除
去した。この裏金を用いて、レジンモールド系摩擦材を
接着剤で接着した後、塩水噴霧試験を120時間行つた
後の錆の発生状況および試験前後の剪断剥離強度は表1
に示す通りである。
なお、比較のためシヨツトブラスト加工後塩浴窒化した
裏金を用いて同様に摩擦材を接着した比較例についても
同様の試験を行つた。表1より、本発明品は比較例に比
べ、接着界面の耐食性が著しく向上し、剪断剥離強度の
劣化が殆んどないことが分る。
第1図は本実施例により作製したデイスクブレーキ用パ
ツドの横断面を示す図である。
図において鉄素地1は適度に粗面化され、窒化層2も凹
凸が存在している。4は接着剤、5は摩擦材を示す。
実施例 2.実施例1で述べた塩浴窒化処理後、水洗を
行ない、窒素ガス雰囲気中で550℃まで昇温した後、
該雰囲気を高温の水蒸気にて置換し、550℃で水蒸気
封孔処理して均質なFe3O4層を生成させた後、実施
例1と同様に超音波洗滌により表面の付着夾雑物を完全
に除去した。
この裏金を用いて、実施例1と同様に、摩擦材を接着し
た後、塩水噴霧試験を行つた結果は表2に示す通りであ
る。
ノ 表2および表1の比較例より、本発明品は比較例に比べ
、接着界面の耐食性が著しく向上し、剪断強度の劣化が
殆んどないことが分る。
又第2図は本実施例により作製したデイスクブレーキ用
パツドの横断面を示す図である。
図において、鉄素地1は適度に粗面化され、窒化層2お
よびFe3O4層3も凹凸が存在している。4は接着剤
、5は摩擦材を示す。
以上述べたように、本発明は、デイスタブレーキ用パツ
ドの裏金の表面を、高温処理により粗面化した後、窒化
処理によりFe−(0−N系を主体とする化合物層を形
成させるため、高温処理により、適度に粗面化した鉄系
素地の上に、水酸化鉄、酸化鉄等の層を形成させた後、
窒化処理により、その各種酸化鉄混在層の下に窒化層が
形成されるので、窒化処理後物理的方法による洗滌によ
り表面の付着夾雑物を取除くと、裏金表面は、付着夾雑
物が完全に取除かれ、適度な粗面を有する窒化層のみの
清浄な面を有し、従来のような異物の食込みによる電食
作用を生ぜず、耐食性が著しく向上する効果がある。
従つてこの裏金を摩擦材と接着してデイスクブレーキ用
パツドとして使用した場合、粗面化表面による接着剤の
投錨効果の増大と耐食性の向上により、苛酷な腐食条件
でも良好な防錆性を伴つた、接着力が劣化しないデイス
クブレーキ用パツドが得られる利点がある。
さらに、本発明は、窒化処理後、水蒸気封孔処理を施す
第2の発明においては、窒化層に存在する貫通孔を封じ
て完全になくすると共に、窒化層の上にさらに均質なF
e3OJが形成されるので、耐食性が一層向上される効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の実施例1および2により
得られた裏金を用いて作製したデイスクブレーキ用パツ
ドのそれぞれの横断面を示す図である。 1・・・・・・鉄素地、2・・・・・・窒化層、3・・
・・・・Fe3O4層、4・・・・・・接着剤、5・・
・・・・摩擦材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ディスクブレーキ用パッドの裏金の表面を、高温処
    理により粗面化した後、窒化処理によりFe−(C)−
    N系を主体とする化合物層を形成させた後、物理的方法
    による洗滌により表面の付着夾雑物を取除くことにより
    、上記表面に清浄な上記化合物面を得ることを特徴とす
    るブレーキパッド用裏金の表面処理方法。 2 高温処理が、水蒸気、空気若しくは酸化雰囲気中で
    高温で加熱処理すること、又は上記加熱処理後還元雰囲
    気中で高温で処理することより成る請求の範囲第1項記
    載のブレーキパッド用裏金の表面処理方法。 3 ディスクブレーキ用パッドの裏金の表面を、高温処
    理により粗面化した後、窒化処理によりFe−(C)−
    N系を主体とする化合物層を形成させた後、さらに水蒸
    気封孔処理した後、物理的方法による洗滌により表面の
    付着夾雑物を取除くことにより、上記表面に上記化合物
    層とその上の均質なFe_3O_4層の形成された清浄
    な面を得ることを特徴とするブレーキパッド用裏金の表
    面処理方法。 4 高温処理が、水蒸気、空気若しくは酸化雰囲気中で
    高温で加熱処理すること、又は上記加熱処理後還元雰囲
    気中で高温で処理することより成る請求の範囲第3項記
    載のブレーキパッド用裏金の表面処理方法。
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