JPS59180132A - Ｆｅ基焼結合金製ブレ−キデイスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動二輪車や自動車などのディスクブレ−
ギのブレーキディスクにかかり、特にすぐれた而４食性
と１制酸化性を有１〜、かつ吸振吸音性および水切り性
にもすぐれた。軽量のＰ″ｅ基焼煤焼金製ブレーキテイ
スク、特にそのバノ）４シに関するものである。

一般に、従来のブレーキディスクは、例えば第１図に縦
断側面図で示し、第２図に正面図で示したように、ボス
部ＩＡとノランジ部ＩＢからなり、かつ、例えば鋳鉄、
構造用鋼、あるいは純鉄製で、所謂むくの一体物１であ
つ／こため、かなりの軍：］トを有し、省エネルギ全図
るための軽は化が困難であるばか９でなく、而１食性の
点でも問題が多く、摩耗トラブルの原因となる場合が多
く見られた。

そこで、而１食性を向上さぜる［」的で、ブレーキディ
スクをステンレス鋼や工具ｄｒ１１ｉとで製造−丈る試
みもなｉ　ｉｔでいるが、ｉｉｊ記の上うに重ＶｉＹが
かさむ上に、鋳造性、鍛造性、および打抜き力１１工作
が悪く、どうしてもコスト高となるのを１ぬがれること
かできない。

さらに、上記のように一体むく錨造であると、伝えばス
テンレス鋼製の場合など（（おいて、異音発生、所謂鳴
き現象が起き易く、この鳴き現象はブレーキトラブル発
生の原因となり、４た山甲走（１時の山水巻き込みによ
るブレーキ制動力の低下４′もグこら−ｒようになるな
ど、これらの対策が強く°及″望さＪ″Ｌでいる。

本発明者等灯、１−述のような観点から、従来ブレーキ
ディスクのもつ問題点を解決すべく研究を行なつグこ結
果、特にＴ１しくに、円形のディスク本体を、ステンレ
ス鋼、工具鋼、＠鉄、純鉄、あるいばＭお」：びＡ−ｇ
合金などで構成し、このディスク本体の１９擦而に固着
されるバット拐と、重鼠係で。

Ｃ＋−：５〜３０係、 全含有し、さらに必要に応じて、 Ｎ１およびＣ＋１のうちの１種寸たは２種：０５〜２０
％、Ｍｏ、　Ｍｎ、　Ｗ、　Ｎｂ、　Ｔｉ、　Ｚｒ、お
よびＶ（以下、これら全総称（７て絹食朗摩粍性向−に
成分という）：０．１　〜５　％　、 Ｃ：　　０．（１５〜　３　係、 のうイノの１１Φ寸たは２種以」ニゲ含有し、残りがＦ
ｅと不Ｔ１Ｊ避不純物からなる組成、並びに、７）ぜ孔
率：５〜３５係、 を有するＦｅ基焼結合金で構成すると、このＦθ基焼結
合金は、すぐれた１制食性および酢１酸化性を有し、さ
らに上記の任意合金成分の含有によって一段とすぐれた
配食性および耐摩耗性をもつようになり、しかも前記Ｆ
ｅ基焼結合金のもつ空孔によって、すぐれた吸振吸音性
および水切り性が確保さ八ると共に、軽量化が可能とな
シ、したがって、こｆＬ金実用に供した場合には、鳴き
現象やブレーキ制動力の低下などのブレーキトラブルの
発生なく、長期に亘ってすぐれたブレーキ性能を・発期
するという知見を得たのである。

この発明は、上記知見にもどついてなされたものであっ
て、以下に成分組成範囲および空孔率を」二記の通りに
限定した理由全説明する。

←）　　Ｃｒ Ｃｒ成分には、合金の酬食慴−および１ｌｉＩＩ酸化性
を・向上させる作用があるが、その含イｊ［１：が５係
末ｉ’＋：Ｉ’ｊでは前記作用に所望の効果が司られず
、一方３０％を越えて含有させても前記作用か飽和し、
より・一層の向上効果は現われないことから、その含有
：工Ｌケ５へ・：３０傑と定めた。

（ｂ）　　＋す１およびＣＬｌ こノアらの成分ＶＣｉＪ：、素地に固溶して、こ′ｉ′
Ｌを強化するけかりでなく、面１食性全より一段と向上
ざ−０−１かつなじみ１／Ｌを改善する作用があるので
、こノ１らの１、ｌｌ性が安水される場合に必要に応じ
て含有さノ土るが、その含不（１１−が０５％未満では
前記作用（ｆこ１．−ｉ１已！Ｊの改停効果が得られず
、一方２ｏ％金越えて含イｊさせて・も前記作用により
一層の向」二効果は川わｆｌないことから、その含有ｍ
金０５〜２０係と定めた。

（Ｃ＞　　１ｌｌ１１食耐摩耗性向」二成分こ、１１−
らの成分には、素地に固溶して、これケ強（ＩＺＬ、か
つＣ成分との共存において、硬質炭化物■形成して、特
に釦）晴耗注全向上さぜ、さらに向」ｆｊ　ｔｌｔ金向
１−させる作用があるので、これらの特性か心安とされ
るＪ場合に進んで含有きれるが、その含イ」ｊ；Ｘが０
１％未満では前記作用に所望の向」二効果がｉ冒らＩ“
Ｉ−ず、−方５係を越えて含有させても前記作）１１が
飽＋−ｔ＋　Ｌ、より一層の向−ヒ効果は宿られｉいこ
とから、その含准量全０１〜５係と定めた。

（ｄ）Ｃ Ｃ成分［は、上記のようにＯｒおよび耐食１ｉｌ−ｊｊ
ｉＮ：耗性向上放分と結合して硬質の炭化物を形成し、
もって合金の耐摩耗性を著しく向りせしめる作用がある
ので、特に耐摩耗性が要求さｉ］、る場合に必要に応じ
て含有されるが、その含有砒が０．０５　ｃｌ）未満で
は所望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方３係を越え
て含有させると、硬質炭化物の析出７．４が多くなシす
ぎて合金自体が脆化するばかりでなく、相手部材の損傷
がはげしく、かつ１ｈＪ食性も劣化するようになること
から、その含有肋を０．０５〜３循と定めた。

（ｅ）　　空孔率 上記のようにＦｅ基煤焼合金中に空孔が存在することに
よってブレーキディスク自体の桶川化が可能となるばか
ジでｌぐ、すぐれた吸Ｊ辰吸音性および水切り性が確保
されるようｖｃＺるものであるが、その空孔率が５％未
満では、これらの特性にヅ１″沼の改善効果が得られず
、一方３５係を越えた空孔ｆ′にｒると、強度低下が著
しく、かつ耐摩耗性も劣（１ｊ−ｆるようになることか
ら、空孔率全５〜３５係と定め／こ。

なお・、この発明のＦｅ基煤焼合モ〉は、不可避不純１
勿として、Ｓ　、ｉ、　＋　Ｐ　＋　Ｓ　＋　Ａβ＋　
Ｂ　＋　Ｎ　＋　　および０などのうちの１（・ト以ト
を含有する場合があるが、その含イ］：１１が合：仕で
４％を越えない限り、特性に伺らの悪影響も現わね、な
いものである。

つき１１こ、この発明のブレーキディスクを実施例によ
り具体的に説明する。

実施例 原伺粉末として、いずれも粒度−２０Ｑ　ｍｅｓｈの鉄
粉、Ｆａ−Ｍｎ合金（Ｍｎニア５％含有）粉末、Ｆｅ−
Ｎｂ合金（Ｎｂ：２５％含有）粉末、Ｆｅ−Ｔｉ合金（
Ｔｉ：４．３幅含有）粉末、Ｆ’ｅ−Ｚｒ合金（ｚｒ：
４ｓｚ含有）粉末、　ｌ＋’ｅ　−Ｖ合イｌ＞　（Ｖ　
：　７５％含有）粉末、黒鉛粉末、およびＣｕ粉宋、い
ずれも平均粒径：３μｍの！ＡＯ粉宋、Ｗ扮末およびＮ
１粉末、さらに同じ（いず）白）　ｆｉｉ　’ｒ埃−２
００ｍｅｓｈのＦｅ　−Ｃｒ合金（Ｏｒ：２２％含イ１
）扮未、Ｆ’ｅ−Ｏｒ合金（Ｃｒ：１９％含有）粉末。

Ｆｅ−Ｃｒ合金（Ｃｒ：５％含有）粉末、Ｆｅ−Ｃｒ合
金（Ｃｒ：１７％含有）粉末、Ｆｅ−Ｃｒ合金（ｃｒ：
３ｏｇ含有）粉末、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合金（Ｃｒ　：　
１−７　％　、　Ｎｉ、　：１０循含有〕粉末、　Ｆｅ
−Ｃｒ−Ｎｉ合金（Ｃｒ：１７％。

Ｎｉ：２０％含有）粉末、　ＦｅＦｅ−０ｒ−＠Ｑ　（
Ｃｒ　：１７％、Ｍｎ：５％含有）粉末、　Ｆｅ　−Ｏ
ｒ　＝Ｎｂ合金（Ｃｒ：　１７　％、　Ｎｂ：　３％含
有）粉末、Ｆｅ−０ｒ−Ｔｉ合＠、（Ｃｒ　：　１７％
、　Ｔｉ　：　１％含有）粉末、オＸ、ヒＦｅ−Ｆｅ−
０ｒ−Ｎｉ−Ｏｕ−Ｗ　−Ｔｊ、−Ｚｒ−Ｖ　−Ｃ合金
（Ｃｒ：１７％、Ｎｉ：１％、Ｃｕ二２９６．Ｍｏ：１
％、Ｗ：　　１％、Ｔｉ：０．５％、Ｚｒ：　　０．５
　　ｑｌ）、　　Ｖ　　：　　０．５％。

Ｃ：１幅含有）粉末を用意し、これら原料粉末金それぞ
れ第１表に示される配合組成に配合し、マイニュートミ
ギサーにて３０分混合した後、３〜６　ｔｏｎ　／７の
範囲内の所定圧力にて外側平径：］５０肋×内側半径：
１００＋ｎｍｘ中心角：　９０”　Ｘ厚さ：５脳の寸法
をもった扇形圧粉体Ｖこ成形し、ついでこれらの圧粉体
金、真空中、１０２０〜］、　２０　。

の温度範囲内の所定温度にそれぞれ１時−間保揚の条件
で焼結することによって実質的に配合組成と同−の成分
組成をもち、かつ同じく第１表に示さＩＬる空孔、＋＜
１もった本発明焼結合金製ブレーキディスクのバット拐
（以下本発明焼結バット材という）１〜２９を製造した
。

つぎしで、この結果街られた本発明焼結バット拐１〜２
９について、第３図に第４図１−Ｉ線視断１１１１図で
、第４図に正面図で示されるように、これラッパ７１・
Ｎ’　２　’、ｃ−それそｒＬＪ　Ｉ　Ｓ　・Ｓ　Ｕ　
Ｓ　４２０スデンレス鋼製の円形ディスク本体３のボス
部の両面にリベット止め４にて固着しでブレーキディス
クを構成し、この状態で、 相手伺：Ｃｕ系焼結摩擦拐、 周速：　］　５　Ｉｎ　／　ｓｅｃ、、１吸収エイ、ル
キー：２７４７Ｋｇ−ｍ、面圧：１０Ｋｑ／ａｄ、 試験ザイタル゛１００サイクル。

の条件で摩耗試験全行ない、試験後のバット材の′Ｔ″
−均摩柱深さ全測定し、さらにウォーターリカバリー試
験全行ない、力１分１００ｃｃの水を噴霧して摩擦係数
の低下率全測定し、平均ウォーターリカバリー率全算出
した。これらの結果゛を第１表に合せて小し／こ。また
、第１表には上記のディスク本体３と同一のステンレス
鋼製で、一体むくでイ溝成した従来ブレーキディスクの
同一条件による試験結　果　金　示　し　グこ　。

第１表に示される結果から、本発明焼結パット４．１１
〜２９は、いずれもすぐれた面」食性、耐酸化性、ｐよ
び吸振吸音性をイ〕し、さらに酊厚耗性にも−ｒぐれて
いることから、従来ブレーキディスクと同等、あるいは
これ以」二のすぐれた摩耗特性を示し、かつ鳴き発生が
全くなく、鳴き現象が見らｔ［だ従来ブレーキディスク
に比して対照的であつ／ζ。

１−１述の」、うに、この発明のブレーキディスク、′
１１ｆにそのバソトイチは、すぐれた耐食性、耐酸化性
。

吸振吸高性、　＄−よび水切り性を有し、さらに耐摩Ｉ
ＬＶ！、にもすぐれた軽量のＦｅ基焼結合金で構成され
ているので、その実用に際しては、鳴き現象の発生やブ
レーギ制動力の低下などのブレーギトラブルの発生がな
く、しかも軽１律化が可能となるので、ブレーキディス
クの大幅な性能向上がはかられるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は一体物のブレーキディスクを示し
、第１図は縦断側面図、第２図は正面図であシ、第３図
および第２図は別の形態のブレーキディスクを示し、第
３図は第４図■−ｍ線視断面図、第４図は正面図である
。図面において、ｌ・・・一体物のブレーキディスク、 ２・・・バット材、　　　３・・・ディスク本体、４・
・・リベット止め。 出願人　三菱金属株式会社 代理人　富　１）和　夫　外１名 剋Ｉ図 工 簗３履

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　Ｇ　）−：、５〜３０％を含有し、残ジがＦ
   ｅと不可避不純物からなる組成（以上重量％）、並びに
   ５〜３５循の空孔率を有することを特徴とするｌｉ”ｅ
   煤焼結合金製ブレーキディスク。 （２）（注゛５〜３０循全含有し、さらにＮｉおよびＣ
   ，ｕのうちの１１Φまたけ２種：０，５〜２０％を含有
   し７・残りが１・゛（＋と不可避不純物からなる組成（
   以上ｉｒ（、ｆｉｊ尖う、並びに５〜３５係の空孔率を
   有することを・４−徴とするＦｅ基煤焼結合金製ブレー
   キディスク（３）　　Ｃｒ　：　５〜３０４　ｆ含有し
   、さらにＭｏ、Ｍｎ。 Ｗ　、　Ｎｂ、　Ｔｉ、　Ｚｒ、およびＶのうちの１種
   捷たは２ｆｔＩｎ以り、　：　０．　］〜５　％　ｆ含
   有し、残９がＦｅと不可避イ・鈍物からなる組成（以」
   −重量％）、並びに５〜３５係の空孔率を有することを
   動機とするＦ’ｉ基焼基台結合金製ブレーキディス ク４）　　Ｃｒ：　５〜３０　％ｆ含廂し、さしにＣ：
   ｏ、ｏｓ〜３循を含有し、残りがＦＣと不可避不純物か
   ６なる組成（以上重量％）、並びに５〜３５妬の空孔率
   を有することを特徴とするＦｅ基煤焼結合金製ブレーキ
   ディスク （５）Ｃｒ：５〜３０係を含有し、さらにＮ１およびＣ
   ｕのうちの１種−または２種：０．５〜２０％と、Ｍｏ
   。 Ｍｎ、　Ｗ、　Ｎｂ、　’ｐｉ、　Ｚｒ、　　およびＶ
   のうちの１種−または２種以上：０．１〜５係全含有し
   、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（以」二重散
   気）、並びに５〜３５係の空孔率を有することを特徴と
   する）ｉｌｅ基焼煤焼金製ブレーキテイスク。 （６）Ｃｒ：５〜３０悸全含有し、きらにＮ１およびＣ
   ｕのうちの１種丑たは２種°０５〜２０係と、Ｃ：０．
   ０５〜３係全含有し、残りがＦｅと不可避不純物からな
   る組成（以」二重散気）、並びに５〜３５循の空孔率を
   有することを特徴とするＩＩ’　ｅ煤焼結合金製ブレー
   キテイスク。 （７）　　Ｃｒ：　５ヘ−３０％ｆ含而面、さらＫＭｏ
   、Ｍｎ。 Ｗ　、　Ｎｂ、　Ｔｉ、　Ｚｒ、およびＶのうちの１種
   または２ｉｉｐ　ｌソ、Ｌ　：　０．１〜５　％と、Ｃ
   ：　０．０５〜３％を含有１〜、残りが１・”（Ｂと不
   可避不純物からなる組成（以上型ｊ）ｉ：ｊ　ｄＩ））
   、並びに５〜３５％の空孔率を有することｋ　’ｌｊ　
   ’Ｒとする■悄基焼結合金製ブレーキディスク。 （８）　　Ｃｒ：　５”３０　％を含有し、さらにＮ１
   およびｃｕのうちの１種または２矛重：０．５〜２０％
   と、ＭＱ。 Ｍｎ、　Ｗ、　Ｎｂ、　Ｔｉ、　Ｚｒ、　　およびＶの
   うちの１種または２種以上　０１〜５％と、Ｃ：０．０
   ５〜３％全含有シ２１、残りがＦｅと不可避不純物から
   なる組成（以１、重＋１′ｉ％）、並びに５〜３５係の
   空孔率含有することを動機とするＦｅ基煤焼合金製プレ
   ーギテイスク。