JPS602380B2 - 低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼オ−トバイデイスクブレ−キ用材料 - Google Patents
低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼オ−トバイデイスクブレ−キ用材料Info
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- JPS602380B2 JPS602380B2 JP56083132A JP8313281A JPS602380B2 JP S602380 B2 JPS602380 B2 JP S602380B2 JP 56083132 A JP56083132 A JP 56083132A JP 8313281 A JP8313281 A JP 8313281A JP S602380 B2 JPS602380 B2 JP S602380B2
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- martensitic stainless
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- disc brake
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
- F16D65/125—Discs; Drums for disc brakes characterised by the material used for the disc body
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D69/02—Compositions of linings; Methods of manufacturing
- F16D69/027—Compositions based on metals or inorganic oxides
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低炭素マルテンサィト系ステンレス鋼オートバ
イディスクブレーキ用材料に係り、特に製造が容易で耐
鏡性のすぐれたオートバイディスクブレーキ用材料に関
する。
イディスクブレーキ用材料に係り、特に製造が容易で耐
鏡性のすぐれたオートバイディスクブレーキ用材料に関
する。
現在、オートバイのブレーキディスクの用途にはステン
レス鋼が使用されているが、特性として十分な耐食性、
靭性および耐摩耗性が要求されている。
レス鋼が使用されているが、特性として十分な耐食性、
靭性および耐摩耗性が要求されている。
耐摩耗性は一般に硬度が高くなるに従い良好となるが、
一方鰯性は逆に低下するので、これらの点を考慮してブ
レーキディスクの硬度はＨＲＣにおいて３０〜４０の範
囲に制御されている。この用途に使用されるステンレス
鋼として、従来１にｒ−０．＄、Ｃ：０．２％のＳＵＳ
４２０ＪＩおよびＣ：０．３％のＳＵＳ４２の宏等の高
Ｃマルテンサイト系ステンレス鋼が用いられており、ブ
レーキディスク材としての特性を付与するために８５０
〜１０５０℃からの燐入または焼入、焼戻しの熱処理が
施される。しかし、このような従来鋼においては鋼中の
Ｃ量が０．２〜０．３％と多く、嫌入によって生じるマ
ルテンサィトそのものの硬度が５０〜６雌ＲＣと高いの
で、級性が乏しく燐入時に燐割れが発生しやすい欠点が
ある。また、この欠点の他に、蟻入のみで硬度を３０〜
４雌ＲＣに制御するためにはマルテンサィトとフェライ
トが適当な比率の２相混合組織にしなければならず、そ
の比率は、鱗入熱処理温度によって変動し、特に８００
〜９０ぴ０の範囲において極めて急激に変化し、ＨＲＣ
で約５から４５に変化する。
一方鰯性は逆に低下するので、これらの点を考慮してブ
レーキディスクの硬度はＨＲＣにおいて３０〜４０の範
囲に制御されている。この用途に使用されるステンレス
鋼として、従来１にｒ−０．＄、Ｃ：０．２％のＳＵＳ
４２０ＪＩおよびＣ：０．３％のＳＵＳ４２の宏等の高
Ｃマルテンサイト系ステンレス鋼が用いられており、ブ
レーキディスク材としての特性を付与するために８５０
〜１０５０℃からの燐入または焼入、焼戻しの熱処理が
施される。しかし、このような従来鋼においては鋼中の
Ｃ量が０．２〜０．３％と多く、嫌入によって生じるマ
ルテンサィトそのものの硬度が５０〜６雌ＲＣと高いの
で、級性が乏しく燐入時に燐割れが発生しやすい欠点が
ある。また、この欠点の他に、蟻入のみで硬度を３０〜
４雌ＲＣに制御するためにはマルテンサィトとフェライ
トが適当な比率の２相混合組織にしなければならず、そ
の比率は、鱗入熱処理温度によって変動し、特に８００
〜９０ぴ０の範囲において極めて急激に変化し、ＨＲＣ
で約５から４５に変化する。
また板の成分の多少の変動によっても影響を受けやすい
ため、製造に際しては極めて厳格な苛酷なまでの材質管
理と焼入熱処理条件の管理が要求されるという難点があ
った。また暁入焼戻しを実施する場合、暁入時に発生す
る競割れおよび工程的な煩雑さという問題点の他に、Ｈ
ＲＣを３０〜４０の範囲に制御するため通常５５０〜６
５０℃の温度範囲で齢戻されるが、この熱処理によって
析出するＣｒ炭窒化物の周囲にＣｒ濃度の低い領域が生
ずるため、耐銭性が低下する難点があった。
ため、製造に際しては極めて厳格な苛酷なまでの材質管
理と焼入熱処理条件の管理が要求されるという難点があ
った。また暁入焼戻しを実施する場合、暁入時に発生す
る競割れおよび工程的な煩雑さという問題点の他に、Ｈ
ＲＣを３０〜４０の範囲に制御するため通常５５０〜６
５０℃の温度範囲で齢戻されるが、この熱処理によって
析出するＣｒ炭窒化物の周囲にＣｒ濃度の低い領域が生
ずるため、耐銭性が低下する難点があった。
本発明の目的は上記従来技術の難点を解決し、製造が容
易でブレーキデスクとしての特性のすぐれた低炭素マル
テンサィト系ステンレス鋼オートバィディスクブレーキ
用材料を提供するにある。
易でブレーキデスクとしての特性のすぐれた低炭素マル
テンサィト系ステンレス鋼オートバィディスクブレーキ
用材料を提供するにある。
本発明の要旨とするところは次のとおりである。すなわ
ち重量比にてＣ＋Ｎ：０．０４％を越え０．１０％以下
、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｍ：１．０〜２．５％、Ｎｊ
：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下、Ｃｒ：１０．０
〜１４．５％を含み、残部が実質的にＦｅより成ること
を特徴とする低炭素マルテンサィト系ステンレス鋼オー
トバイディスクブレーキ用材料である。本発明の特徴は
厳しい熱処理管理を必要とせず広範囲の温度からの暁入
のみでブレーキディスクとしての特性を具備しているこ
とである。
ち重量比にてＣ＋Ｎ：０．０４％を越え０．１０％以下
、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｍ：１．０〜２．５％、Ｎｊ
：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下、Ｃｒ：１０．０
〜１４．５％を含み、残部が実質的にＦｅより成ること
を特徴とする低炭素マルテンサィト系ステンレス鋼オー
トバイディスクブレーキ用材料である。本発明の特徴は
厳しい熱処理管理を必要とせず広範囲の温度からの暁入
のみでブレーキディスクとしての特性を具備しているこ
とである。
すなわち本発明はＭｎを１．０〜２．５％と高めること
により、従来鋼の如く高炭素にせず０．０４％を越え０
．１０％以下の低（Ｃ＋Ｎ）量であっても、約８６０〜
１０５０℃の広い熱処理範囲によってほぼオーステナィ
ト単相組織となり、ついでこの温度範囲からの暁入によ
ってマルテンサィト組織とすることにより３０〜４岬Ｒ
Ｃの硬度を容易に得ることができ、かつ耐食性および轍
性もすぐれている。本発明の低炭素マルテンサィト系ス
テンレス鋼の成分限定理由について説明する。
により、従来鋼の如く高炭素にせず０．０４％を越え０
．１０％以下の低（Ｃ＋Ｎ）量であっても、約８６０〜
１０５０℃の広い熱処理範囲によってほぼオーステナィ
ト単相組織となり、ついでこの温度範囲からの暁入によ
ってマルテンサィト組織とすることにより３０〜４岬Ｒ
Ｃの硬度を容易に得ることができ、かつ耐食性および轍
性もすぐれている。本発明の低炭素マルテンサィト系ス
テンレス鋼の成分限定理由について説明する。
Ｃ十Ｎ：
ＣおよびＮは硬度を高め耐摩耗性を向上させるに有効な
元素であり、本発明は後記の理由で１．０〜２．５％の
Ｍｎが不可欠であるが、この範囲のＭｎ量において暁入
時の硬度を３０〜４岬ＲＣにするための（Ｃ＋Ｎ）量は
０．０４％を越え０．１０％以下の範囲であるので０．
０４％を越え０．１０％以下の範囲に限定した。
元素であり、本発明は後記の理由で１．０〜２．５％の
Ｍｎが不可欠であるが、この範囲のＭｎ量において暁入
時の硬度を３０〜４岬ＲＣにするための（Ｃ＋Ｎ）量は
０．０４％を越え０．１０％以下の範囲であるので０．
０４％を越え０．１０％以下の範囲に限定した。
従来鋼に比較して（Ｃ十Ｎ）量が少ないので、榛入時の
鞠性も良好であり凝割れも発生しない。Ｓｉ： Ｓｊは高温においてフェライトを生成させる元素であり
、０．５％を越えるＳｉの添加は煉入硬度を低下させる
のみならず級性に悪影響を与えるのでその上限を０．５
％としたがその量は少ない程好ましい。
鞠性も良好であり凝割れも発生しない。Ｓｉ： Ｓｊは高温においてフェライトを生成させる元素であり
、０．５％を越えるＳｉの添加は煉入硬度を低下させる
のみならず級性に悪影響を与えるのでその上限を０．５
％としたがその量は少ない程好ましい。
Ｍｎ：
Ｍｎは本発明の目的を達成するための必須の成分である
。
。
Ｍｎは高温において６ーフヱラィトの生成を防止する有
効な元素であり、１％未満の場合は９００〜１０５０午
０の温度範囲でも特に（Ｃ十Ｎ）量が低い場合には６ー
フェライトが生成し３０〜４皿ＲＣの隣入硬度が得られ
なくなる。従って、３０〜４皿ＲＣの硬度を付与するに
必要な（Ｃ＋Ｎ）量は高濃度に移行させる必要がある。
効な元素であり、１％未満の場合は９００〜１０５０午
０の温度範囲でも特に（Ｃ十Ｎ）量が低い場合には６ー
フェライトが生成し３０〜４皿ＲＣの隣入硬度が得られ
なくなる。従って、３０〜４皿ＲＣの硬度を付与するに
必要な（Ｃ＋Ｎ）量は高濃度に移行させる必要がある。
しかし適正な（Ｃ＋Ｎ）量の濃度範囲が著しく狭くなる
ため製鋼工程においてその濃度範囲を安定して制御する
ことが困難となる。またＭｎが低いと３０〜４皿ＲＣの
硬度を付与するための暁入熱処理温度範囲が極端に狭少
となるため、その温度管理も難しくなるので本発明の目
的からその下限を１％とした。またＭｎが２．５％を越
えると高温での耐酸化性が低下し、鋼板製造工程におけ
るスケ−ル生成が多く、酸洗時の板面に肌荒を生じ鋼板
の寸法精度を著しく低下させるのでその上限を２．５％
に限定した。Ｎｊ： ＮｉはＭｎと同様、高温において６−フェライトの生成
を防止するのに有効であるが、本発明においてはＭｈの
１．０〜２．５％添加によってその目的を毒董せられる
ので特にＮｉを添加する必要はない。
ため製鋼工程においてその濃度範囲を安定して制御する
ことが困難となる。またＭｎが低いと３０〜４皿ＲＣの
硬度を付与するための暁入熱処理温度範囲が極端に狭少
となるため、その温度管理も難しくなるので本発明の目
的からその下限を１％とした。またＭｎが２．５％を越
えると高温での耐酸化性が低下し、鋼板製造工程におけ
るスケ−ル生成が多く、酸洗時の板面に肌荒を生じ鋼板
の寸法精度を著しく低下させるのでその上限を２．５％
に限定した。Ｎｊ： ＮｉはＭｎと同様、高温において６−フェライトの生成
を防止するのに有効であるが、本発明においてはＭｈの
１．０〜２．５％添加によってその目的を毒董せられる
ので特にＮｉを添加する必要はない。
製鋼工程で使用するスクラップからＮｉが０．１〜０．
５％程度混入するがこの程度の存在は上記のバランスを
崩さず別段の支障も生じないので、上限のみを０．５％
に限定した。Ｃｕ： ＣｕはＮｉと同様、高温において６ーフェラィトの出現
を防止するのに有効であるが、本発明においてはＭｎの
添加があるので特に添加する必要がないが、製鋼工程に
おいてスクラップから混入するＣｕが０．５％を越える
と高温での熱間加工性を害し、鋼板の製造工程における
歩留を著しく低下するので上限を０．５％に限定した。
５％程度混入するがこの程度の存在は上記のバランスを
崩さず別段の支障も生じないので、上限のみを０．５％
に限定した。Ｃｕ： ＣｕはＮｉと同様、高温において６ーフェラィトの出現
を防止するのに有効であるが、本発明においてはＭｎの
添加があるので特に添加する必要がないが、製鋼工程に
おいてスクラップから混入するＣｕが０．５％を越える
と高温での熱間加工性を害し、鋼板の製造工程における
歩留を著しく低下するので上限を０．５％に限定した。
Ｃｒ：Ｃｒは耐食性を保持するため最低１０％が不可欠
て；ある。
て；ある。
しかしＣｒが１４．５％を越えるとＭｎ、ＮｉおよびＣ
ｕのそれぞれ上限量を添加しても８５０〜１０５０℃の
焼入温度範囲において６ーフェラィトが出現するように
なり、３０〜４０ＨＲＣの擬入硬度が得られなくなるの
でその上限を１４．５％に限定した。本発明においては
、上託に説明した主要成分の他に、不純物として鋼組成
中に含有される主たる元素として、Ｐは靭性の点から極
力低下させる必要があり、Ｓは耐銭性の点から低下させ
ることが望ましい。また０は轍性および耐銭性に対して
有害なので、鋼中のＡＩが０．０５％以下になる如く山
を使用して脱酸するのが好ましい。なお希±顔元素を硫
化物の形状制御による耐食性および靭性の向上の目的で
添加する場合もあるが、かかる場合も本発明の範囲に属
することは当然である。本発明は上記の如き成分組成の
マルテンサィト系ステンレス鋼を製造することにより、
厳密な熱処理管理を必要とせず約８５０〜１０５０００
の広い温度範囲からの焼入のみで３０〜４０ＨＲＣの硬
度とすぐれた耐食性と勤性を同時に有するブレーキディ
スク材料を得ることができる。
ｕのそれぞれ上限量を添加しても８５０〜１０５０℃の
焼入温度範囲において６ーフェラィトが出現するように
なり、３０〜４０ＨＲＣの擬入硬度が得られなくなるの
でその上限を１４．５％に限定した。本発明においては
、上託に説明した主要成分の他に、不純物として鋼組成
中に含有される主たる元素として、Ｐは靭性の点から極
力低下させる必要があり、Ｓは耐銭性の点から低下させ
ることが望ましい。また０は轍性および耐銭性に対して
有害なので、鋼中のＡＩが０．０５％以下になる如く山
を使用して脱酸するのが好ましい。なお希±顔元素を硫
化物の形状制御による耐食性および靭性の向上の目的で
添加する場合もあるが、かかる場合も本発明の範囲に属
することは当然である。本発明は上記の如き成分組成の
マルテンサィト系ステンレス鋼を製造することにより、
厳密な熱処理管理を必要とせず約８５０〜１０５０００
の広い温度範囲からの焼入のみで３０〜４０ＨＲＣの硬
度とすぐれた耐食性と勤性を同時に有するブレーキディ
スク材料を得ることができる。
実施例
第１表に示したＮｏ．１からＮＯ．１０までの各成分の
銅を５０ｋ９高周波小型溶解炉で溶解し、これらを公知
の条件で熱間圧延および競鎚を行い６肋厚の熱延焼鈍板
を作製し、その後８００〜１０５ぴＣの温度範囲で５分
間保持後油暁入を実施し、競入温度と硬度、級性および
耐食性との関係を調査した。
銅を５０ｋ９高周波小型溶解炉で溶解し、これらを公知
の条件で熱間圧延および競鎚を行い６肋厚の熱延焼鈍板
を作製し、その後８００〜１０５ぴＣの温度範囲で５分
間保持後油暁入を実施し、競入温度と硬度、級性および
耐食性との関係を調査した。
なお供試材はＮＯ．１〜Ｎｏ．５が本発明鋼であり、Ｎ
Ｏ．６〜Ｎｏ．１０はＣ＋Ｎが本発明の限定外の比較鋼
である。第１表 ロックゥェル硬度と暁入温度との関係を第２表に示した
が、比較鋼においては３０〜４０ＨＲＣの鏡入硬度を得
る温度範囲は極めて狭いのに対し、本発明鋼においては
温度範囲が８５０〜１０５０℃と極めて広い。
Ｏ．６〜Ｎｏ．１０はＣ＋Ｎが本発明の限定外の比較鋼
である。第１表 ロックゥェル硬度と暁入温度との関係を第２表に示した
が、比較鋼においては３０〜４０ＨＲＣの鏡入硬度を得
る温度範囲は極めて狭いのに対し、本発明鋼においては
温度範囲が８５０〜１０５０℃と極めて広い。
ＪＩＳ４号１′２サイズの試験片を使用した室温におけ
る衝撃試験結果と晩入温度との関係を第３表に示した。
る衝撃試験結果と晩入温度との関係を第３表に示した。
第３表から明らかなように本発明鋼は焼入硬度が３０〜
４雌ＲＣであっても轍性が比較鋼に比鮫して極めて良好
であり、８５０〜１０５０の広範な暁入温度において衝
撃値が５ｋ９ｆ・凧′の以上であり、暁割れが発生しな
い程度の十分な轍性を有している。ＪＩＳＺ２３７１に
規定された塩水頃霧試験と擬入温度との関係を第４表に
示したが、本発明鋼は８００〜１０５ぴ０の広い競入温
度範囲内で発銭せず耐食性が良好である。
４雌ＲＣであっても轍性が比較鋼に比鮫して極めて良好
であり、８５０〜１０５０の広範な暁入温度において衝
撃値が５ｋ９ｆ・凧′の以上であり、暁割れが発生しな
い程度の十分な轍性を有している。ＪＩＳＺ２３７１に
規定された塩水頃霧試験と擬入温度との関係を第４表に
示したが、本発明鋼は８００〜１０５ぴ０の広い競入温
度範囲内で発銭せず耐食性が良好である。
第２表
第３表
第４表
本発明は上記の実施例からも明らかな如く、低炭素マル
テンサィト系ステンレス鋼オートバイディスクブレーキ
用材料の成分を限定し、特に（Ｃ＋Ｎ）を０．０４％を
越え０．１０％以下と限定し、かつＭｎを１．０〜２．
５に限定することにより、厳密な熱処理管理を必要とせ
ず８５０〜１０５ぴ○の広範囲の温度からの鱗入のみで
３０〜４のＬＣの硬度を確保し、かつ暁割れが発生せず
耐食性および靭性のすぐれたオートバイディスクブレー
キ用材料を得ることができた。
テンサィト系ステンレス鋼オートバイディスクブレーキ
用材料の成分を限定し、特に（Ｃ＋Ｎ）を０．０４％を
越え０．１０％以下と限定し、かつＭｎを１．０〜２．
５に限定することにより、厳密な熱処理管理を必要とせ
ず８５０〜１０５ぴ○の広範囲の温度からの鱗入のみで
３０〜４のＬＣの硬度を確保し、かつ暁割れが発生せず
耐食性および靭性のすぐれたオートバイディスクブレー
キ用材料を得ることができた。
Claims (1)
- １ 重量比にてＣ＋Ｎ：０．０４％を越え０．１０％以
下、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：１．０〜２．５％、Ｎ
ｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下、Ｃｒ：１０．
０〜１４．５％を含み、残部が実質的にＦｅより成るこ
とを特徴とする低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼オ
ートバイデイスクブレーキ用材料。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56083132A JPS602380B2 (ja) | 1981-05-30 | 1981-05-30 | 低炭素マルテンサイト系ステンレス鋼オ−トバイデイスクブレ−キ用材料 |
| DE8282901623T DE3275104D1 (en) | 1981-05-30 | 1982-05-28 | Brake discs of low-carbon martensitic stainless steel |
| EP82901623A EP0081592B1 (en) | 1981-05-30 | 1982-05-28 | Brake discs of low-carbon martensitic stainless steel |
| PCT/JP1982/000210 WO1982004268A1 (en) | 1981-05-30 | 1982-05-28 | Low-carbon martensite stainless steel material for disc brake of motorcycle |
| US06/448,901 US4452649A (en) | 1981-05-30 | 1982-05-28 | Motorcycle disc braking materials of a low carbon martensitic stainless steel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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