JPS6217155A

JPS6217155A - デイスクブレ−キロ−タ用耐錆鋳鋼

Info

Publication number: JPS6217155A
Application number: JP15557485A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Hibino; 義博日比野; Shuichi Fujita; 藤田　秋一
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1987-01-26

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、ディスクブレーキロータ用耐錆＆Ｉ鋼に関し
、詳しくは、耐錆性に優れ、しかも、優れた鋳造性を有
していることから、優れた生産性とすることのできるデ
ィスクブレーキロータ用耐錆鋳鋼にかかる。

〔従来の技術〕

ディスクブレーキは車輪と一体的に回転するディスクブ
レーキロータの両面に、摩擦材料のライニングされたデ
ィスクブレーキパッドを押し付けて車両を制動させる摩
擦ブレーキである。

そして、ディスクブレーキは制動特性が安定しており、
高速状態からの制動あるいは繰り返し制動によるブレー
キ制動性の低下（いわゆる、ヒートフェード）も少ない
ことから、乗用車や小型トラックのフロントブレーキ用
として広く採用されている。

ところで、自動車用のディスクブレーキロータ用材料と
しては、一般に耐摩耗性及び製造性から晋通鋳鉄（例え
ば、ＪＩＳ規格ＦＣ２５）が採用されており、時として
ＪＩＳ規格３４５Ｃ等の鋼材も採用されることもある。

しかし、海岸地域や寒冷地においては、凍結防止を目的
として塩類を主体とした融雪剤の散布が多くなり、この
ような凍結防止剤を使用する地域においては、塩害によ
る自動車の各部位における錆の発生という不具合が少な
くない。

そして、ディスクブレーキロータにおいても例外でなく
、塩害による錆の発生を引き起こすことがある。

そのため、最近のようにアルミディスクホイールを装着
した車両の場合等においては、駐車時もしくは停車時、
あるいは、新車としての販売時にアルミディスクホイー
ルの開口部から錆の発生したディスクブレーキロータが
見えると、自動車としての商品価値を低下させてしまう
。

また、自動車の輸出に伴い船舶により数週間以上に渡っ
て、海上を運搬されている最中にディスクブレーキロー
タに錆を発生すると、時としてディスクブレーキロータ
とディスクブレーキパッドとが固着状態に近くなり、自
動車の発進性を阻害させることがある。

そこで、特に耐錆性に対する要求の厳しいディスクブレ
ーキロータにおいては、優れた耐錆性を有する耐錆性鋳
鋼やステンレス鋳鋼等の適用も試みられている。

また、現状では２年に１回はディスクブレーキロータに
おけるディスクブレーキパッドとの摩擦面を再研磨して
使用しているが、このような再研磨による再使用は１回
しか適用することができず、２回目には新品と交換する
ことが必要とされていることから、ディスクブレーキロ
ータの使用寿命が短くなっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述のような従来の技術の現状に鑑み、本発明が解決し
ようとする問題点は、従来のディスクブレーキロータ用
材料として一般的に使用されている普通鋳鉄においては
、優れた鋳造性を有していることから生産性は良好であ
るが、ディスクブレーキロータとして塩害に対する耐錆
性に劣り、また、塩害に対して優れた耐錆性を有するス
テンレス鋳鋼は鋳造性に劣ることから生産性が悪いとい
うことである。

従って、本発明の技術的課題とするところは、ディスク
ブレーキロータ用耐錆鋳鋼の組成及び組織を調整するこ
とによって、従来のディスクブレーキロータ用材料であ
る普通鋳鉄に匹敵する鋳造性及び生産性を確保した上で
、ステンレス鋳鋼に匹敵する耐錆性とを兼ね備えたディ
スクブレーキロータ用耐錆鋳鋼とすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

このような従来の技術における問題点に鑑み、本発明に
おける従来の技術の問題点を解決するための手段は、デ
ィスクブレーキにおいて摩擦材料のライニングされたデ
ィスクブレーキバンドの押圧により、車輪と連動するデ
ィスクブレーキロータの回転を抑制して、車両を制動さ
せるディスクブレーキロータ用耐錆鋳鋼であって、重量比率にて、Ｃ；　０．５〜１．５％、Ｓｉ；２．５
〜３，５％、Ｍｎ；０．７％以下、ｐ；ｏ、−ｏｓ％以
下。

Ｓ；０．１％以下、　　Ｃｒ　；　５．０〜１０．０％
ｔ　Ｎ　ｉ；８．０〜１５．０％、残部実質的にＦｅか
らなる組成を有し、オーステナイト基地組織中の炭化物
を、均一に分散析出させた粒状２次炭化物と僅かな塊状
晶出１次炭化物としたことを特徴とするディスクブレー
キロータ用耐錆鋳鋼からなっている。

〔作用〕

以下、本発明の作用について説明する。

本発明において、従来の技術の問題点を解決するための
手段を上述のような構成とすることによって、ディスク
ブレーキロータ用耐錆鋳鋼を組成的には普通鋳鉄に匹敵
する優れた鋳造性、生産性を保有させるとともに、従来
のステンレス鋳鋼に匹敵する耐錆性を付与し得る範囲と
しており、しかも、第５図に示すように、組織的にはオ
ーステナイト基地組織中の炭化物を、均一に分散析出さ
せた粒状２次炭化物と僅かな塊状晶出１次炭化物として
いることから、ディスクブレーキロータ用耐錆鋳鋼を、
従来の普通鋳鉄に匹敵する鋳造性。

生産性と、従来のステンレス鋳鋼に匹敵する耐錆性とを
兼ね備えさせることができるのである。

以下、本発明のディスクブレーキロータ用耐錆鋳鋼に添
加する、各合金元素の添加量の範囲限定理由について説
明する。

なお、以下の説明において各合金元素の添加量は全て重
量％にて表示する。

Ｃは本発明材の強度向上と鋳造性の改善に有効であるが
、０．５％未満ではそれらの特性に対する改善効果が充
分でなく、１．５％を越えて添加すると１次炭化物の晶
出量が多くなって、耐熱亀裂性。

耐衝撃性１機械加工性が悪化することから０．５〜１、
５％とした。

また、Ｓｉは本発明材の鋳造性の改善に有効であるが、
２．５％未満ではその鋳造性の改善効果が充分でなく、
３．５％を越えて添加すると１次炭化物が粗大化し易く
なり、機械加工性を悪化させることから２．５〜３．５
％とした。

また、Ｍｎは上述のＳｉとともに脱酸剤として有効であ
るばかりでなく、Ｓによる靭性低下環の悪影響を緩和さ
せることから有効であるが、過剰に添加すると炭化物を
安定にして材質を脆化させることから１．０％以下とし
た。

また、Ｐは０．０５％を越えて添加すると、ステダイト
を晶出し易（なることから０．０５％以下とした。

また、Ｃｒは本発明材の耐錆性を改善させることから有
効であるが、５．０％未満ではその耐錆性の改善効果が
充分でなく、１０．０％を越えて添加すると高硬度の炭
化物を多量に形成させて、機械加工性を悪化させること
から５．０〜１０．０％とした。

また、Ｎｉは基地Ｍ織を優れた靭性を有するオーステナ
イト組織とするために有効であり、しかも、Ｃｒ程では
ないが耐錆性の改善にも有効であるが、８．０％未満で
はそのような特性の改善効果。

が充分でなく、１５．０％を越えて添加するとその添加
量に見合った耐錆性の改善効果が得られないばかりでな
く、鋳造性を悪化させることがら８．０〜１５．０％と
した。

〔実施例〕

以下、添付図面に基づいて、本発明の１実施例を説明す
る。

第１表は実験室規模にて溶製した、ディスクブレーキロ
ータ用耐錆鋳鋼の本発明材及び比較材の、各供試材にお
ける組成を一括して示したものである。

第１表なお、第１表に示す組成を有する各供試材の鋳造に当た
っては、２０Ｋｇ高周波溶解炉を用いて大気溶解を行な
い、Ｆｅ−３ｉ（７５重量％）により脱酸処理した後、
１５５０℃以上で出湯して１４５０℃以上で注湯した。

そして、鋳造成形に使用した鋳型としてはＪＩＳ規格Ａ
号の鋳型を用いて、本発明材■〜■及び比較材■〜■の
供試材を溶製した後、機械加工により各供試材の試験片
を製作して各種の評価試験に供した。

まず、耐錆性評価試験について説明する。

耐錆性評価試験としては、シＯ℃の５％食塩水を試験片
の研磨面に２０時間連続的に噴霧し、その後乾燥を４時
間行なうという、乾湿サイクルを５回繰り返す方法によ
り評価した。

そして、各供試材における錆の発生量は試験片表面に発
生した錆を除去して重量を測定し、試験前の重量から減
少した重量を試験片の表面積で除して、単位面積当り（
ｃｍ”）の重量減少量（ｍｇ）を算出してその供試材の
錆発生量（ｍｇ／ｃｍ２）とした。

このようにして行った耐錆性評価試験による試験結果を
第１図に示している。

第１図の耐錆性評価試験結果から明らかなように、本発
明材■〜■は、いずれも従来のディスクブレーキロータ
用材料である普通鋳鉄（比較材■）と比較すると著しく
優れた耐錆性を有しており、ステンレス鋳６１（ＪＩＳ
規格５Ｃ３Ｉ・・−・−比較材■）及びニレジスト鋳鉄
（比較材■）と比較しても、はぼ同等の耐錆性を有して
いることが理解される。

また、本発明材と同系であって、一部Ｃｒ含有量を３．
０％と低くした供試材（比較材■）は耐錆性に劣り、ま
た、Ｎｉを含有していない供試材（比較材■）は、耐錆
性に関しては本発明材■〜■と同等であるが、後述する
ように硬さが高くなり機械加工性の観点から好ましくな
い。

次に、各供試材の硬さくＨｖ）の測定結果を第２図に示
している。

第２図から明らかなように、比較材■は硬さがＨｖ４５
０と高過ぎて試験片の機械加工においてさえも困難であ
ったのに対して、本発明材■〜■においてはいずれもＨ
Ｖ３０Ｑ以下であり、機械加工性の観点からは特に問題
とならないことが推察される。

次に、各供試材の引張強度の評価試験結果を第３図に示
している。

第３図から明らかなように、本発明材Φ〜■はいずれも
ステンレス鋳鋼（ＪＩＳ規格Ｓ　ＣＳ　１−−比較材■
）と比較すると、引張強度が若干低くなっているものの
、従来材である普通鋳鉄（比較材■）と比較すると約２
倍とという高引張強度であった。

しかし、耐錆性の良好であったニレジスト鋳鉄（比較材
■）は、普通鋳鉄（比較材■）より引張強度が低下して
おり、ディスクブレーキロータ用耐錆鋳鋼としては好ま
しくないことが理解される。

次に、本発明材■及びステンレス鋳１ｉ１（ＪＩＳ規格
５Ｃ５Ｉ−−−−−・比較材■）と同一化学成分を有す
る鋳鋼を用いて、現物溶製試験を行うために小型乗用車
に用いる第４図に示すようなディスクブレーキロータを
溶製したところ、ステンレス鋳鋼（Ｊ　Ｉ　Ｓ規格Ｓ　
ＣＳ　１−−−−−一比較材■）においては、１０個中
１０個とも“湯廻り不良”、“ひけ巣”等を発生して満
足な製品が得られなかったのに対して、本発明材■にお
いては、１０個溶製したうち１個に小さな“ひけ巣”が
認められただけであり、優れた鋳造性（生産性）を有し
ていることを確認することができた。

ついで、このように本発明材■により溶製して製造した
ディスクブレーキロータを、実際の車両と等価の台上耐
久試験にて耐摩耗試験を実施した結果、従来の普通鋳鉄
（ＪＩＳ規格ＦＣ２５−・−・−比較材■）製のディス
クブレーキロータと比較しても、なんら遜色のない耐摩
擦摩耗特性を有していることを確認することができた。

〔発明の効果〕

以上により明らかなように、本発明にかかるディスクブ
レーキロータ用耐錆鋳鋼によれば、ディスクブレーキロ
ータ用耐錆鋳鋼の組成及び組織を調整することによって
、従来のディスクブレーキロータ用材料である普通鋳鉄
に匹敵する鋳造性及び生産性を確保した上で、ステンレ
ス鋳鋼に匹敵する耐錆性とを兼ね備えたディスクブレー
キロータ用耐錆鋳鋼とすることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明材と比較材の耐錆性評価試験の試験結
果を示す図。第２図は、本発明材と比較材の硬さ試験結果を示す図。第３図は、本発明材と比較材の引張試験結果を示す図。第４図は、現物溶製試験のために用いたディスクブレー
キロータの形状を示す斜視図。第５図は、本発明材の金属組織を示す顕微鏡写真である
。出願人　　　　　　トヨタ自動車株式会社第１図未発吃ヰ　　　　　ヒ［較オ才第３図

Claims

【特許請求の範囲】１、ディスクブレーキにおいて摩擦材料のライニングさ
れたディスクブレーキパッドの押圧により、車輪と連動
するディスクブレーキロータの回転を抑制して、車両を
制動させるディスクブレーキロータ用耐錆鋳鋼であって
、重量比率にて、Ｃ；０．５〜１．５％、Ｓｉ；２．５〜
３．５％、Ｍｎ；０．７％以下、Ｐ；０．０５％以下、
Ｓ；０．１％以下、Ｃｒ；５．０〜１０．０％、Ｎｉ；
８．０〜１５．０％、残部実質的にＦｅからなる組成を
有し、オーステナイト基地組織中の炭化物を、均一に分
散析出させた粒状２次炭化物と僅かな塊状晶出１次炭化
物としたことを特徴とするディスクブレーキロータ用耐
錆鋳鋼。