JPS62278203A - 亜鉛めつき鉄系粉末およびその製造方法 - 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】 ３、発明の詳１１１な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動・１（、オートバイなどのブレーキ用摩
擦材料に使用される亜鉛（以ドＺｎと略す）めっきした
鉄系粉末に関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動・１（、オートバイ笠のブレーキに使用さ
れているセミメタリック摩擦材料は、補強材である繊維
（ガラス、ケブラー等）や摩擦・摩耗調整剤である金属
粉（鉄系粉、銅粉、黄銅粉、アルミニウム粉、亜鉛粉な
ど）、％、機質粉（黒鉛粉など）、結合剤（フェ／−ル
樹脂など）などを混合した後、成形、加熱硬化して製造
されている。

この場合に鉄系粉末は、ブレーキバットの製造時やブレ
ーキを巾に装着して使用した場合しこ鉄系粉末が酸化す
る問題があり、それが原因となって走行中にプレーヤを
使用すると摩（αによる異１″ｆが発生し易い。

また、ブレーキハント製造時の作！性の面から鉄系粉末
に黄求される・Ｋ項としては　流れ性がよいこと１パツ
トの小型化のための粉末の先順性の向１．すなわちｌ’
＋＋１見掛密度化１パー、ト製品の硬さ低減のための鉄
系粉末の硬度低ｒなどである。これらの・１νＪｌ’ｌ
を同時に満足する鉄系粉末が強く望まれている。

ところで−・股に、鋼板やその部品を防錆する技染とし
て、電気Ｚｎめっき、溶融Ｚｎめつき、化学Ｚｎめっき
、Ｚｎ浸透めっき笠を施すことが知られている。

特開昭６０−１７７１０１号によれば、基本的には、鉄
系粉末とＺｎ粉末とを混合し、Ｚｎの融点とその融点よ
りも２００℃高い温度との間の温度に加熱することによ
って、個々の鉄系粒子表面にＺｎの高濃度域をＺ　ｎ　
；−１”　Ｉ　Ｏ％埴％に形成させる方法が開示されて
いる。この方法は圧粉体の成形性向上をＬ１的としてい
るもので、防錆の観点からは全く検討されていない技術
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は主としてＬ記ブレーキパッド用として要求され
る特性を備えた鉄系粉末およびその製造方法を提供する
ことを目的とするものであって。

耐銹性に優れ、ブレーキパッド製造時の作業性の優れた
鉄系粉末を製造することにある。

そのためにＺｎ目付量の高い粉末を開発し、またＺｎめ
っき後、Ｚｎのみの凝集体が混入することなく、Ｚｎ歩
留をほとんど１００％とすること、および複雑な工程を
経ることなく、Ｚｎ目十ｉ　：、Ｕの制御を単純化する
方法の開発を課題とする。

〔問題点を解決するための「、没〕

１γ１記の問題点を解決する１段につき１種々研究した
ところ、鉄系金属粒子表面への亜鉛［！　＋ｔ　ｒａ：
が１５〜５　Ｑ　東１ｊ％であることを特徴とする耐銹
性の優れた亜鉛めっき鉄系粉末が有効であることが判明
した。

このような粉は次の手段によって得ることができる。

（ａ）　−２５０メツシュ望ましくは一３２５メツシュ
のＺｎ粉末１５〜５０屯量％を鉄系粉末に乾式または湿
式法にて混合する。

（ｂ）非酸化性雰囲気中で４２０〜５５０℃の温度で加
熱する。

（Ｃ）その後解砕する。

〔作用〕

本発明品はＺｎ［１付廣が１５〜５０重−１％で均、・
に鉄粉表面にめっきされており、耐銹性に優れているの
でブレーキパッドに混入したとき、鉄系粉末の従来の欠
点であった酸化の問題を完全に解決すると共に、ブレー
キパッド製造時における作業性が良く、好適である。

Ｚｎの目付量は１５〜５０重量％とじたが、めっき後の
鉄系粉末の個々の粒子の断面を顕微鏡やＸ線マイクロア
ナライザ等で観察すると、日付賃１５重驕％未満ではめ
っき層が薄く、まだらになっている部分もあり、その結
果耐銹性に劣る。

Ｚ　ｎ　［１＋ｔ　：’＆、が５０屯ｔ％を超えると、
粉末中に鉄粉表面にめっきされない−・部のＺｎ粉末が
生ずるので好ましくない、また後述のＳ！遣方法におい
てＺｎ混人ＦＩニーが５９　ｍ　＋Ｊ％を超えると、低
温の４５０℃での加熱でもめっき粉末は液相焼結により
ケーキ状となり、それを解砕する時に労力が必要となり
好ましくない、従って、Ｚｎの［Ｉ付賃は１５〜５０　
屯？Ｊ、　％トｔ　６　。

次に本発明の製造方法は、鉄系粉末に実質的に２５０１
−／　’／　ユ（７）　Ｚ　ｎ　粉末を１５〜５０東ｒ
ａ％混合し、その混合物をＺｎの融点とその融点より１
３０℃高い温度との間の温度範囲で、しかも非酸化性雰
囲気中で加熱し、解砕するので、鉄系粉末粒子全面にＺ
ｎめっきし、めっき後の粉末の粒度が一６０メツシュで
あり、かつＺｎの利用歩留がほとんど１００％であり、
ＺｎＤ付驕が正確に制御できるなどの優れた作用をなす
。

本発明方法において使用すべ、！ＩＺｎ粉末の条件につ
き説明すると１本発明でのＺｎ粉末は実質的Ｚｎであれ
ばよく、ＰｂやＣｕ、Ｆｅなどが少々含イ１されていて
もよい、またｈ粉と呼ばれるダストでもよい、使用すべ
きＺｎ粉末の粒度としては、１１かければ細かいほど好
ましいが１粒子−全面にめっきすると言う点からすると
、２５０メツシュ９！ましくは３２５メツシュがヒ限の
粒度である。すなわちＺｎ粉末は−２５０メツシュ望ま
しくは一３２５メツシュとすべきである。＋２５０メツ
シュの粉末を使用すると、均一に混合しても、またいか
なる温度で加熱しても、後述する本９！、＋！ＩＩ例の
写真に見られるように１粒子の全面にめっきができない
、その際の混合方法としては公知のＶ型混合機、コニカ
ル型混合機などで数分から数七分混合すればよい。

Ｚｎ粉末の混合量は１５〜５０　、Ｔ＜量％とする。

この範囲内であれば本発明法の工程によって鉄系粉末の
表面にこのＺｎ量を１００％めっきすることができ、容
易に本発明の製品を製造することができる。

次に、非酸化性雰囲気中で加熱する温度であるが、加熱
温度がＺｎの融点（４２０℃）未満ではＺｎが溶融しな
いので、めっきは主としてＺｎの固体拡散によって起こ
り、熱処理に長時間を要してもＺ　ｎ　ＬＩ目付量低く
、均一にめっきできない。

加、８温度が５５０℃を超えると、めっき膜厚は均一で
あり申し分ないが、鉄とＺｎとの合金化や　。

Ｚｎの蒸発が促進され、粉末粒子が硬化し、またＺｎ歩
留の低下、Ｚｎ目付量の的中率の低下が認められた。従
って、加熱温度は４２０〜５５０℃の範囲とすべきであ
る。

加熱雰囲気は非酸化性としたが、不活性ガスや還元雰囲
気中でもよい、要するに、鉄系粉末やＺｎ粉末が酸化し
ない雰囲気であればよい。

めっきする加熱保持時間は１０〜１２０分程度でよく、
２時間を超える保持時間の加熱はＦｅ−Ｚｎの合金化を
進行させ、めっきの速度が低下するので好ましくない。

本発明でめっきされた粉末の粒度はブレーキの用途に使
用する場合、−６０メツシュとすることが好ましい。

また、混合したＺｎ粉末は全ｒ許鉄系粉末にめっきされ
るため、Ｚｎの利用歩留はほとんど１００％となり、ま
たＺｎ粉と鉄系粉末とを秤量して混合するため、ＩＩ付
帛、のばらつきも非常に小さく、［１付７）も１１標に
近い値となる。従って、本発明によると、Ｚｎの損失が
なく、目付量を簡単に：ｕ１ｇ＃することができる。

〔実施例〕

粗粒（１８〜２４メツシュ）、微粒（−３２５メツシュ
）のＺｎ粉末と、−１００メツシュのミルスケール還元
鉄粉とを、Ｚｎ９がそれぞれ１０．１５，２０，２５，
３０．５５重量％になるように秤１ｉｊシた後、それぞ
れＶ型混合機で１５分間混合し、それらの混合物をＨ２
ガス中でそれぞれ４００．４５０．５００．５５０．７
５０℃の温度でそれぞれ保持時間３０分間加熱した後、
解砕し、それぞれのＺｎめっき粉末を試作した。

それらの結果を第１表〜第２表および第１図〜第４図で
説明する。

第１表に、′ｅ粒Ｚｎを用いてＺｎの［１標目付けｔ−
をそれぞれ２０ｉ’ｌ’（脣％、３０重量％とし、　　
Ｈ２ガス中における加熱条件を変更した場合のＺｎめっ
さ粉のＺｎ量の分析値を示した。

第１表から明らかなように、Ｚｎ［］付量は、原料粉末
の重付測定により秤量した後、それらを混合するため、
［１標とする目付量にいとも簡単に的中することが分る
。

また、めっき後の粉末は、その酸素分析結果により確認
したが、酸化していなかった。

第２表には［１標Ｚｎｌ付ｙｘｏ、ｔ５．ｚｏ。

３０．５５屯呈％とし、Ｈ２ガス中の加熱条件を亦ルＩ
Ｎし都／７−１−籐紳小ｖ１午ｍ律驕１１［ル、ｋまた
。

第２表に示す各条件で試作したＺｎめっき粉末１００ｇ
を水道水中に３分間浸１ｔ’ｉ　Ｌ、水切りをした後、
大気中に４８時間放置して、錆の発生状況を目視により
ｆｆｉ’５１．た結果、第２表から明らかなようにＺ　
ｎ　Ｅｌ目付量１５玉賃％以上では酸化なしの結果が得
られた。

第２図は、（ａ）微粒Ｚｎ粉末を使用した実施例１（倍
率４００倍）と、（ｂ）粗粒Ｚｎ粉末を使用した比較例
１（倍率２００倍）を対比して示したもので、４５０℃
で３０分間加熱して得たＺｎめっき粉末の断面を光学顕
微鏡により撮影した写真である。これらの写真から明ら
かなように粗粒Ｚｎ粉末を使用して得たＺｎめっき粉末
（比較例１）にはめっきされない粒子があり、望ましく
ない。一方、微粒である一３２５メツシュのＺｎ粉末を
使用した実施例１のめっき粉末では全粒子へのめっきが
なされていることが分る。

第３図には、微粉のＺｎ粉末を使用して、加熱温度（ａ
）４５ｏ℃（実施例２）と（ｂ）７００℃（比較例２）
でそれぞれ３０分間熱処理して得たＺｎのめっき粉末を
Ｘ線マイクロアナライザーにより２００倍で撮影した７
、ｎ１ｊ７分の写真を示した。この図から合金化が進行
せずにＺｎめっきが出来る温度の上限は４５０℃と７０
０℃との間に存在することが分る。一方、Ｚｎめっき粉
の粉体特性に及ぼす加熱温度の影響を調へてみると、第
り図のようになり、見掛け′Ｐ：度、流動度を劣化させ
ない温度の上限も５５０℃であることが分った。

また、４００℃加熱ではＺｎめっきがほとんどされてい
なかった。従って、めっきする際の加熱温度は４２０〜
５５０℃が適１Ｆであることが分った。

第４図にはＺｎ微粉末を使用し、目標［１付驕を（ａ）
１０ＪＩｊ：％（比較例３）、（ｂ）２ｊ％量％（実施
例３）、（ｃ）５５屯量％（比較例４）としたＺｎめっ
Ｊ粉末のＸ線マイクロアナライザーによるＺｎＬＩｔ分
の写真を示した。

第４図から明らかなように、目付、ｌｊ、ｌ　Ｑ重量％
、５５　％　＋１３％ではそれぞれ不均一めっきとなっ
たことがｌ１Ｓ１察された。

〔発明の効果〕

本発明の鉄粉はブレーキ用庁擦材料に使用して耐銹性、
作業性に優れ安価である。

さらに本発明の粉末は、公害のため禁１Ｆされつつある
従来の石綿系ブレーキ用粉末の代替とじてセミメタリッ
ク系ブレーキ用粉末として好適に使用ｕｎ敞である。

本発明方法は、ヒ記木３’ａ　ＩＪＩ品の製造を＠弔か
つ中線な方法で達成することができる。すなわちＺｎ歩
留が極めて高く、またＺｎロ標ロ付驕に非常に簡単に合
致させることができると同時に、非酸化性ガス中での低
温加熱でめっきするため、製法として極めて優れている
。

【図面の簡単な説明】

：５１図はＺｎめっき粉末の粉体特性に及ぼすＺｎめっ
き温度の影響を示すグラフ、第２図は微粒Ｚｎ粉末およ
び粗粒Ｚｎ粉末を使用した場合のＺｎめっき粉末断面の
顕微鏡写真、第３図はＺｎめっき温度を変えた場合のＺ
ｎめつき粉末断面のＸ線マイクロアナライザー写真、第
４図はＺｎの１１付賃を変化させた場合のＺｎめっき粉
末断面のＸ線マイクロアナライザー写真である。 出卯人　川崎製鉄株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　鉄系金属粒子表面への亜鉛目付量が１５〜５０重量
   ％であることを特徴とする耐銹性の優れた亜鉛めっき鉄
   系粉末。 ２　鉄系粉末に２５０メッシュより細かい亜鉛粉末を１
   ５〜５０重量％混合し、その混合物を４２０〜５５０℃
   の温度範囲の非酸化性雰囲気中で加熱した後、解砕する
   ことを特徴とする耐銹性の優れた亜鉛めっき鉄系粉末の
   製造方法。