JPS6270552A - デイスクブレ−キロ−タ用耐錆鋳鋼 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ディスクブレーキロータ用耐錆鋳鋼にかか
り、特に耐錆性にすぐれ、しかも鋳造性にすぐれたディ
スクブレーキロータ用耐錆鋳鋼の改良に関するものであ
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、摩擦材料が貼り付けられたディ
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ねずみ鋳鉄（例
えば、ＪＩＳ規格ＦＣ２０〜２５）が採用されており、
一部にステンレス鋳鋼も採用されている。

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。

特に、最近のアルミディスクホイールを装着した車両に
おいては、駐停車時または新車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、輸出のため車両が船舶により数週間以上に渡って
、海上を運搬される場合、その最中にディスクブレーキ
ロータに錆が発生すると、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となり、自動車の発
進性を阻害させる恐れがある。

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
しか通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〕

ところで、上述したように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ねずみ鋳鉄にお
いては、鋳造性はすぐれているが耐錆性に劣り、またス
テンレス鋳鋼は逆に耐錆性はすぐれているが鋳造性に劣
るという問題があった。

従って、本発明の目的は、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ねずみ鋳鉄に匹敵
する鋳造性及び耐摩耗性を確保した上で、ステンレス鋳
鋼に匹敵する耐錆性を兼ね備えたディスクブレーキロー
タ用耐錆鋳鋼を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

このため、本発明にかかるディスクブレーキロータ用耐
錆鋳鋼は、摩擦材料が貼り付けられたディスクブレーキ
パッドの押圧により、車輪と一体で回転するディスクブ
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
、ＣＦｏ、５〜１．５％、Ｓｉ　；２．５〜３．５％、
Ｍｎ；０゜７％以下、ｐｒｏ、０５％以下、Ｓ；０．１
％以下、Ｃｒ；５．Ｏ〜１０．０％、Ｎｉ　；８．Ｏ〜
１５．０％、Ｎｂ；２．０〜５．０％、残部実質的にＦ
ｅからなる組成を有し、オーステナイト基地組織中に２
次炭化物と塊状炭窒化物が分散されていることを特徴と
するものである。

〔作用〕

上記の構成にかかる本発明の作用について説明すると、
組成的にはねずみ鋳鉄に匹敵する優れた鋳造性、耐摩耗
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４
図に示すように、組織的にはオーステナイト基地組織中
に２次炭化物と塊状炭窒化物が分散されていることから
、ディスクブレーキロータ用耐錆鋳鋼を、従来のねずみ
鋳鉄に匹敵する鋳造性、耐摩耗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たの
である。

以下、本発明にかかる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、Ｓｔ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
を晶出し易くなることから０．０５％以下とした。

Ｓは材料を脆化させる恐れがあるため、これを可及的に
少ない０．１％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はどで
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
ことから８．０〜１５．０％とした。

Ｎｂは高硬度の塊状炭窒化物を生成し耐摩耗性の向上に
有効であるが、２％未満ではその効果が小さく５％を越
えてもその向上効果は小さい上に、Ｎｂ炭窒化物の析出
量が過大となり相手材を摩耗させ易くするため２．０〜
５．０％とした。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
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
タ用耐鯖鋳鋼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 比較材■はステンレス鋳ｆｉ（ＪＩＳ規格５ＣＳ１）、
比較材■はニレジスト鋳鉄、比較材■はねずみ鋳鉄を示
している。

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−３ｔ　　（７５重量％）により脱酸処理した
後、１６００　’Ｃ以上で出湯して１５００℃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、５０℃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回操り返す方法によ
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（
ａｍ”）の重量減少ｉｔ　（ｍｇ）を算出してその供試
材の請発生量（ｍｇ／ｃｍ”）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図に示した。

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
用材料であるねずみ鋳鉄（比較材■）と比較すると１／
２０以下の錆発生量であり著しく優れた耐錆性を有して
いることが理解される。

次に、各供試材の引張強度の評価試験結果を第２図に示
している。

第２図から明らかなように、本発明材■〜■はいずれも
従来材であるねずみ鋳鉄（比較材■）と比較すると約２
倍という高引張強度であり、耐錆性の良好であったニレ
ジスト鋳鉄（比較材■）は引張強度はねずみ鋳鉄よりも
劣っており、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、各供試材の摩耗試験の評価結果を第３図に示した
。

摩耗試験は直径１００鶴の試験片を１１００Ｏｒｐで回
転させ、これに１１０Ｘ１０角のアスベスト系パッドを
油圧により面圧５０に−ｇ／ｃｍ２となるように押しつ
ける方法により行った。

摩耗量は供試材については摩耗深さで測定し、相手材料
であるパッド材は摩耗減少量を測定した。

第３図に示すように、本発明材■〜■は比較材■および
比較材■〜■と比較してすぐれた耐摩耗性を有している
。

Ｎｂを６．０％含む比較材■は本発明材と同等の耐摩耗
性を有するが、相手材であるパッドの摩耗量が過大であ
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。

また、本発明材■で実際にディスクブレーキロータを溶
製したが、従来材であるねずみ鋳鉄と遜色のない鋳造性
を有していた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、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Ｃ，Ｓｔ、Ｃｒ、ＮｉおよびＮｂ組成及び組
織を調整したことによって、従来のディスクブレーキロ
ータ用材料であるねずみ鋳鉄に匹敵する鋳造性及び耐摩
耗性を確保した上で、ステンレス鋳鋼、ニレジスト鋳鉄
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た。

【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
を示すグラフ、第２図は本発明材と比較材の引張試験結
果を示すグラフ、第３図は本発明材と比較材の摩耗試験
の評価結果を示すグラフ、第４図は本発明材の金属組織
を示す顕微鏡写真である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 摩擦材料が貼り付けられたディスクブレーキパッドの押
   圧により、車輪と一体で回転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％、Ｎ
   ｂ；２．０〜５．０％、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に２次炭化物と塊状
   炭窒化物が分散されていることを特徴とするディスクブ
   レーキロータ用耐錆鋳鋼。