JPS6350450A

JPS6350450A - デイスクブレ−キロ−タ用耐錆耐摩耗鋳鋼

Info

Publication number: JPS6350450A
Application number: JP19352186A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Fujita; 藤田　秋一
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-08-19
Filing date: 1986-08-19
Publication date: 1988-03-03

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耐摩耗鋳鋼に
関し、詳しくは、耐錆性および耐摩耗性に優れ、しかも
、便れた鋳造性を有していることから、優れた生産性が
得られるディスクブレーキロータ用耐錆耐摩耗鋳鋼に関
する。

〔従来の技術〕

ディスクブレーキは、摩擦材料がライニングされたディ
スクブレーキパッドを、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普通鋳鉄（例え
ば、ＪＩＳ規格ＦＣ２５）が採用されており、時として
ＪＩＳ規格５４５Ｃ等の鋼材も採用されることもある（
ｒＪＩＳハンドブック鉄鋼」日本規格協会ｍ；１９８５
年４月１２日発行を参照）。

しかし、海岸地域や寒冷地では、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行われるため、融雪剤
の塩害による自動車の各部位における錆の発生という不
具合が生ずる。

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
ルの開口部から鯖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る。

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。

以上の問題に対し、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
を再研磨して使用することが多い。

しかし、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。

これに対して、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が試みられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、これらの材料は、耐錆性には優れるものの、
鋳造性および耐摩耗性に劣るという問題があった。

したがって、本発明はの目的は、優れた鋳造性、耐摩耗
性および耐錆性とを兼ね備えたディスクブレーキロータ
用耐錆耐摩耗鋳鋼を得ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明は、耐錆性を有する鋳鋼の組成を改良す
ることにより、普通鋳鉄に匹敵する鋳造性を損なわずに
耐錆性耐摩耗鋳鋼を得るものである。

具体的には、本発明のディスクブレーキロータ用耐錆鋳
鋼は、ディスクブレーキにおいて摩擦材料がライニング
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の耐錆鋳鋼であ
って、重量比率にて、Ｃ；　０．５〜１．５％、Ｓｔ；
２．５〜３．５％、Ｍｎ；０．７％以下、Ｐ；０．０５
％以下、Ｓ　；　０．１％以下、Ｃｒ；５〜１０％、Ｎ
ｉ；８〜１５％、７’ａ；０．５〜５％、残部実質的に
Ｆｅからなる組成を存し、塊状のＴａ炭窒化物を分散さ
せたものである。

〔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耐摩耗鋳鋼を組成的には普通鋳鉄
に匹敵する優れた鋳造性を保有させるとともに、さらに
耐摩耗性に優れ、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いる。しかも、第５図に示す
ように、組織的には塊状のＴａ炭窒化物を分散させてい
る。

これにより、本発明においては、ディスクブレーキロー
タ用耐錆耐摩耗鋳鋼を、従来の普通鋳鉄に匹敵する鋳造
性、生産性、さらに優れた耐摩耗性および従来のステン
レス鋳鋼に匹敵する耐錆性とを兼ね備えさせることが可
能となる。

以下、本発明のディスクブレーキロータ用耐錆耐摩耗鋳
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
性が悪化することがら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Ｓｔ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０．７％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。

また、Ｓは、０．１％を越えて添加すると、靭性を低下
させることから、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％未満ではその耐錆性の改善効果が充
分でなく、１０％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
〜１０％とした。

また、Ｎｉは、基地組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％未満では
そのような特性の改善効果が充分でなく、１５％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
８〜１５％とした。

また、Ｔａは、オーステナイト基地組織中に塊状のＴａ
炭窒化物を生成し、耐摩耗性の向上に有効であるが、０
．５％未満ではその効果が小さく、５％を越えるとＴａ
炭窒化物の析出量が過大となり、相手材を摩耗させ易く
なるので０．５〜５％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
ータ用耐錆耐摩耗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。

なお、供試材の内、比較材ＦはＪＩＳ規格のＳＣ８材、
比較材Ｇはニレジスト鋳鉄、そして、比較材は普通鋳鉄
（ＪＩＳ規格のＦｅ１２材）である。

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−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ＪＴＳ規格Ａ
号の鋳型を用いて、本発明材Ａ−Ｃ及び比較材Ｄ−Ｈ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ｉｔ　（ｍｇ）を算出してその供試
材の錆発生ｉｔ　（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Ａ−Ｃ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Ｈ）と比較すると錆発生
量が少なく、著しく優れた耐錆性を有している。

次に、引張強度試験の結果を第２図に示す。

本発明材Ａ−Ｃ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Ｈ）の約２倍の強度
を有している。また、錆発生量が同等であったニレジス
ト鋳鉄（比較材Ｇ）は、強度が極めて低いことがわかる
。

次に、摩耗試験の結果を第３図に示す。

この摩耗試験は、直径１００ｆｌの供試材を１１０００
ｒｐで回転させた状態で、１０Ｘ１０ｆｌ角のアスベス
ト系パッドを油圧にて供試材に押しつけ、摩耗試験を行
った。この時の面圧は、５０ｋｇ／ｊであった。そして
、摩耗量は、供試材については摩耗深さで測定し、その
相手材であるパッド材については摩耗減量で測定を行っ
た。

第３図の摩耗試験結果から明らかなように、本発明材Ａ
−Ｃは、いずれも比較材り、Ｆ−Ｈと比較して、優れた
耐摩耗性を示していることが分かる。なお、本発明材と
略同等のｉ′ｊｔＦ！Ｘ耗性を示す比較材Ｅは、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用
材料として、優れた性能を備えているとは言えない。

次に、本発明材Ａ及び普通鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣ２５−
−−−−−一比較材Ｈ）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、双方とも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、普通鋳鉄と同様に優れた鋳造性（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Ａ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Ｈ）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、本発明にかがるディスクブ
レーキロータ用耐錆耐摩耗鋳鋼によれば・ディスクブレ
ーキロータ用耐錆耐摩耗鋳鋼の組成及び、Ｕｌｓ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
た上、それらよりさらに優れた耐摩耗性を有するディス
クブレーキロータ用耐錆耐摩耗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引張強度試
験結果を示す図、第３図は、本発明材と比較材の摩耗試
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、そして
、第５図は、本発明材の金属組織を示す顕微鏡写真であ
る。第１図邑第２図試　　　本発明材　　　比鮫才才第３図第４図第５図Ｘ４ＣＸ）

Claims

【特許請求の範囲】ディスクブレーキにおいて摩擦材料がライニングされた
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の耐錆耐摩耗鋳鋼であ
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；５〜１０％、Ｎｉ；８〜１５
％、Ｔａ：０．５〜５％、残部実質的にＦｅからなる組
成を有し、塊状のＴａ炭窒化物を分散させたことを特徴
とするディスクブレーキロータ用耐錆耐摩耗鋳鋼。