TWI680188B

TWI680188B - 燒結摩擦材料

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Publication number: TWI680188B
Application number: TW106111931A
Authority: TW
Inventors: 久保田学; Manabu Kubota; 水井直光; Naomitsu Mizui; 石本史雄; Fumio Ishimoto; 阿佐部和孝; Kazutaka Asabe; 神田修; Osamu Kanda; 中野暁; Satoru Nakano; 中野武; Takeshi Nakano; 川崎一道; Kazumichi KAWASAKI; 島添功; Isao SHIMAZOE
Original assignee: 日商日本製鐵股份有限公司; Nippon Steel Corporation; 日商精密燒結合金股份有限公司; Fine Sinter Co., Ltd.
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2017-04-10
Publication date: 2019-12-21
Also published as: TW201837190A

Abstract

本燒結摩擦材料係以質量%，含有Cu以及/或是Cu合金：40.0~80.0%、Ni：0%以上、未達5.0%、Sn：0~10.0%、Zn：0~10.0%、VC：0.5~5.0%、Fe以及/或是Fe合金：2.0~40.0%、潤滑材料：5.0~30.0%，以及金屬氧化物以及/或是金屬氮化物：1.5~30.0%，剩餘部分係將由不純物所構成的混合粉末，以800℃以上進行加壓燒結而形成。

Description

燒結摩擦材料

本發明係關於燒結摩擦材料，特別是關於鐵道用燒結摩擦材料。

於鐵道車輛用之剎車來令片及盤式煞車墊片係使用燒結金屬粉粒體等而形成的燒結摩擦材料。在此等之燒結摩擦材料係要求優異的摩擦特性和優異的耐磨耗性。

例如，於專利文獻1及2係開示含有Cu、與Sn或Zn、與石墨、與潤滑材料、與研磨材料的燒結摩擦材料。又，於專利文獻3及4係開示含有對熱極安定的4a、5a、6a族之碳化物作為硬質粒子，擦劃盤面得到高摩擦係數的技術。進而，於專利文獻5係開示使WC微細分散而提高Cu基材之高溫強度，製造耐衰退性優異的燒結摩擦材料的技術。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開昭60-106932號公報

[專利文獻2]日本特開昭63-109131號公報

[專利文獻3]日本特開平05-179232號公報

[專利文獻4]日本特開平09-222143號公報

[專利文獻5]日本特開2007-107067號公報

日本之新幹線、德國之ICE(Intercity-Express)、法國之TGV(Train a Grande Vitesse)等之高速鐵道車輛之移動速度係達到0~70km/小時之低速範圍、超過70~170km/小時之中速範圍、超過170~280km/小時之高速範圍、超過280km/小時之超高速範圍。因而，在鐵道用之燒結摩擦材料係不僅在低速範圍~中速範圍，在高速範圍、超高速範圍亦要求發揮優異的摩擦特性及耐磨耗性。

在鐵道用之剎車摩擦材料，所謂摩擦特性與耐磨耗性係處於所謂的取捨之關係。亦即，如為了提高摩擦特性所以打算提高摩擦係數，則剎車時之摩擦材料之磨耗量增大，耐磨耗性劣化而摩擦材料之壽命變短。結果上，摩擦材料之交換頻率增加，所以損及經濟性。

另一方面，如打算提高耐磨耗性，則因為摩擦係數低下，所以由安全性之觀點視之為不理想。因而，兼具優異的摩擦特性與耐磨耗性的鐵道用燒結摩擦材料係現在尚未被開發。

本發明係其目的為解決上述之問題，提供在低速範圍、中速範圍，高速範圍及超過280km/小時之超高速範圍，兼具摩擦特性與耐磨耗性的綜合上特性優異的鐵道用之燒結摩擦材料。

本發明係為了解決上述之課題所為者，將下述之燒結摩擦材料設為要旨。

(1)一種燒結摩擦材料，其係以質量%，含有Cu以及/或是Cu合金：40.0~80.0%、Ni：0%以上、未達5.0%、Sn：0~10.0%、Zn：0~10.0%、VC：0.5~5.0%、Fe以及/或是Fe合金：2.0~40.0%、潤滑材料：5.0~30.0%，以及、金屬氧化物以及/或是金屬氮化物：1.5~30.0%，剩餘部分係將由不純物所構成的混合粉末，以800℃以上進行加壓燒結而形成。

(2)如上述(1)之燒結摩擦材料，其中，前述潤滑材料係包含由石墨：5.0~15.0%、六方晶氮化硼：3.0%以下、二硫化鉬：3.0%以下、雲母：3.0%以下，以及由二硫化鎢、硫化鐵、硫化鉻、硫化銅及冰銅(copper matte)中所選擇的1種以上：10.0%以下、所選擇的1種以上。

(3)如上述(1)或(2)之燒結摩擦材料，其中，前述金屬氧化物以及/或是金屬氮化物係包含由氧化鎂，鋯砂、二氧化矽、氧化鋯、莫來石及氮化矽中所選擇的1種以上。

(4)如上述(1)至(3)之中任一項之燒結摩擦材料，其中，前述Fe合金係包含由鉻鐵，鎢鐵，鉬鐵及不銹鋼中所選擇的1種以上。

藉由本發明，可得到在低速範圍、中速範圍、高速範圍及超過280km/小時之超高速範圍，兼具優異的摩擦特性與耐磨耗性的鐵道用之燒結摩擦材料。

[第1圖]第1圖係用以說明使用於剎車試驗的台架試驗機之概要之圖。

本發明者等係不僅在低速範圍、中速範圍、高速範圍，關於在超過280km/小時之超高速範圍之摩擦特性及耐磨耗性亦進行調查及研討。然後，因為在實用上，特別重要的速度範圍係中高速範圍~超高速度範圍，所以關於在160~365km/小時的摩擦特性及耐磨耗性，進行綜合性的評估。

該結果，發現了將基質成分作為Cu主體，含有適切的量之釩碳化物(以下記為VC)的混合粉末透過一般周知之加壓燒結法而燒結而形成的燒結摩擦材料係在上述之速度範圍，兼具優異的摩擦特性及耐磨耗性。

尚，關於本發明的燒結摩擦材料係燒結材料。本燒結材料係透過加壓燒結時之燒結溫度，決定燒結材料之構造(頸部粗細、粉末粒子相互間之結合狀態、燒結材料內部之空孔之分散狀況等)。關於此等之構造，在現時點之測定技術及解析技術係透過數值限定等而特定係非常困難。因此，本發明之燒結摩擦材料係依照上述，將加壓燒結時之燒結溫度包含於發明特定事項。

以下，關於本發明的燒結摩擦材料加以詳細地說明。

1.化學組成

本發明之燒結摩擦材料係依上述，可利用在鐵道車輛用之剎車來令片或盤式煞車墊片。成為燒結摩擦材料之原料的混合粉末係含有以下之組成(基質及分散劑)混合粉末之各粒子之粒徑係無特別限定，但作為一例為1~1000μm。以下，關於混合粉末之組成的「%」係意味著質量%。

1-1.基質(基材)

Cu以及/或是Cu合金：40.0~80.0%

銅(Cu)係作為燒結摩擦材料之基質(基材)而發揮機能。Cu係具有高的熱傳導性。因此，可抑制在剎車時(摩擦時)的制動對象(剎車碟片)與燒結摩擦材料之界面溫度之上昇，抑制過度之焦化產生。因此，燒結摩擦材料之耐磨耗性提高。

在混合粉末中之Cu以及/或是Cu合金之合計含量為未達40.0%係無法得到上述效果。另一方面，若上述之合計含量超過80.0%，則摩擦係數過度地變大。在此情況，因對於制動對象(例如剎車碟片等)之滑動面的黏附所致的摩擦為過度地產生，燒結摩擦材料之耐磨耗性降低。

因而，Cu以及/或是Cu合金之合計含量係設為40.0~80.0%。上述合計含量係50.0%以上為理想，55.0%以上為較理想，60.0%以上為更理想。又，75.0%以下為理想，70.0%以下為較理想，67.0%以下為更理想。

Ni：0%以上、未達5.0%

鎳(Ni)係因為具有固溶於基材之Cu，提高基材之融點，提高在高溫側之強度的效果，所以亦可按照必要而含有。然而，若Ni含量為5.0%以上，則有燒結性降低的情況。因此，將Ni含量設為未達5.0%。Ni含量係3.0%以下為理想。在想得到上述效果的情況，Ni含量係0.5%以上為理想。

Sn：0~10.0%

Sn係因為是融點低於Cu的金屬，所以在燒結之加熱步驟透過使熔融相出現而粉體相互間為以表面張力互相吸引。該結果，燒結體之密度變高，抗彎強度亦提高。因此，亦可按照必要而含有。然而，在Sn含量過剩的情況係使耐熱性劣化，變得容易產生衰退。因此，Sn含量係設為10.0%以下。Sn含量係5.0%以下為理想，3.0%以下為較理想。在想得到上述效果的情況，Sn含量係0.3%以上為理想，0.5%以上為較理想。

Zn：0~10.0%

Zn係因為是融點低於Cu的金屬，所以在燒結之加熱步驟透過使熔融相出現而粉體相互間為以表面張力互相吸引。該結果，燒結體之密度變高，抗彎強度亦提高。因此，亦可按照必要而含有。然而，在Zn含量過剩的情況係使耐熱性劣化，變得容易產生衰退。因此，Zn含量係設為 10.0%以下。Sn含量係5.0%以下為理想，3.0%以下為較理想。在想得到上述效果的情況，Zn含量係0.3%以上為理想，0.5%以上為較理想。

尚，在使上述之Sn及Zn複合性地含有的情況係該合計含量為未達5.0%為理想，4.0%以下為理想。

1-2.分散劑

VC：0.5~5.0%

釩碳化物(VC)為硬質粒子，於基質中作為粒子而含有。於透過含有VC所致的特性提高係有提高耐磨耗性的效果、與提高摩擦係數的效果兩者。此係因為VC為作為硬質粒子而透過刮削制動對象(剎車碟片等)之滑動面，除去產生在滑動面的氧化膜，使黏附安定地產生的效果，同時透過作為潤滑材料亦發揮機能，亦有降低摩擦材料之磨耗量的效果。

透過如此的VC之特異的機能，成為可得到下述之2個效果。亦即，可得到(a)具有高的摩擦係數，但若於相對上耐磨耗特性差的摩擦材料添加VC，則耐磨耗特性顯著提高的效果。又，可得到(b)耐磨耗特性優異，但若於相對上摩擦係數低的摩擦材料添加VC，則摩擦係數提高的效果。因而，透過VC之添加，成為可改善摩擦材料之特性平衡。該結果，可得到兼具先前為取捨之關係的摩擦特性與耐磨耗性的摩擦材料。

然而，如VC之含量過高，則燒結摩擦材料之燒結性降低，耐磨耗性降低。因而，VC含量係設為0.5~5.0%。VC含量係0.6%以上者為理想，1.0%以上者為較理想。又，VC含量係3.0%以下者為理想，2.5%以下者為較理想。

Fe以及/或是Fe合金：2.0~40.0%

鐵(Fe)以及Fe合金係於基質中作為粒子或凝聚體而含有，透過提高基質之強度而使燒結摩擦材料之耐磨耗性提高。又，與碟片中之Fe反應，產生被稱為同質合金效應的黏附摩擦，提高摩擦係數。在混合粉末中之Fe以及/或是Fe合金之合計含量為未達2.0%係無法得到上述效果。另一方面，若上述之合計含量超過40.0%，則不僅變得容易產生過度之黏附，而且燒結摩擦材料之燒結性降低，耐磨耗性反而降低。

因而，Fe以及/或是Fe合金之合計含量係設為2.0~40.0%。上述合計含量係5.0%以上為理想，10.0%以上為較理想，12.0%以上為更理想。又，35.0%以下為理想，30.0%以下為較理想，25.0%以下為更理想。

尚，如Fe含量過高，則變得容易產生過度之黏附，燒結摩擦材料之耐磨耗性反而降低。因而，Fe單體之含量係20.0%以下為理想，15.0%以下為較理想，12.0%以下為更理想。

又，作為Fe合金係例如可舉出鉻鐵(FeCr)，鎢鐵(FeW)，鉬鐵(FeMo)及不銹鋼，可含有由此等中所選擇的1種以上。Fe合金之合計含量係20.0%以下為理想，18.0%以下為較理想，16.0%以下為更理想。

在本說明書中，鉻鐵係包含規定於JIS G 2303(1998)的高碳鉻鐵(FCrH0~FCrH5)、中碳鉻鐵(FCrM3、FCrM4)及低碳鉻鐵(FCrL1~FCrL4)之1種以上。

又，鎢鐵係意味著具有規定於JIS G 2306(1998)的化學組成的鎢鐵(FW)。更進一步，鉬鐵係包含規定於JIS G 2307(1998)的高碳鉬鐵(FMoH)及低碳鉬鐵(FMoL)之1種以上。

然後，在本說明書中，不銹鋼係意味著含有50質量%以上之Fe與10.5%以上之鉻的合金鋼，較理想為意味著規定於JIS G 4304(2012)的不銹鋼。例如，可為上述JIS規格所規定的SUS403、SUS420所代表的麻田散鐵系不銹鋼、亦可為SUS430所代表的肥粒鐵系不鏽鋼。亦可為SUS304、SUS316、SUS316L所代表的沃斯田鐵系不銹鋼。亦可為SUS329J1所代表的沃斯田鐵‧肥粒鐵系不銹鋼。亦可為SUS630所代表的析出硬化系不銹鋼。

潤滑材料：5.0~30.0%

本發明之燒結摩擦材料係含有潤滑材料。在潤滑材料之含量為未達5.0%係有摩擦係數之安定化不足的情況，另一方面，若超過30.0%，則燒結性劣化，不僅有無法得到充分的燒結體強度的情況，亦有耐磨耗性劣化的情況。因而，潤滑材料之含量係設為5.0~30.0%。

作為潤滑材料係包含由石墨、六方晶氮化硼、二硫化鉬、雲母、二硫化鎢、硫化鐵、硫化鉻、硫化銅及冰銅(copper matte)中所選擇的1種以上為理想。特別是作為潤滑材料，將石墨以以下所示的範圍包含為理想。關於該理由進行說明。

石墨：5.0~15.0%

在本說明書所稱的石墨係包含天然石墨與人工石墨。在加壓燒結後之燒結摩擦材料，石墨係作為粒子而含有於基質中。石墨係作為潤滑材料發揮機能，將摩擦係數安定化，降低燒結摩擦材料之磨耗量。若石墨含量未達5.0%，則有無法得到上述效果的情況。另一方面，若石墨含量超過15.0%，則於加壓燒結時混合粉末無法充分地燒結，該結果，有燒結摩擦材料之耐磨耗性降低的疑慮。因而，石墨含量係5.0~15.0%為理想。石墨含量係8.0%以上為理想，9.0%以上為較理想。又，石墨含量係13.0%以下為理想，12.0%以下為較理想。

更進一步，作為潤滑材料，亦可含有由下述(a)~(d)所構成的群中選擇的1種以上。

(a)六方晶氮化硼：3.0%以下

(b)二硫化鉬：3.0%以下

(c)雲母：3.0%以下

(d)由二硫化鎢、硫化鐵、硫化鉻、硫化銅及冰銅 (copper matte)中所選擇的1種以上：10.0%以下

六方晶氮化硼(h-BN)、二硫化鉬(MoS₂)、雲母(mica)、以及二硫化鎢(WS₂)、硫化鐵(FeS)、硫化鉻(CrS)、硫化銅(Cu₂S)及冰銅(copper matte)中所選擇的1種以上，均可作為潤滑材料發揮機能。此等之潤滑材料係與石墨相同，可將燒結摩擦材料之摩擦係數安定化，得到優異的摩擦特性。

然而，若此等之各潤滑材料之含量為過剩，則燒結摩擦材料之燒結性降低，耐磨耗性降低。因而，六方晶氮化硼之含量係3.0%以下、二硫化鉬之含量係3.0%以下、雲母之含量係3.0%以下、由二硫化鎢、硫化鐵、硫化鉻、硫化銅及冰銅(copper matte)中所選擇的1種以上之合計含量為10.0%以下。

冰銅係記載於JIS H 0500(1998)之加工銅品用語號碼5400者，主要是由硫化鐵與硫化銅所構成。硫化鐵、硫化銅係各自單獨作為潤滑材料而發揮作用。又，亦可將硫化鐵及硫化銅作為混合物而使用。上述之冰銅係可作為硫化鐵與硫化銅之混合物而使用，而且因為廉價所以在經濟上的觀點為有利。

金屬氧化物以及/或是金屬氮化物：1.5~30.0%

金屬氧化物以及/或是金屬氮化物均作為硬質粒子而發揮機能。在加壓燒結後之燒結摩擦材料，此等係作為粒子而含有於基質中。金屬氧化物以及/或是金屬氮化物均透過刮削制動對象(剎車碟片等)之滑動面，除去產生於滑動面的氧化膜，使黏附安定地產生。透過此，可抑制相對於燒結摩擦材料之制動對象(剎車碟片等)的摩擦係數之降低，可得到優異的摩擦特性。

在金屬氧化物以及/或是金屬氮化物之合計含量為未達1.5%係無法得到優異的摩擦特性。另一方面，若此等之合計含量超過30.0%，則燒結摩擦材料之燒結性降低。在此情況，燒結摩擦材料之耐磨耗性降低。因而，金屬氧化物以及/或是金屬氮化物之合計含量係設為1.5~30.0%。上述之合計含量係2.0%以上為理想，4.0%以上為較理想。又，合計含量係25.0%以下為理想，20.0%以下為較理想，15.0%以下為更理想。

又，作為金屬氧化物以及/或是金屬氮化物係例如可舉出氧化鎂(MgO)、鋯砂(ZrSiO₄)、二氧化矽(SiO₂)、氧化鋯(ZrO₂)、莫來石(3Al₂O₃‧2SiO₂~2Al₂O₃‧SiO₂)及氮化矽(Si₃N₄)，可含有由此等中所選擇的1種以上。

燒結摩擦材料用之混合粉末之剩餘部分為不純物。在此，所謂不純物係意味著在工業上製造混合粉末時，由原料或製造環境等混入者，在不對本發明之燒結摩擦材料帶來不良影響的範圍所容許者。

2.關於燒結摩擦材料

依本發明所致的燒結摩擦材料係將上述之混合粉末以 800℃以上進行加壓燒結而形成。依本發明所致的燒結摩擦材料係於將Cu設為主體的基質，特別是透過含有VC，兼具優異的摩擦特性與耐磨耗性。

3.製造方法

說明本發明之燒結摩擦材料之製造方法之一例。本發明之燒結摩擦材料之製造方法之一例係包含混合粉末製造步驟、與成形步驟、與加壓燒結步驟。上述製造方法係更進一步，亦可包含壓印加工步驟以及/或是切削加工步驟。以下，關於各步驟進行說明。

3-1.混合粉末製造步驟

準備上述之基質用及分散劑用之粉粒體。將已準備的粉粒體，使用一般周知的混合機而混合(mixing)，製造混合粉末。一般周知的混合機係例如球磨機或V型混合機。

3-2.成形步驟

將已製造的混合粉末成形為特定之形狀而製造粉末壓胚。於混合粉末之成形係適用一般周知之成形法即可。例如，透過沖壓成形法，製造上述粉末壓胚。具體而言，準備用以成形特定之形狀之模具(壓模)。於模具內填充混合粉末。已填充於模具的粉粒體係透過沖壓機而以一般周知之壓力加壓，成形為粉末壓胚。在沖壓機之壓力係例如為196N/mm²以上。成形係在大氣中進行即可。

3-3.加壓燒結步驟

對於已製造的粉末壓胚實施一般周知之加壓燒結法，製造燒結摩擦材料。例如，於加壓燒結裝置內之石墨板上配置粉末壓胚。之後，於內周面配置有高頻加熱線圈的框體狀之框架內，將已配置粉末壓胚的石墨板疊層而收納。之後，於最上段之石墨板賦予壓力而加壓粉末壓胚，同時在燒結環境中以特定之燒結溫度燒結。

加壓燒結係以一般周知之條件實施即可。加壓燒結時之燒結溫度係設為800℃以上。但是，銅之融點係1083℃。因而，加壓燒結時之燒結溫度係有設為未達1083℃的必要。理想的燒結溫度為800~1000℃。於加壓燒結時賦予粉末壓胚的壓力係例如為0.2~2.0N/mm²。加壓燒結時之在上述燒結溫度之保持時間係例如60~120分鐘。加壓燒結之環境係例如為AX氣體(氨分解氣體，N₂：H₂=1：3)、AX氣體與N₂氣體之混合氣體(5~20%之H₂氣體、與N₂氣體之混合氣體)、或Ar氣體等。

透過上述加壓燒結，於粉末壓胚內之粉粒體之接觸部形成頸部，製造上述之燒結摩擦材料。

3-4.壓印加工步驟

亦可將壓印加工步驟於加壓燒結步驟後實施。在壓印加工步驟係將加壓燒結步驟後之燒結摩擦材料，在冷間加壓，調整燒結摩擦材料之形狀。

3-5.切削步驟

亦可將切削步驟於加壓燒結步驟後或壓印加工步驟後實施。在切削步驟係將燒結摩擦材料進行切削加工，設為所期望之形狀。

透過以上之製造步驟而製造依本發明所致的燒結摩擦材料。在燒結摩擦材料為剎車來令片的情況，於安裝板構件固定1個或複數之燒結摩擦材料，安裝於鐵道車輛。

以下，藉由實施例而更具體地說明本發明，但本發明係不被限定於此等之實施例。

[實施例1]

製造具有表1所示的組成的混合粉末。尚，在本實施例係作為重視摩擦特性的成分設計。

具體而言，將原料投入V型混合機後，以旋轉速度20~40rpm混合20~100分鐘，製造混合粉末。然後，使用各自之混合粉末，透過成形加工而製造粉末壓胚。在成形加工係於由超硬合金所構成的模具填充混合粉末後，以約343N/mm²加壓，成形粉末壓胚。

將粉末壓胚透過加壓燒結法而加壓燒結，形成燒結摩擦材料。具體而言係於石墨板上配置粉末壓胚。之後，於內周面配置有高頻加熱線圈的框體狀之框架內，將已配置粉末壓胚的石墨板疊層而收納。以950℃加熱60分鐘，將粉末壓胚以1.0N/mm²加壓而燒結粉末壓胚，製造燒結摩擦材料。加壓燒結中之框架內之環境係作為AX氣體與N₂氣體之混合氣體(5%之氣體、與剩餘部分：與N₂氣體之混合氣體)。透過以上之製造步驟而製造燒結摩擦材料。

[剎車試驗]

使用已製造的燒結摩擦材料，實施剎車試驗。於剎車試驗係使用第1圖所示的台架試驗機。台架試驗機係具備剎車碟片、飛輪、馬達與卡鉗。剎車碟片係經由轉軸，連結飛輪及馬達。剎車碟片之材質係SCM440鋼，透過淬火回火，設為拉伸強度1000MPa者。尚，剎車碟片係在新幹線所使用的剎車碟片之約1/2之尺寸，直徑為400mm，厚度為20mm。

將4個燒結摩擦材料(襯墊)安裝於安裝板。然後，準備2組已安裝4個之燒結摩擦材料的安裝板，將此安裝板安裝於各個卡鉗之左右之內面。各燒結摩擦材料係長方體，寬38mm、長度55mm、高度15mm。4個之燒結摩擦材料係由剎車碟片之中心起於半徑170mm之假想圓上，於剎車碟片之中心軸周圍每25°錯開而配列為一列。

[在剎車試驗之摩擦係數測定]

之後，實施剎車試驗。具體而言，相對於旋轉的剎車碟片，將安裝於卡鉗之左右內面的燒結摩擦材料，以特定之壓力2.24kN按壓於剎車碟片之兩面(啟動剎車)，測定力矩，求出摩擦係數。開始啟動剎車時之剎車碟片之速度(制動初速)，作為160、240、300、325、365km/小時，以各自之制動初速求出摩擦係數。在各制動初速啟動3次剎車而求出摩擦係數，將3次摩擦係數之平均值，定義為在該制動初速之平均摩擦係數。成為平均摩擦係數之值越高，摩擦特性越優異。

[在剎車試驗之磨耗量]

求出在上述之各制動初速之剎車試驗之前後之燒結摩擦材料之質量差，由所得到的質量差，求出一次之剎車試驗之剎車碟片之每個單面之燒結摩擦材料之平均磨耗量(g/單面)。具體而言，以燒結摩擦材料為安裝於安裝板的狀態，於試驗前測定全體之質量，於3次之剎車後以相同的狀態測定全體之質量，求出每一組之質量差。然後，將於合計左右2組之質量差後，除以剎車次數之3，進而除以組數之2的值，定義為在該制動速度之平均磨耗量(g/單面‧次)。成為平均磨耗量之值越低，耐磨耗性越優異。

[試驗結果]

將符號D1~D3之試驗結果表示於表2。又，為了關於在160~365km/小時的摩擦特性及耐磨耗性進行綜合性的評估，所以於表2係一併表示已算出的160、240、300、325、365km/小時之各測定值之平均值的值。

尚，燒結摩擦材料之摩擦係數及磨耗量係因為大幅相依於成分及製造條件，所以在與成為基準的材料之相對上的差，有評估本發明之效果的必要。在摩擦特性之評估係相較於成為基準的比較例而言，於平均摩擦係數增加0.01以上的情況，判斷為確認提高效果。又，即使為平均摩擦係數之增加為少或是減少的情況，如該值為在全部之制動速度為0.30以上，亦判斷為無實用上的問題。

更進一步，在耐磨耗性之評估係相較於成為基準的比較例而言，於平均磨耗量為減少1.0g/單面‧次以上的情況，判斷為確認提高效果。又，於平均磨耗量之測定結果係因為容易產生比較上的偏差，所以在平均磨耗量增加的情況及減少的情況，於該變化量為未達1.0g/單面‧次的情況係因為是誤差之範圍內，所以判斷為無變化。

參照表2，相對於平均磨耗量為8.568(g/單面‧次)的比較例之D1而言，添加了VC的D2及D3係任一摩擦材料之平均磨耗量均大幅減少，大幅地改善耐磨耗性。平均摩擦係數係透過VC之添加而略降低，但在全部之制動速度大幅地超越0.30，判定為實用上無問題。依以上所述，透過VC添加而可賦與綜合性的優異特性。

[實施例2]

為了系統性地評估VC之含量之影響，所以更進一步進行了調查。製造具有表3所示的組成的混合粉末。尚，在本實施例亦與實施例1同樣地作為重視摩擦特性的成分設計。

燒結摩擦材料之製造條件、摩擦特性及耐磨耗性之評估方法以及評估基準係與實施例1相同。將符號E1~E4之試驗結果表示於表4。

參照表4，相對於平均磨耗量為3.750(g/單面‧次)的比較例之E1而言，添加了VC的E2~E4係任一摩擦材料之平均磨耗量均顯著地減少，改善耐磨耗性。平均摩擦係數亦有透過VC之添加而略降低者，但在全部之制動速度大幅地超越0.30，判定為實用上無問題。依以上所述，透過VC添加而可賦與綜合性的優異特性。

[實施例3]

製造具有表5所示的組成的混合粉末。尚，在本實施例係作為重視耐磨耗性的成分設計。

燒結摩擦材料之製造條件、摩擦特性及耐磨耗性之評估方法以及評估基準係與實施例1相同。將符號F1~F4之試驗結果表示於表6。

參照表6，相對於比較例之F1而添加了VC的F2、及相對於比較例之F3而添加了VC的F4係任一者平均摩擦係數均增加，改善了摩擦特性。另一方面，平均磨耗量之變化小，原本良好的耐磨耗特性係不變化。依以上所述，透過VC添加而可賦與綜合性的優異特性。

[實施例4]

為了系統性地評估VC之含量之影響，所以更進一步進行了調查。製造具有表7所示的組成的混合粉末。尚，在本實施例亦與實施例3同樣地作為重視耐磨耗性的成分設計。

燒結摩擦材料之製造條件、摩擦特性及耐磨耗性之評估方法以及評估基準係與實施例1相同。將符號G1~G6之試驗結果表示於表8。

參照表8，相對於比較例之G1而添加了VC的G2~G6係任一者平均摩擦係數均增加，改善了摩擦特性。另一方面，平均磨耗量之變化小，原本平均磨耗量為2.880(g/單面‧次)之良好的耐磨耗特性係不變化。依以上所述，透過VC添加而可賦與綜合性的優異特性。

[產業上之可利用性]

Claims

一種燒結摩擦材料，其特徵為以質量%，含有Cu以及/或是Cu合金：40.0~80.0%、Ni：0%以上、未達5.0%、Sn：0~10.0%、Zn：0~10.0%、VC：0.5~5.0%、Fe以及/或是Fe合金：2.0~40.0%、潤滑材料：5.0~30.0%，以及、金屬氧化物以及/或是金屬氮化物：1.5~30.0%，剩餘部分係將由不純物所構成的混合粉末，以800℃以上進行加壓燒結而形成。
如請求項1之燒結摩擦材料，其中，前述潤滑材料係包含由石墨：5.0~15.0%、六方晶氮化硼：3.0%以下、二硫化鉬：3.0%以下、雲母：3.0%以下、二硫化鎢：10.0%以下、硫化鐵：10.0%以下、硫化鉻：10.0%以下、硫化銅：10.0%以下及冰銅：10.0%以下所組成的群組中選擇1種以上，且二硫化鎢、硫化鐵、硫化鉻、硫化銅及冰銅之合計含量為10.0%以下。
如請求項1或請求項2之燒結摩擦材料，其中，前述金屬氧化物以及/或是金屬氮化物係包含由氧化鎂、鋯砂、二氧化矽、氧化鋯、莫來石及氮化矽中所選擇的1種以上。
如請求項1或請求項2之燒結摩擦材料，其中，前述Fe合金係包含由鉻鐵、鎢鐵、鉬鐵及不銹鋼中所選擇的1種以上。
如請求項3之燒結摩擦材料，其中，前述Fe合金係包含由鉻鐵、鎢鐵、鉬鐵及不銹鋼中所選擇的1種以上。