摩擦材料制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种不包含铜组分或者金属纤维的摩擦材料，其中摩擦材料具有在高温和高速下优秀的摩擦系数和耐磨性。本发明专利技术涉及一种摩擦材料，其包含7体积％以上的生物可溶性无机纤维和金属硫化物，并且不包含铜组分或者金属纤维。

friction material

The aim of the present invention is to provide a friction material without a copper component or a metal fiber, in which the friction material has excellent friction coefficient and wear resistance at high temperature and high speed. The invention relates to a friction material containing more than 7 volumes of biological soluble inorganic fibers and metallic sulphides, and does not contain copper or metal fibers.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摩擦材料
本专利技术涉及一种摩擦材料，并且特别涉及一种在汽车、轨道车辆、工业机械等的制动衬垫或者制动衬片、离合器等中使用的车辆制动器的摩擦材料。
技术介绍
待用于诸如盘式制动器和鼓式制动器的制动器、离合器等的摩擦材料由诸如下列原材料构成：用于发挥增强作用的纤维基材、用于赋予摩擦功能和调整其摩擦性能的摩擦改良剂和用于整合这些组分的粘合剂。随着近来车辆的高性能和增速，制动器的作用已经变得越来越严格，并且需要其具有足够的高摩擦系数(效力)。此外，不同于低温低速下制动期间的摩擦状态，高速下制动期间温度增加，使得期望具有小的由于温度变化的摩擦系数改变的稳定的摩擦性质。现在，常规的是将适当量的金属纤维并入常用摩擦材料对于增强摩擦材料强度、稳定其摩擦系数、进而保持摩擦系数和提高高温下热辐射效应、提高耐磨损性等是有效的。专利文献1公开了一种摩擦材料，其包含5至10质量％的钢纤维、5至10质量％的平均纤维长度2至3mm的铜纤维、以及2至5质量％的粒径5至75μm的锌粉末。根据专利文献1，当摩擦材料包含给定范围的量的铜纤维时，能够提高低温下摩擦系数，并且能够避免高温和高速下摩擦系数的降低。作为这一现象的机制，假定在摩擦材料和匹配材料(盘式转子)之间的摩擦期间，由于摩擦材料中包含的金属纤维的可延展性粘附被膜形成于匹配材料的表面，并且用作保护膜，极大地有助于稳定低温下摩擦系数并且维持高温下的高摩擦系数。因此，现在，在许多情况下，摩擦材料中包含的金属组分主要是诸如钢纤维或者铜纤维的金属纤维。当以大的量包含这些纤维时，存在导致上述盘式转子异常磨损的可能性。即，在一些情况下，盘式转子的磨屑或者制动衬垫的摩擦材料中包含的金属组分并入摩擦材料并且在其中聚集以形成大的金属块，其残留在制动衬垫和盘式转子之间。由此通过聚集形成的金属块有时异常地磨损盘式转子(专利文献2)。此外，摩擦材料中包含的铜组分作为制动的磨屑排出，使得已经被指出其对自然环境的影响。接着，作为不含铜的摩擦材料，专利文献3公开了即使当铜含量为0.5质量％以下，也通过在摩擦材料中包含给定量的部份石墨化焦炭和云母而实现高温下制动期间的高耐磨损性、确保稳定的摩擦系数、以及抗噪性全部。此外，专利文献4公开了即使当铜含量为0.5质量％以下，也能够通过使氟系聚合物颗粒包含在摩擦材料组合物中而在离开寒冷环境后展现稳定的摩擦系数和耐磨损性并且减少啸叫。专利文献5公开了即使当铜和铜之外的金属纤维的含量等于或者小于预定值时，也能够通过摩擦材料组合物中包含特定量的钛酸盐并且进一步包含锌粉末而获得具有高温下优秀的耐磨损性和几乎不形成金属捕获的摩擦材料。现有技术文献专利文献专利文献1：JP-A-2010-77341专利文献2：JP-A-2007-218395专利文献3：JP-A-2015-93934专利文献4：JP-A-2015-93936专利文献5：JP-A-2012-255053
技术实现思路
技术问题如上所述，出于减少匹配材料(盘式转子)的异常磨损和减轻环境负荷的目的，已经进行了不含铜组分的摩擦材料的各种研究。然而，不含铜组分的摩擦材料中高温和高速下制动期间的耐磨损性和摩擦系数仍不充分，并且在以更高的速度进行驾驶操作的情况下，需要维持摩擦系数并且改进高温和高速下的耐磨损性。已经鉴于上述情形做出本专利技术，并且其目的是提供一种不包含铜组分和金属纤维两者的摩擦材料，其具有高温和高速下的优秀的摩擦系数和优秀的耐磨损性。技术方案本专利技术人发现即使当不包含铜和金属纤维两者，也能够通过分别包含等于或者大于预定量的量的生物可溶性无机纤维，以及金属硫化物而以良好的平衡解决问题，由此完成了本专利技术。即，本专利技术解决了上述问题，并且提供下列构成。(1)一种摩擦材料，该摩擦材料包含7体积％以上的量的生物可溶性无机纤维以及金属硫化物，并且不含铜组分和金属纤维。(2)根据上述(1)的摩擦材料，进一步包括锌。(3)根据上述(1)或者(2)的摩擦材料，其中所述生物可溶性无机纤维是选自Al2O3-SiO2-ZrO2-K2O系纤维、SiO2-CaO-MgO系纤维、SiO2-MgO-CaO-SrO系纤维以及SiO2-Al2O3-CaO-MgO-K2O-Na2O-FeO系纤维所组成的组的至少一种。(4)根据上述(1)至(3)中任一项的摩擦材料，其中在所述生物可溶性无机纤维中粒径45μm以上的碎粒的量为30重量％以下。(5)根据上述(1)至(4)中任一项的摩擦材料，其中所述金属硫化物是选自硫化锡、硫化铋、二硫化钼和三硫化锑所组成的组的至少一种。本专利技术的有益效果在本专利技术中，能够在不混合导致环境污染或盘式转子的异常磨损的铜组分和金属纤维的情况下获得高温和高速下制动中优秀的摩擦系数和优秀的耐磨损性两者的均衡的摩擦材料。即，通过包含等于或者大于预定量的量的生物可溶性无机纤维以改善耐热性，从而确保稳定的摩擦系数和耐磨损性来增强摩擦材料基质。此外，通过包含金属硫化物使被覆膜形成于摩擦材料和匹配材料互相摩擦的界面上，并且避免犁削摩擦和断裂磨耗，使其能够实现高温和高速下制动中的摩擦系数和耐磨损性两者。具体实施方式下面详细描述本专利技术，但是本专利技术不限于下列实施例并且能够通过在不背离本专利技术的主旨的情况下在其中任意进行修改而实施。在本说明书中，其间插入“至”表述的数字范围用于包括“至”前后的值作为下限值和上限值。此外，在本说明书中，短语“不含铜组分”是指铜纤维、铜粉末、含铜合金(诸如黄铜或者青铜)和其化合物任一均不作为摩擦材料的原材料并入，并且指其含量为根据北美2025的铜的使用规定限定的值的0.5重量％以下。此外，短语“不含金属纤维”是指诸如钢纤维或者铜纤维的金属纤维的含量为0.5重量％以下。<摩擦材料>本专利技术的摩擦材料包含7体积％以上的量的生物可溶性无机纤维和金属硫化物，并且不含铜组分和金属纤维。此外，本专利技术的摩擦材料优选为进一步包含锌。[生物可溶性无机纤维]在本专利技术中，生物可溶性无机纤维用作摩擦材料基质。即，生物可溶性无机纤维已经主要出于去除雨水或者盐水导致的锈的目的而混合。然而，在本专利技术中，生物可溶性无机纤维用作于摩擦材料的基本结构。因此生物可溶性无机纤维的含量要求为基于摩擦材料7体积％以上，并且优选为基于摩擦材料10体积％以上。另一方面，当生物可溶性无机纤维的含量太大时，对盘式转子的冲击性增加。因此其含量优选为小于30体积％，更优选为25体积％以下，并且进一步更优选20体积％以下。当生物可溶性无机纤维基于摩擦材料的含量表示为重量百分比时，生物可溶性无机纤维的含量要求为6重量％以上，并且优选为9重量％以上。此外，作为其上限，优选为小于29重量％，更优选为23重量％以下，并且进一步更优选18重量％以下。生物可溶性无机纤维(低生物持久性纤维)是具有如下特征的无机纤维：即使当摄入人体，其也能通过生理功能在短时间周期内从身体排出。生物可溶性无机纤维是指满足下列条件的无机纤维：在其化学组成中，碱金属氧化物和碱土金属氧化物的总量(钠、钾、钙、镁和钡的氧化物的总量)为18质量％以上，并且在呼吸系统短期生物耐久性测试中，长度长于20μm的纤维的质量半衰期小于10天，或者在气管注射时的短期生物耐久性测试中，长度长于20μm的纤维的质量半衰期小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摩擦材料，该摩擦材料包含7体积％以上的量的生物可溶性无机纤维，以及金属硫化物，并且不含铜组分和金属纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.27 JP 2015-2315941.一种摩擦材料，该摩擦材料包含7体积％以上的量的生物可溶性无机纤维，以及金属硫化物，并且不含铜组分和金属纤维。2.根据权利要求1所述的摩擦材料，进一步包括锌。3.根据权利要求1或2所述的摩擦材料，其中所述生物可溶性无机纤维是选自Al2O3-SiO2-ZrO2-K2O系纤维、SiO2-Ca...

【专利技术属性】
技术研发人员：高田卓弥，德村宏，川田达，
申请(专利权)人：曙制动器工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP