摩擦材料组合物、使用了摩擦材料组合物的摩擦材料和摩擦构件制造技术

一种摩擦材料组合物，其含有粘结材料、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材，其中，不含有铜元素，或者铜的含有率不超过0.5质量％，以1：20～1：5的质量比含有α氧化铝和γ氧化铝，含有含硅氧烷的酚醛树脂，含有20～35质量％的钛酸盐，含有3～7质量％的中值粒径为1～30μm的石墨，并且含有三硫化锑。

Friction material composition, friction material and friction member using the friction material composition

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摩擦材料组合物、使用了摩擦材料组合物的摩擦材料和摩擦构件
本专利技术涉及适用于汽车等制动时使用的盘式制动器制动衬块、制动衬片等摩擦材料的摩擦材料组合物、使用了该摩擦材料组合物的摩擦材料和摩擦构件，特别是涉及不含石棉的摩擦材料组合物、所谓无石棉摩擦材料。
技术介绍
汽车等为了制动而使用盘式制动器制动衬块或制动衬片等摩擦材料。盘式制动器制动衬块或制动衬片等摩擦材料通过与作为对置材料的盘状转子或制动鼓等摩擦而起到制动的作用。因此，摩擦材料不仅要求具有适应于使用条件的适当的摩擦系数(效力特性)，还要求不易发生制动声响(声响特性)、以及摩擦材料的寿命较长(耐磨损性)等。摩擦材料以纤维基材来看大致分为含有30～60质量％的钢纤维的半金属材、含有低于30质量％的钢纤维的低钢材和不含钢纤维的NAО(无石棉有机物；nonasbestosorganic)材料。不过，含有微量的钢纤维的摩擦材料也有时被分类为NAО材料。NAО材料由于不含钢纤维、或钢纤维的含有率极低，所以与半金属材材或低钢材比较，具有对作为对置材料的盘状转子的攻击性低的特征。从这样的优点出发，目前，在日本和美国，效力特性、声响特性和耐磨损性的均衡性优良的NAО材料成为了主流。另外，在欧洲，从保持高速制动时的摩擦系数的观点出发，大多使用低钢材，但近年来，为了适应市场的高端化，不易发生轮胎的车轮脏污和制动声响的NAО材料的使用也不断增加。目前，NAО材料的主流一般是含有粉末或纤维状态的铜。如后所述，铜在以往的NAО材料中是必需的重要素材，但含有铜或铜合金的摩擦材料由于在制动时发生的磨损粉中含有铜，所以提示有可能污染河流和湖泊。其结果是，美国的加利福利亚洲、华盛顿州等通过了在2021年以后禁止含有5质量％以上的铜、2023年以后禁止含有0.5质量％以上的铜的摩擦材料出售和安装在新车上的法案，为了应对该法案，开发不含铜、或者铜的含量少的NAО材料成了当务之急。作为铜的第1个代表性的功能，可以列举出赋予热导率。由于铜的热导率高，所以通过使制动时发生的热从摩擦界面扩散，可以抑制过度的温度上升所导致的摩擦材料的磨损，与此同时在制动中可以抑制振动的发生(不稳定)等。作为铜的第2个代表性的功能，可以列举出高温制动时的摩擦界面的保护。由于铜是延性、展性较高的金属，所以制动时会在摩擦材料表面铺展开而形成被膜。其结果是，高速高温制动时能降低摩擦材料的磨损，与此同时能够显现出稳定的摩擦系数。因此，为了开发不含铜、或者铜的含量少的NAО材料，从上述那样的热导率提高、界面保护的观点出发，铜替代技术成为了课题。在上述这样的研究中，提出了有关不含铜、或者铜含量少的摩擦材料的几个提案(专利文献1、2等)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-138273号公报专利文献2：日本特开2015-004037号公报
技术实现思路
专利技术所解决的课题可是，近年来，从与上述的铜替代不同的观点来看，出现了进一步的课题。那就是对于以正在普及的再生制动器为代表的控制制动器的适合性。以往的油压制动器是通过驾驶员从制动踏板微调输入来适当调整车辆的制动力。可是，控制制动器由于系统侧承担了一部分制动，所以摩擦材料所表现的摩擦系数如果极端地变动，则控制会变得困难。例如，摩擦系数如果极端地上升，则有可能发生急制动、或制动声响。相反，摩擦系数如果极端地下降，则制动距离有可能变长。因此，为了提高控制制动的精度，摩擦材料所表现的摩擦系数在任何时候都稳定变得极其重要。作为摩擦系数变动的代表性的例子，可以列举出在多湿条件下放置后的摩擦系数上升。如果在多湿条件下放置车辆，则会发生下述变化等：盘状转子表面和介于摩擦界面的盘状转子的磨损粉会生锈、或者摩擦材料表层的弹性模量会下降，从而摩擦材料与盘状转子在制动时的接触面积容易增大、或者摩擦界面的微小的凹凸被水分填满。其结果是，与通常情况相比摩擦系数有可能极端上升。此时，会如上述那样地发生变成急制动的制动声响、驾驶员的舒适感受到损害。如果从上述这样的观点考虑，专利文献1、2都是以着眼于铜的高热导率和高温润滑性的对高速高温制动时的摩擦特性的补充为课题，对于在多湿条件下放置后的摩擦系数的稳定性和其它的摩擦特性并未考虑。例如在专利文献1中，以热传导的补充为目的，提出了下述方法：在摩擦材料中含有45～80体积％的氧化镁和石墨代替铜，并将氧化镁与石墨的比率设定为1/1～4/1，但作为磨削材的氧化镁和作为润滑材的石墨的添加量变得极其多，难以均衡性良好地改善各种摩擦特性。另外，在专利文献2中，以高温润滑性的补充为目的，提出了下述的方法：通过含有1～15质量％的硫化亚铁来代替铜，并且含有平均粒径为1～100μm的薄片状石墨0.3～5质量％，由此来改良高速高温制动时的摩擦系数和耐磨损性，但与专利文献1同样，很难同时兼顾在多湿条件下放置后的摩擦系数的稳定性。因此，本专利技术的课题是提供一种摩擦材料组合物，其不含有铜元素，或铜的含有率不超过0.5质量％，能够得到不仅高速高温制动时可保持摩擦系数，而且在多湿条件下放置后摩擦系数不易上升，即对制动条件和环境的变化而言摩擦系数稳定的摩擦材料。用于解决课题的手段本专利技术者们深入研究的结果发现，用特定粒径的石墨补充铜的高热导率，用钛酸盐补充铜的摩擦界面的保护效果，与此同时以特定比率含有具有特定的硬度和粒径的磨削材，则对耐磨损性等的不良影响较少，能够保持高速高温制动时的摩擦系数。进而发现，通过将具有高防水性的酚醛树脂用于粘结材料，能够获得在多湿条件下放置后摩擦系数不易上升的摩擦材料组合物。本专利技术的实施方式涉及一种摩擦材料组合物，其含有粘结材料、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材，其中，不含有铜元素，或者铜的含有率不超过0.5质量％，以1：20～1：5的质量比含有α氧化铝和γ氧化铝，含有含硅氧烷的酚醛树脂，含有20～35质量％的钛酸盐，含有3～7质量％的中值粒径为1～30μm的石墨，并且含有三硫化锑。另外，本专利技术的另一个实施方式涉及一种摩擦材料，其是通过将上述的摩擦材料组合物成型而成的。本专利技术的再一个实施方式涉及一种摩擦构件，其是通过将由上述的摩擦材料组合物成型成的摩擦材料和里衬一体化而成的。专利技术效果根据本专利技术，可以提供一种摩擦材料组合物，其能制成下述的摩擦材料：在用于汽车用盘式制动器制动衬块和制动衬片等摩擦材料时，能够在高速高温制动时可保持摩擦系数，并且在多湿条件下放置后摩擦系数不易上升，即对于制动条件和环境的变化而言摩擦系数稳定。另外，可以提供使用了该摩擦材料组合物的摩擦材料和摩擦构件。另外，根据本专利技术，可以提供具有上述特性的摩擦材料和摩擦构件。具体实施方式以下，对本专利技术的摩擦材料组合物、使用了该组合物的摩擦材料和摩擦构件进行详述。此外，本专利技术的摩擦材料组合物是不含石棉的摩擦材料组合物、所谓无石棉摩擦材料组合物。[摩擦材料组合物]本实施方式的摩擦材料组合物的特征在于，其是含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摩擦材料组合物，其含有粘结材料、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材，其中，/n不含有铜元素，或者铜的含有率不超过0.5质量％，/n以1：20～1：5的质量比含有α氧化铝和γ氧化铝，/n含有含硅氧烷的酚醛树脂，/n含有20～35质量％的钛酸盐，/n含有3～7质量％的中值粒径为1～30μm的石墨，/n并且含有三硫化锑。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171011 JP 2017-1975551.一种摩擦材料组合物，其含有粘结材料、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材，其中，
不含有铜元素，或者铜的含有率不超过0.5质量％，
以1：20～1：5的质量比含有α氧化铝和γ氧化铝，
含有含硅氧烷的酚醛树脂，
含有20～35质量％的钛酸盐，
含有3～7质量％的中值粒径为1～30μm的石墨，
并且含有三硫化锑。


2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：光本真理，绪方义夫，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP