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制造技术

本发明专利技术提供：摩擦材料组合物，将其用于汽车用盘式刹车垫等摩擦材料时，在该摩擦材料组合物不含环境负荷高的铜、或者即使含铜时铜含量也少至0.5质量%以下的情况下，在高温制动中的刹车振动少；以及将该摩擦材料组合物成型而获得的摩擦材料。含有粘合剂、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材的摩擦材料组合物，该摩擦材料组合物中不含作为元素的铜、或者铜的含量为0.5质量%以下，含有2～5质量%的纤维长度为2500

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

The invention provides a friction material composition for the disc brake pad friction material for automobile, the friction material composition not containing high environmental load of copper, copper or even when the copper content is reduced to 0.5 mass% under the condition of high temperature in the brake in the brake vibration and less; the friction material composition forming friction material obtained. The friction material composition containing organic binder, filling materials, inorganic filler and fiber materials, the friction material composition does not contain as the content of copper, copper or 0.5 mass%, containing 2 to 5 mass% of the fiber length is 2500

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摩擦材料组合物、使用了该摩擦材料组合物的摩擦材料和摩擦构件
本专利技术涉及适合于汽车等的制动中所使用的盘式刹车垫等摩擦材料的摩擦材料组合物和使用了摩擦材料组合物的摩擦材料。
技术介绍
在汽车等中，为了车的制动而使用盘式刹车垫、闸片等摩擦材料。摩擦材料通过与圆盘转子、刹车鼓等对接(対面)材料摩擦，起到制动的作用。因此，对摩擦材料要求良好的摩擦系数、耐磨耗性(摩擦材料的寿命长)、强度、音振性(不易产生刹车鸣叫或异常噪音)等。要求摩擦系数稳定，不依赖于车速、减速度或刹车温度。另外，近年来，摩擦材料中使用的铜以刹车磨耗粉的形式飞散，导致河流、湖泊或海洋的污染等，限制其使用的动向日益高涨。铜以纤维或粉末的形态掺混在摩擦材料中，是对赋予导热率或改善耐磨耗性有效的成分。若摩擦材料的导热率降低，则因此在不含铜的组成中导热率会降低，从而存在着如下问题：在高温下制动时摩擦界面的热无法扩散，因摩擦材料的磨耗量增加或不均匀的温度上升而引起的刹车振动的发生等会增加。为了应对这个问题，改善不含铜的摩擦材料组成中的导热率或耐磨耗性，有人提出了添加导热高的石墨或氧化镁的方法(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-322183号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题专利文献1的摩擦材料组合物虽然不含铜，但在抑制由不均匀的温度上升引起的刹车振动方面效果不充分，具有高温制动中的刹车振动增加的问题。本专利技术鉴于上述情况而提出，其课题在于：在不含环境有害性高的铜、或者即使含铜时铜含量也少至0.5质量%以下的摩擦材料组合物中，获得能够抑制高温制动中的刹车振动的摩擦材料组合物和将其成型而得到的摩擦材料。用于解决课题的手段本专利技术人发现了：通过在摩擦材料组合物中含有纤维长度短的钢纤维，在不含环境有害性高的铜的组成中可以有效地减少高温制动中的刹车振动。即，纤维长度短的钢纤维不仅在摩擦界面扩散摩擦热、抑制不均匀的温度上升，还可适度地清除在摩擦界面生成的有机分解物，其结果，制动中产生的刹车转矩的变动减小，不易发生刹车振动，并且该效果在不含铜的组成中显著地体现。另外，发现了：通过除了含有短的钢纤维以外还含有层状晶体结构的钛酸盐，已劈开的钛酸盐所产生的润滑性和短的钢纤维所产生的加固效果在摩擦界面有效地发挥作用，不仅进一步降低刹车振动，还能够提高低温下的耐磨耗性，因此优选。而且，发现了：除了含有特定纤维长度的钢纤维以外，还组合含有隧道结构的晶体结构的钛酸盐和层状结构的晶体结构的钛酸盐，从而使硬度不同的两种钛酸盐在摩擦界面有效地起作用，除了上述效果以外，还降低了转子的磨耗量，因此更优选。基于这些认知的本专利技术的摩擦材料组合物的特征在于：包含粘合剂、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材，其中，该摩擦材料组合物中不含作为元素的铜、或者铜的含量为0.5质量%以下，含有2～5质量%的纤维长度为2500μm以下的钢纤维。在本专利技术的摩擦材料组合物中，优选上述钢纤维的纤维形状为卷曲状，上述钢纤维的平均纤维径优选为100μm以下。另外，优选含有层状结构的晶体结构的钛酸盐作为钛酸盐，更优选含有隧道结构的晶体结构的钛酸盐和层状结构的晶体结构的钛酸盐作为钛酸盐。而且，上述层状结构的晶体结构的钛酸盐优选为钛酸锂钾或钛酸镁钾，上述隧道结构的晶体结构的钛酸盐优选为六钛酸钾或八钛酸钾或者钛酸钠。本专利技术的摩擦材料的特征在于：其是将上述摩擦材料组合物成型而形成的，本专利技术的摩擦构件的特征在于：其是使用将上述摩擦材料组合物成型而形成的摩擦材料和里衬金属形成的。专利技术效果根据本专利技术，可以提供在用于汽车用盘式刹车垫等摩擦材料时不使用环境负荷高的铜、且高温制动中的刹车振动少的摩擦材料组合物；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、使用了该摩擦材料组合物的摩擦材料和摩擦构件进行详述。需要说明的是，本专利技术的摩擦材料组合物是不含石棉的、所谓的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是以不含铜、或者即使是含有铜时铜含量也少至0.5质量%以下为特征的摩擦材料组合物。即，实质上不含环境有害性高的铜和铜合金，作为元素的铜的含量为0.5质量%以下，优选铜含量为0质量%。因此，即使在制动时产生磨耗粉，也不会导致河流、湖泊或海洋的污染。(钢纤维)本专利技术的摩擦材料组合物含有2～5质量%的纤维长度为2500μm以下的钢纤维。钢纤维是指通过颤振切削法等获得的直纤维和通过切割长纤维等获得的卷曲状纤维。直纤维具有直线状的纤维形状，相对于此，卷曲状纤维显示出具有曲线部分的形状，包含单纯的圆弧状纤维、弯曲的纤维、以及弯曲成螺旋状或旋涡状的纤维等。即使纤维长度为2500μm以下的钢纤维是直纤维或卷曲状纤维中的任一种，但也具有如下效果：不仅在摩擦界面扩散摩擦热、抑制不均匀的温度上升，还适度清除在摩擦界面生成的有机分解物，因此制动中产生的刹车转矩的变动减小，可使刹车振动不易发生而得到抑制。但是，卷曲状纤维在摩擦界面从摩擦材料中脱落少，能够更有效地进行高温制动中的摩擦特性保持，因此优选。而且，作为卷曲状纤维，当其包含曲率半径为100μm以下的部分时，在摩擦材料中的固定变得更强固，摩擦界面中的摩擦材料的脱落变得更少，因此更优选。卷曲状钢纤维例如可以使用日本スチールウール株式会社制造的カットウール等市售的钢纤维。从高温下的刹车振动的角度考虑，摩擦材料组合物中的钢纤维的平均纤维径优选为100μm以下。钢纤维的纤维长度和平均纤维径可以使用显微镜等来确认。摩擦材料中所含的钢纤维的纤维长度和平均纤维径可以如下确认：将摩擦材料在空气气流中、800℃下加热，利用电子射线微量分析仪(EPMA)等对来自残留的灰分中的铁纤维观察Fe成分来进行确认。另外，还可以通过从灰分中进行磁选而进一步区分，再利用显微镜或电子射线微量分析仪(EPMA)等进行观察。另外，通过将钢纤维的含量设为2～5质量%，可有效地抑制刹车振动。若钢纤维的含量低于2质量%，则摩擦界面中的摩擦热的扩散变得不充分，若钢纤维的含量超过5质量%，则钢纤维与作为对接材料的铸铁之间的粘附摩擦变大，刹车振动变大。摩擦材料组合物中或者摩擦材料中的钢纤维的含量例如可通过利用电子射线微量分析仪(EPMA)等对摩擦材料的任意剖面进行Fe成分的定量分析而求出。这种情况下，当摩擦材料除了含有钢纤维以外不含Fe成分时，定量分析值直接就是钢纤维的含量。而当摩擦材料除了含有钢纤维以外还含有Fe成分(铁粉等)时，虽然测定在进行观察的任意剖面视野中的钢纤维和除其以外的Fe成分的总Fe量作为定量分析值，但这种情况下，在测定该观察视野中的钢纤维与钢纤维以外的Fe成分的面积比的同时，求出钢纤维的面积比相对于钢纤维和钢纤维以外的Fe成分的总面积比的比例与定量分析的总Fe量之积，从而可以简易地求出钢纤维的含量。(层状晶体结构的钛酸盐)在本专利技术中，为了减小不含铜的组成中的高温制动下的刹车振动和改善低温下的耐磨耗性，优选除上述钢纤维以外还含有层状晶体结构的钛酸盐。作为层状晶体结构的钛酸盐，可以使用纤维状、鳞片状、柱状、板状的钛酸盐，但从人体有害性的角度考虑，优选鳞片状、柱状、板状的钛酸盐。作为层状晶体结构的钛酸盐，优选使用钛酸锂钾和钛酸镁钾中的至少一种。另外，层状晶体结构的钛本文档来自技高网...

【技术保护点】
摩擦材料组合物，其包含粘合剂、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材，其中，该摩擦材料组合物中不含作为元素的铜、或者铜的含量为0.5质量%以下，含有2～5质量%的纤维长度为2500

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.26 JP 2014-239097;2014.12.24 JP 2014-260991.摩擦材料组合物，其包含粘合剂、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材，其中，该摩擦材料组合物中不含作为元素的铜、或者铜的含量为0.5质量%以下，含有2～5质量%的纤维长度为2500μm以下的钢纤维。2.权利要求1中所述的摩擦材料组合物，其中，上述钢纤维的纤维形状为卷曲状。3.权利要求1或2中所述的摩擦材料组合物，其中，上述钢纤维的平均纤维径为100μm以下。4.权利要求1～3的任一项中所述的摩擦材料组合物，其中，作为钛酸盐，含有层状结构的晶体结构的钛酸盐。5.权利要求1～3的任一项中所述的摩擦材料组合物，其中，作为钛酸盐，含有隧道结构的晶体结构的钛酸盐和层状结构的晶体结构的钛酸盐。6.权利要求4或5中所述的摩擦材料组合物，其中，上述层状结构的晶体结构的钛酸盐为钛酸锂钾或钛酸镁钾。7.权利要求5中所述的摩擦材料组合物，其中，上述隧道结构的晶体结构的钛酸盐为六钛酸钾或八钛酸钾或者钛酸钠。8.摩擦材料，其包含粘合剂、有机填充材料、无机填充材料和纤维基材，其中，该摩擦材料中不含作为元素的铜、...

【专利技术属性】
技术研发人员：海野光朗，光本真理，
申请(专利权)人：日本制动工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP