摩擦材料組合物和摩擦材料制造技術

本發明專利技術提供了一種摩擦材料，該摩擦材料用于諸如車輛用制動裝置的盤式制動器墊和鼓式制動器片的摩擦材料，不包含銅或含銅金屬，提高了高溫制動期間的耐磨性，并且提高了耐噪音性和寬范圍型號中制動器的有效性。還提供了摩擦材料組合物：包含纖維基材、摩擦改良劑和粘合劑；具有0.5質量％以下的銅含量；并且包含部分石墨化的焦炭和白云母。所述摩擦材料通過成型所述摩擦材料組合物而獲得。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種摩擦材料組合物和摩擦材料。更具體地，本專利技術涉及一種耐磨性、耐噪音性、制動效果等優秀并且用于工業機器、軌道車輛、貨運車輛、乘用車輛等的摩擦材料組合物，以及從該摩擦材料組合物獲得的摩擦材料。
技術介紹
傳統來說，諸如制動器的摩擦材料通過使用纖維基材、摩擦改良劑和粘合劑，將其摻混，并且進行包括諸如預成形、熱成形和精整的步驟的制造過程來制造。在諸如制動器的摩擦材料中，使用了：纖維基材，例如有機纖維諸如芳綸纖維、無機纖維諸如玻璃纖維或者金屬纖維諸如銅纖維；有機摩擦改良劑，諸如橡膠粉塵和腰果粉塵；無機摩擦改良劑諸如碳酸鈣、硫酸鋇、金屬顆粒、陶瓷顆粒和石墨；以及粘合劑諸如酚醛樹脂。其中，當作為摩擦改良劑的石墨用作摩擦材料的成分時，由于其潤滑性并且尤其是其優秀的熱穩定性和化學穩定性，不僅在各種環境下確保了穩定的摩擦系數，而且在耐磨性和耐咬合性方面展現了優秀的性能，以及使得能夠減少各種噪音。因此，在摩擦材料中摻混了各種石墨。例如，專利文獻1描述了一種技術，摻混具有高彈性的石墨作為摩擦材料中的填料，使得以0.1kg/cm2的負載的施加為基準，當施加9,000kg/cm2的負載時體積壓縮率為80％以上，并且移除負載后回復率為50％以上。專利文獻2描述了一種使用纖維基材、摩擦改良劑和粘合劑的非石棉摩擦材料，其中摻混了0.5體積％～2.5體積％的部分石墨化的焦炭。專利文獻3描述了一種包含無機磨料和潤滑劑的摩擦材料，其中以基于摩擦材料總量的0.5體積％～10體積％的量包含莫氏硬度為5～8(例如，氧化鋯)并且平均粒徑為0.5μm～10μm的無機顆粒作為無機磨料，以基于摩擦材料總量合計8體積％～15體積％的量包含石墨和石油焦作為潤滑劑的一部分，并且石墨和石油焦的體積比率為2:8～3:7。在非石棉摩擦材料的情況下，為了增強耐衰減性，有時加入具有高熱導率的金屬，特別是銅纖維或銅顆粒。衰減現象是由摩擦材料中包含的有機物質在摩擦材料暴露于高溫高負載下的分解生成的分解氣體導致的，當向摩擦材料中加入具有高熱導率的銅時，提高了摩擦材料自身的熱輻射性質，從而能夠抑制分解氣體的生成。但是，出于對取決于金屬的種類的諸如河流或海洋污染以及對人體有著不利影響的環境污染的擔憂，已經開發了不包含諸如銅的重金屬的摩擦材料，并且近年來國際上加速了去除重金屬的行動。專利文獻4描述了一種非石墨摩擦材料，該摩擦材料原材料的摻混材料既不包含銅也不包含銅合金，其以合計5體積％～25體積％的量包含石墨和焦炭，其中石墨/焦炭的體積比率為2:1～7:1并且焦炭的平均粒徑為150μm～400μm。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：JP-A-H03-282028專利文獻2：JP-A-2007-326999專利文獻3：JP-A-2009-227768專利文獻4：JP-A-2008-179806專利技術概述本專利技術待解決的問題但是，當去除銅時，有時降低了制動器的耐噪音性、有效性或熱輻射性質，導致應用摩擦材料的車輛類型受到限制。因此，關于既不包含銅也不包含含銅金屬的摩擦材料組合物和通過對摩擦材料組合物進行成型獲得的摩擦材料，本專利技術的目標是提供一種使用特定的高彈性石墨和銅的替代材料的摩擦材料，其彌補了無銅摩擦材料的缺陷而又幾乎不使其他性質發生劣化，并且不僅增強了高溫制動期間的耐磨性，而且還提高了耐噪音性和制動效果，適合于更寬范圍的車輛類型。本專利技術中使用的“無銅”意指摩擦材料中實質上不包含同組分，并且具體表示銅含量基于摩擦材料組合物的總量為0.5質量％以下。解決問題的手段本專利技術人為了實現上述目標進行了大量研究，作為結果發現，假設包含纖維基材、摩擦改良劑和粘合劑的制動摩擦材料組合物的總量為100質量％，當以各自的預定量包含部分石墨化的焦炭和白云母(muscovite)時，即使銅含量為0.5質量％以下，也能夠增強所獲得的摩擦材料在高溫制動期間的耐磨性，并且能夠實現確保高且穩定的摩擦系數和提供耐噪音性兩者。基于此發現，完成本專利技術。即，本專利技術能夠通過下列(1)～(4)來實現。(1)一種摩擦材料組合物，包含纖維基材、摩擦改良劑和粘合劑，其中，摩擦材料組合物中的銅含量為0.5質量％以下，并且摩擦材料組合物包含部分石墨化的焦炭和白云母。(2)根據(1)的摩擦材料組合物，其中，部分石墨化的焦炭的含量基于摩擦材料組合物的總量為2質量％～8質量％。(3)根據(1)或(2)的摩擦材料組合物，其中，白云母的含量基于摩擦材料組合物的總量為1質量％～6質量％。(4)一種摩擦材料，通過根據(1)～(3)的任一項所述的摩擦材料組合物進行成型而獲得。本專利技術的有利效果在本專利技術中，組合使用白云母和部分石墨化的焦炭(彈性焦炭)而不使用銅，高溫(300℃～400℃)滑動期間的磨損量能夠保持為與使用銅的傳統摩擦材料相同的水平，并且能夠提高耐噪音性和制動效果。具體實施方式以下詳細描述本專利技術的具體實施方式，但是下列實施例僅為示意性的，并且本發明不局限下列實施例。在本專利技術的說明書中，“質量”意指“重量”。本專利技術的摩擦材料組合物包含纖維基材、摩擦改良劑和粘合劑，其中摩擦材料組合物中的銅含量為0.5質量％以下，并且摩擦材料組合物包含部分石墨化的焦炭和白云母。本專利技術中使用的“具有彈性的部分石墨化的焦炭”是通過在要被石墨化以獲得彈性石墨的原料焦炭的石墨化期間中途停止石墨化而獲得的石墨化焦炭，并且其石墨化比率優選為80％～95％。諸如原料焦炭的實例包括傳統上用作制造彈性石墨的原材料，諸如在大約350℃～500℃熱處理煤焦油瀝青、煤瀝青、石油瀝青等時生成的碳質中間相或原焦，或者用硝酸或硝酸和硫酸的混合酸處理的碳質中間相或原焦。在用于本專利技術的摩擦材料的部分石墨化的焦炭中，在900MPa的負載下的壓縮率優選為小于80％，更優選為60％以下。當900MPa的負載下的壓縮率小于80％時，能夠有利地獲得摩擦材料的彈性效果。此外，在移除負載后部分石墨化的焦炭的回復率優選為大于70％，更優選為95％以上。通過使用移除負載后回復率超過70％的石墨化焦炭，能夠獲得具有優秀的耐噪音性的摩擦材料。通過X射線衍射測量的本專利技術中使用的部分石墨化的焦炭(彈性焦炭)D石墨化比率為80％～95％。部分石墨化的焦炭即使在小添加量時也足夠有效，并且可以以基于摩擦材料組合物的總量的2質量％～8質量％的量包含，優選為3質量％～7質量％。在摩擦材料中，部分石墨化的焦炭可以與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種摩擦材料組合物，該摩擦材料組合物包含纖維基材、摩擦改良劑和粘合劑，其中，所述摩擦材料組合物中的銅含量為0.5質量％以下，并且所述摩擦材料組合物包含部分石墨化的焦炭和白云母。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.11.12 JP 2013-2342691.一種摩擦材料組合物，該摩擦材料組合物包含纖維基材、摩擦改良劑和粘合劑，其
中，所述摩擦材料組合物中的銅含量為0.5質量％以下，并且所述摩擦材料組合物包含部分
石墨化的焦炭和白云母。
2.根據權利要求1所述的摩擦材料組合物...

【專利技術屬性】
技術研發人員：北見琢也，關克司，須貝幸廉，
申請(專利權)人：曙制動器工業株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP