摩擦材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种不包含铜组分的摩擦材料，具体地设及一种用于机动车辆、轨道 车辆和工业机器等的制动器垫、制动衬片和离合器等的摩擦材料。
【背景技术】
[0002] 用于诸如盘式制动器和鼓式制动器的制动器W及离合器等的摩擦材料，由诸如用 于发挥强化功能的纤维基材、用于赋予摩擦作用及调整其摩擦性能的摩擦调整材料和用于 整合运些组分的粘合剂的原材料组成。
[0003] 由于近来车辆的高性能化和高速化的进展，制动器的作用变得越来越重要，并且 制动器必须具有足够高的摩擦系数(有效性）。此外，由于在高速下制动时溫度变高，与在低 溫和低速下制动时的摩擦状态不同，所W需要由于溫度变化导致的摩擦系数的变化小的稳 定的摩擦性质。
[0004] 现在，公知的是，向一般的摩擦材料中并入适当量的金属纤维，在增强摩擦材料的 强度、稳定其摩擦系数、进一步在高溫下保持摩擦系数并改善热福射效能、提高耐磨性等是 有效的。关注金属纤维的运些特性，专利文献1公开了一种摩擦材料，该摩擦材料包含5质 量％~10质量％的钢纤维、5质量％~10质量％的平均纤维长度为2mm~3mm的铜纤维、W及 2质量％~5质量％的粒径为如m~75]im的锋粉。
[0005] 根据专利文献1，当摩擦材料在预定量的范围内包含铜纤维时，能够提高低溫下的 摩擦系数，并且抑制在高溫和高速下摩擦系数的下降。认为其原因在于，在摩擦材料与匹配 材料(盘式转子)之间摩擦的期间，由于摩擦材料中包含的铜的延展性，在匹配材料的表面 上形成粘附被覆膜，并且起到保护膜的作用，从而能够在高溫下保持高摩擦系数并抑制匹 配材料的磨损。
[0006] 然而，在一些情况下，盘式转子的磨损粉末或制动器垫的摩擦材料中包含的金属 组分咬入摩擦材料中，并在其中聚集成大金属块，聚集的大金属块残留在制动器垫与盘式 转子之间。有时，通过聚集由此形成的金属块导致制动器垫或盘式转子异常磨损(专利文献 2)。
[0007] 目前，在大多数情况下，摩擦材料中包含金属组分主要是金属纤维，诸如钢纤维或 铜纤维。在大量包含金属纤维的情况下，有着引起上述盘式转子异常磨损的可能。
[000引此外，摩擦材料中包含的铜组分作为制动的磨损粉末排出，因此其对自然环境的 影响已被指出。
[0009] 于是，专利文献3公开了一种抑制摩擦材料中的铜组分洗脱(elution)的方法。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献 1:肝-A-2010-77341
[0013] 专利文献 2:肝-A-2007-218395
[0014] 专利文献 3:肝-A-2010-285558
[001引发明概述
[0016] 本发明待解决的问题
[0017] 如上所述，为了减少匹配材料(盘式转子）的异常磨损量W及降低环境负担，W各 种方式研究了不包含铜组分的摩擦材料和抑制铜组分等的洗脱的摩擦材料等。然而，不包 含铜组分的摩擦材料不能形成由于铜的延展性产生的粘附被覆膜(保护膜），并且具有高溫 下的摩擦系数降低W及磨损量增加的问题。
[0018] 于是，当为了代替铜的粘附被覆膜效果，在摩擦材料中使用大量铁酸盐时，在匹配 材料上形成转移膜。然而，当单独使用铁酸盐时，所形成的转移膜过厚，导致制动期间被覆 膜开裂和部分剥离的发生。因此，制动器垫和盘式转子之间的接触不稳定，并且摩擦材料的 摩擦系数变得不稳定，导致了磨损量增加的可能性。因此有着改进的空间。
[0019] 因此，本发明的目标是提供一种摩擦材料，该摩擦材料不包含铜组分并且高溫下 的摩擦系数高、耐磨性优秀。
[0020] 解决问题的手段
[0021] 本发明人已经发现，能够通过除了形成转移膜的铁酸盐，进一步使用另一种铁酸 盐W及陶瓷纤维，获得不包含铜组分并且在高溫下具有高摩擦系数和优秀的耐磨性的摩擦 材料，由此完成本发明。
[0022] 在本说明书中，短语"不包含铜组分"意指任何铜纤维、铜粉、含铜合金(诸如黄铜 或青铜)及其化合物不作为摩擦材料的原材料并入。从环境负担的角度来看，作为杂质包含 的铜组分的量优选为0.5质量％ W下。
[0023] 旨P，本发明解决W上问题，并且设及下列[1]至[引。
[0024] [ 1 ] -种摩擦材料，该摩擦材料包含两种W上铁酸盐和陶瓷纤维，并且不包含铜组 分。
[0025] [2]根据[1]所述的摩擦材料，其中，所述两种W上铁酸盐包含两种W上碱金属铁 酸盐。
[0026] [3]根据[1]所述的摩擦材料，其中，所述两种W上铁酸盐包含碱±金属-碱金属铁 酸盐和碱金属铁酸盐。
[0027] [4]根据[1]或[2]所述的摩擦材料，其中，所述两种W上铁酸盐包含铁酸裡钟和铁 酸钟。
[0028] [5]根据[1]或[3]所述的摩擦材料，其中，所述两种W上铁酸盐包含铁酸儀钟和铁 酸钟。
[0029] [6]根据[1]至[5]任意一项所述的摩擦材料，其中，所述陶瓷纤维的纤维直径为 0.1~ΙΟμπι，纤维长度为1~ΙΟΟΟμπι，并且渣球含量为0.1~70质量％。
[0030] [7]根据[1]至[6]任意一项所述的摩擦材料，其中，所述两种W上铁酸盐在所述摩 擦材料中的含量合计为3~40体积％。
[0031] [引根据[1]至[7]任意一项所述的摩擦材料，其中，所述陶瓷纤维在所述摩擦材料 中的含量为1~6体积％。
[0032] 本发明的有利效果
[0033] 根据本发明，代替由于铜组分产生的粘附被覆膜，由铁酸盐形成的转移膜的移附 程度能够通过另一不同种类的铁酸盐来调节，并且此外，转移膜能够被陶瓷纤维研磨至恰 当的厚度。由此，即使在不包含铜组分时，也能够获得高溫下的摩擦系数高并且耐磨性优秀 的摩擦材料。
【具体实施方式】
[0034]根据本发明的摩擦材料包含两种W上铁酸盐和陶瓷纤维，并且不包含铜组分。
[00对此处，在本说明书中，"质量％"和"重量％"分别具有相同的含义，并且"质量份"和 "重量份"也分别具有相同的含义。
[0036] <摩擦材料〉
[0037] 摩擦材料通常包含粘合剂、摩擦调整材料、纤维基材和润滑材料，并且作为上述摩 擦调整材料包含诸如有机填料或无机填料的填料、磨料或金属粉末等。
[0038] 本发明中的铁酸盐用作填料，并且陶瓷纤维用作纤维基材。
[0039] <铁酸盐〉
[0040] 根据本发明的摩擦材料包含两种W上铁酸盐。关于铁酸盐，出于调整移附程度的 目的，优选地使用两种W上铁酸盐。
[0041] 在两种W上铁酸盐中，至少一种铁酸盐的实例包括碱金属铁酸盐和碱±金属-碱 金属铁酸盐等。更具体地，其优选的实例包括铁酸裡钟和铁酸儀钟等。
[0042] 尤其是，称作鱗片状(层状）、柱状、板状或扁平状的形状是优选的，并且具有运样 形状的铁酸裡钟或铁酸儀钟是更优选的。另外，在稳定效果的方面，形状更优选为层状。
[0043] 关于铁酸裡钟的分子式，可W使用KxLiyTizOw等，其中，x = 0.5~0.7，y = 0.27，z = 1.73，^及"=3.85~3.95。
[0044] 关于铁酸儀钟的分子式，可W使用KxMgyTizOw等，其中，X = 0.2~0.7，y = 0.4，Z = 1.6，^及"=3.7~3.95。
[0045] 用于调整转移膜的形成程度的其他铁酸盐的实例包括碱金属铁酸盐等。更具体 地，其优选的实例包括铁酸钟、铁酸裡和铁酸钢等。
[0046] 尤其是，具有纤维状、球形、粉末或无定形形状或者具有多个凸部的形状的铁酸盐 是优选的，因为其形状与具有鱗片状(层状）、柱状、板状或扁平状形状的铁酸盐不同，并且 具有运样形状的铁酸钟是更优选的。尤其是，在耐磨性的方面，形状具有多个凸部的铁酸盐 是更优选的。
[0047] 在本说明书中，"具有多个凸部的形状"意指铁酸盐在平面上的投影形状能够采取 至少不同于普通多边形、圆形和楠圆形等的、在两个W上的方向上具有凸部的形状。
[0048] 此凸部意指从拟合使用光学或电子显微镜等获取的照片(投影图像)的多边形、圆 形或楠圆形等(基本图形）突出的部分。具有多个凸部的形状的铁酸盐的Ξ维形状，其投影 视图的具体实例包括回力標形、十字形、变形虫形、各种动物或植物的部分(例如手、角、叶 等)或其整体形状，或类似形状，W及金平糖形状等。
[0049] 综上所述，优选的是本发明中的两种W上铁酸盐包含两种W上碱金属铁酸盐，或 者包含碱±金属-碱金属铁酸盐和碱金属铁酸盐。更具体地，特别优选的是包含铁酸裡钟和 铁酸钟，或者铁酸儀钟和铁酸钟。
[0050] 本发明中的两种W上铁酸盐可W是结晶型的或无定形的。另外，从