摩擦材料的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及在汽车等的盘式制动器垫中使用的通过将财0(1'1〇11-48匕681：〇8-Organ i c，无石棉有机)材料的摩擦材料组合物进行成型而得到的摩擦材料。
【背景技术】
[0002] 以往，人们使用盘式刹车作为汽车的制动装置，作为盘式刹车的摩擦构件，使用了 通过在金属制的基体构件上贴附摩擦材料而得到的盘式制动器垫。
[0003] 摩擦材料分类为如下材料:含有相对于摩擦材料组合物总量为30重量％以上小于 60重量％的钢纤维作为纤维基材的半金属摩擦材料;在纤维基材的一部分中包含钢纤维并 且含有相对于摩擦材料组合物总量小于30重量％的钢纤维的少金属摩擦材料；以及不包含 钢纤维以及不锈钢纤维等钢系纤维作为纤维基材的ΝΑ0材料。
[0004] 在要求开发出刹车噪音产生少的摩擦材料的近些年来，越来越广泛使用的是使用 了不包含钢纤维、钢系纤维且包含结合材料、纤维基材、润滑材料、钛酸金属盐、无机摩擦调 整材料、有机摩擦调整材料、pH调整材料、填充材料等的ΝΑ0材料的摩擦材料的盘式制动器 垫。
[0005] 在盘式制动器垫中使用的ΝΑ0材料的摩擦材料中，为了确保在高速高负荷制动时 的刹车的效力与耐磨耗性，因而添加了相对于摩擦材料组合物总量为5~20重量％左右的 铜、铜合金的纤维或颗粒等铜成分作为必需成分。
[0006] 然而，近年来有人揭示出存在有如下的可能性:这样的摩擦材料在制动时以磨耗 粉的方式排出铜，这些排出了的铜流入河川、湖、海洋而污染水域。
[0007] 在这样的背景下，美国的加利福尼亚州、华盛顿州通过了如下的法案:在2021年及 其后，禁止使用含有5重量％以上的铜成分的摩擦材料的摩擦构件的销售以及向新车中的 组装，在其数年后，禁止使用含有0.5重量％以上的铜成分的摩擦材料的摩擦构件的销售以 及向新车中的组装。
[0008] 而且，可预期今后这样的规定会波及到全世界，因而削减ΝΑ0材料的摩擦材料中所 含的铜成分成为当务之急，改善因削减N A 0材料的摩擦材料中所含的铜成分而导致的在高 速高负荷制动时的刹车效力与耐磨耗性的降低成为课题。
[0009] 专利文献1中记载了一种摩擦材料，其通过将摩擦材料组合物进行成型而成，所述 摩擦材料组合物含有:相对于摩擦材料组合物总量为〇. 5~50重量％的金属锡或锡合金、以 及相对于摩擦材料组合物总量为〇. 001~4.999重量％的铜。
[0010] 专利文献2中记载了一种无石棉摩擦材料组合物以及将该无石棉摩擦材料组合物 进行成型而成的摩擦材料，该无石棉摩擦材料组合物为包含结合材料、有机填充材料、无机 填充材料以及纤维基材的摩擦材料组合物，其中，该摩擦材料组合物中的铜的含量按铜元 素计为5质量％以下，除了铜以及铜合金以外的金属纤维的含量为0.5质量％以下，含有钛 酸盐以及粒径为30M1以下的氧化锆，并且该钛酸盐的含量为10~35质量％，实质上不含粒 径超过30μπι的氧化锆。
[0011] 然而，专利文献1和/或专利文献2中记载的摩擦材料在铜成分的含量方面虽然满 足了上述的法规，但是不能说充分确保了在高速高负荷制动时的刹车的效力与耐磨耗性的 要求性能。
[0012] 现有技术文献 [0013]专利文献
[0014] 专利文献1:美国专利公开2010/0331447号公报 [0015] 专利文献2:日本特开2012-255052号公报
【发明内容】
[0016] 发明想要解决的课题
[0017] 本发明的课题在于提供一种摩擦材料，其为在盘式制动器垫中使用的通过将ΝΑ0 材料的摩擦材料组合物进行成型而得到的摩擦材料，其既可满足涉及铜成分含量的法规， 又可确保在高速高负荷制动时的刹车的效力与耐磨耗性的要求性能。
[0018] 用于解决问题的方案
[0019] 本发明人反复进行了深入研讨，结果发现通过使用如下的摩擦材料组合物可解决 上述课题，从而完成了本发明：该摩擦材料组合物在盘式制动器垫中使用的将ΝΑ0材料的摩 擦材料组合物进行成型而得到的摩擦材料，在所述摩擦材料组合物中，作为无机摩擦调整 材料，含有特定量的从铝颗粒、铝纤维、以铝为主要成分的合金颗粒以及以铝为主要成分的 合金纤维中选出的一种或两种以上、以及特定量的特定的硬质无机颗粒，并且摩擦材料组 合物中所含的铜成分的总量相对于摩擦材料组合物总量小于〇. 5重量％。
[0020] 本发明是在盘式制动器垫中使用的将ΝΑ0材料的摩擦材料组合物进行成型而得到 的摩擦材料，以以下的技术为基础。
[0021 ] (1) -种摩擦材料，其为在盘式制动器垫中使用的ΝΑ0材料的摩擦材料，并且通过 将包含纤维基材、结合材料、摩擦调整材料的摩擦材料组合物进行成型而成，其特征在于， 在前述摩擦材料组合物中，作为无机摩擦调整材料，含有相对于摩擦材料组合物总量为1~ 10重量％的从铝颗粒、铝纤维、以铝为主要成分的合金颗粒以及以铝为主要成分的合金纤 维中选出的一种或两种以上，且，含有相对于摩擦材料组合物总量为5~20重量％的平均粒 径为1~20μπι且莫氏硬度为4.5以上的硬质无机颗粒，摩擦材料组合物中所含的铜成分的总 量相对于摩擦材料组合物总量小于〇. 5重量％。
[0022] (2)根据（1)所述的摩擦材料，其特征在于，前述铝颗粒或以铝为主要成分的合金 颗粒的平均粒径为50~300μπι。
[0023] 发明的效果
[0024]本发明可提供一种摩擦材料，其为在盘式制动器垫中使用的通过将ΝΑ0材料的摩 擦材料组合物进行成型而得到的摩擦材料，其既可满足涉及铜成分含量的法规，又可确保 在高速高负荷制动时的刹车的效力与耐磨耗性。
【具体实施方式】
[0025]在本发明中，在盘式制动器垫中使用的通过将ΝΑ0材料的摩擦材料组合物进行成 型而得到的摩擦材料中，使用一种摩擦材料组合物，其中，作为无机摩擦调整材料，含有相 对于摩擦材料组合物总量为1~10重量％的从铝颗粒、铝纤维、以铝为主要成分的合金颗粒 以及以铝为主要成分的合金纤维中选出的一种或两种以上，且，含有相对于摩擦材料组合 物总量为5~20重量％的平均粒径为1~20μπι且莫氏硬度为4.5以上的硬质无机颗粒，摩擦 材料组合物中所含的铜成分的总量相对于摩擦材料组合物总量小于0.5重量％。
[0026] 人们已知，用作无机摩擦调整材料的锌、锡、铝等金属以及其合金具有如下的效 果:与作为刹车盘转子的原材料的铸铁的亲和性高，在制动时，在摩擦材料的摩擦面上存在 的上述金属及合金与铸铁制的刹车盘转子之间，会产生凝着摩擦并且提高摩擦系数。
[0027] 向摩擦材料中添加锌、锡以及以这些金属为主要成分的合金时，则起到在广泛的 使用领域中产生凝着摩擦、提高摩擦系数的效果，但是也存在有因凝着摩擦的进行而导致 摩擦材料变得容易磨耗的问题。
[0028] 然而，关于铝，产生凝着磨耗的情况仅限为在高速高负荷制动时，因而不会产生上 述那样的问题。
[0029]推定出这是因为，铝所具有的在表面容易形成氧化皮膜这样的特性而造成的。
[0030] 在铝的表面形成的氧化皮膜阻碍铝与铸铁的凝着摩擦，因而在维持该氧化皮膜的 负荷比较少的使用领域中，铝作为提高摩擦系数的摩擦调整材料并不起作用。
[0031] 然而，在高速高负荷制动时，铝发生塑性变形或者熔融，对凝着摩擦的起阻碍作用 的氧化皮膜会被破坏。其结果，产生铝与铸铁的凝着摩擦，从而提高刹车的效力。
[0032] 予以说明，在以铝为主要成分的合金中也确认出该作用效果。
[0033]铝颗粒以及以铝为主要成分的合金颗粒的平均粒径优选为50~300μπι，关于铝纤 维以及以铝为主要成分的纤维，优选使用平均纤维直径为20~100μπι、平均纤维长为0.5~ 10mm的纤维。考虑到向摩擦材料中的均匀的分散性时，则更优选使用铝颗粒以及以铝为主 要成分的合金颗粒。
[0034] 作为以铝为主要成分的合金，可使用含有90重量％以上的铝的铝-锌系合金、铝_ 铜系合金、铝-锰系合金、铝-硅系合金、铝-镁系合金、铝-镁-硅系合金、铝-锌-镁系合金等。
[0035] 使用铝-铜系合金的情况下，按照铜成分的总量相对于摩擦材料组合物总量小于 0.5重量％的方式设定。
[0036] 予以说明，从降低环境负担的观点考虑，更优选在摩擦材料组合物中不包含铜成 分。
[0037] 关于莫氏硬度为4.5以上的硬质无机颗粒，作为如下摩擦调整材料而起作用:提高 了在铝以及以铝为主要成分的合金不发生作用的负荷比较少的通常使用领域中的摩擦系 数的摩擦调整材料。
[0038]关于莫氏硬度为4.5以上的硬质无机颗粒，使用平均粒径为1~20μπι的硬质无机颗 粒，将含量设为相对于摩擦材料组合物总量的5~20重量％，从而可确保在负荷比较少的通 常的使用领域的刹车效力和噪音特性。
[0039]作为莫氏硬度为4.5以上的硬质无机颗粒，列举出活性氧化铝（γ-氧化铝）、氧化 镁、硅酸锆、氧