摩擦材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種摩擦材料。更具體來說，本發(fā)明設(shè)及一種在機(jī)動車輛、軌道車輛、 工業(yè)機(jī)器等的制動器墊或制動器襯片、離合器等中使用的摩擦材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 在制動器例如盤式制動器和鼓式制動器或離合器等中使用的摩擦材料，從起始原 料例如具有強化功能的纖維基材、具有摩擦功能并用于調(diào)節(jié)纖維基材的摩擦性能的摩擦改 進(jìn)劑W及將該些成分整合在一起的粘合劑來形成。
[0003] 由于最近向著提高車輛的性能和速度的趨勢，制動器的作用變得越來越重要，并 且制動器必須具有足夠高的摩擦系數(shù)（有效性）。此外，在高速下制動后，摩擦材料加熱至 高溫，并因此進(jìn)入與在低溫和低速下制動時不同的摩擦狀態(tài)。期望得到隨著溫度變化摩擦 系數(shù)變化很小的穩(wěn)定的摩擦性質(zhì)。
[0004] 目前已知，將適量金屬纖維滲入到普通摩擦材料中，能夠有效提高摩擦材料的強 度、穩(wěn)定其摩擦系數(shù)、在高溫下維持摩擦系數(shù)、提高散熱效率、改進(jìn)耐磨性等。在專利文獻(xiàn)1 中公開了一種在將注意力引向金屬纖維的該種用途時生產(chǎn)的摩擦材料，所述摩擦材料含有 5~10質(zhì)量％的鋼纖維、5~10質(zhì)量％的平均纖維長度為2~3mm的銅纖維和2~5質(zhì) 量％的粒徑為5~75ym的鋒粉。
[0005] 根據(jù)專利文獻(xiàn)1，所述摩擦材料由于包含了在給定范圍內(nèi)的量的銅纖維，因此可W 在低溫下具有改進(jìn)的摩擦系數(shù)，并且可W在高速下制動期間抑制高溫下摩擦系數(shù)的降低。 該些效應(yīng)被認(rèn)為由下述機(jī)制產(chǎn)生。在摩擦材料與匹配材料（盤形轉(zhuǎn)子）之間的摩擦期間， 由于摩擦材料中包含的金屬的鋪展性，在匹配材料的表面上形成粘附性涂層膜，并且該涂 層膜起到保護(hù)膜的作用。該種涂層膜被認(rèn)為極大有助于摩擦系數(shù)的低溫穩(wěn)定化和高摩擦系 數(shù)的高溫持留性。
[0006] 同時，存在著來自于盤形轉(zhuǎn)子或制動器墊的摩擦材料中包含的金屬組分的磨損碎 屑刺入摩擦材料中，并在那里聚集成大金屬塊并殘留在制動器墊與盤形轉(zhuǎn)子之間的情況。 存在著由此通過聚集形成的金屬塊引起對盤形轉(zhuǎn)子的異常磨損的情況（專利文獻(xiàn)2)。
[0007] 目前，摩擦材料中包含的大多數(shù)金屬組分是金屬纖維，主要包括鋼纖維和銅纖維。 存在著該樣的可能性，即纖維的大量包含可能引起對盤形轉(zhuǎn)子的異常磨損。
[0008] 此外，由于摩擦材料中包含的銅組分在制動后作為磨損碎屑排放，因此其對自然 環(huán)境的影響已被指出。因此，專利文獻(xiàn)3公開了一種抑制摩擦材料中的銅組分消散的方法。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn) 1 ;JP-A-2010-77341
[0012] 專利文獻(xiàn) 2 ;JP-A-2007-218395
[0013] 專利文獻(xiàn) 3 ;JP-A-2010-285558
[0014] 發(fā)明概述
[0015] 本發(fā)明待解決的問題
[0016] 如上所述，出于降低匹配材料（盤形轉(zhuǎn)子）的異常磨損和達(dá)到降低環(huán)境負(fù)擔(dān)的目 的，已調(diào)查了各種不同的摩擦材料，包括既不含銅纖維也不含任何金屬組分的摩擦材料，W 及其中金屬組分的消散被抑制的摩擦材料。然而，對于既不含銅纖維也不含任何金屬組分 的摩擦材料來說，獲得與含有銅組分的常規(guī)摩擦材料等同的摩擦性質(zhì)和耐磨性是困難的， 并且在摩擦材料的性能方面存在改進(jìn)空間。
[0017] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種摩擦材料，其既不含任何銅組分也不含金屬纖維， 并且具有穩(wěn)定的摩擦性質(zhì)和出色的耐磨性且不太傾向于侵蝕匹配材料。
[0018] 解決所述問題的手段
[0019] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過W給定量組合使用莫氏硬度為7 W上的研磨材料、具有多個 凸部形狀的鐵酸鐘和彈性體改性的酪醒樹脂，在既不含金屬纖維也不含任何銅組分的摩擦 材料的情況下出現(xiàn)的問題，即在高負(fù)荷和高速下摩擦系數(shù)降低、對匹配材料的侵蝕增加和 低溫下摩擦系數(shù)的不穩(wěn)定性，得到克服，并同時平衡了該些性質(zhì)。由此完成了本發(fā)明。在本 說明書中，表述"不含任何銅組分"意味著銅纖維、銅粉、含銅合金（黃銅、青銅等）和含銅 化合物，均不作為摩擦材料的起始原料滲入。
[0020] 也就是說，消除了上述問題的本發(fā)明包括下列構(gòu)成。
[0021] (1) 一種摩擦材料，該摩擦材料既不含金屬纖維也不含銅組分，該摩擦材料包含 10~35體積％的具有多個凸部形狀的鐵酸鐘，3~10體積％的莫氏硬度為7W上的研磨 材料，W及10~30體積％的彈性體改性的酪醒樹脂。
[002引 似上述（1)的摩擦材料，其中，所述莫氏硬度為7W上的研磨材料是選自由穩(wěn)定 化氧化錯、娃酸錯和氧化侶所組成的組中的至少一種。
[002引做上述（1)或似的摩擦材料，其中，所述彈性體改性的酪醒樹脂是丙締酸橡膠 改性的酪醒樹脂和娃酬橡膠改性的酪醒樹脂中的至少一種。
[0024]本發(fā)明的效果
[00巧]因此，根據(jù)本發(fā)明，通過使用具有特定形狀的鐵酸鐘、彈性體改性的樹脂和莫氏硬 度不低于給定值的研磨材料，能夠獲得既不含金屬纖維也不含任何銅組分的摩擦材料，并 且盡管如此，所述摩擦材料具有穩(wěn)定的摩擦性質(zhì)和出色的耐磨性，并且不太傾向于侵蝕匹 配材料。
【具體實施方式】
[0026] 本發(fā)明的研磨材料是既不含金屬纖維也不含任何銅組分的摩擦材料，并且其特征 在于包含10~35體積％的具有多個凸部形狀的鐵酸鐘、3~10體積％的莫氏硬度為7W 上的研磨材料W及10~30體積％的彈性體改性的酪醒樹脂.。
[0027] 優(yōu)選地，本發(fā)明的摩擦材料應(yīng)該含有常用的纖維基材，例如有機(jī)纖維或無機(jī)纖維， W及填充劑，例如有機(jī)填充劑或無機(jī)填充劑。填充劑與研磨材料一起用作摩擦改進(jìn)劑。還 優(yōu)選地，摩擦材料應(yīng)該含有粘合劑，例如熱固性樹脂，其根據(jù)需要整合那些組分。本發(fā)明的 摩擦材料在下面詳細(xì)描述。在本文中"重量％ "具有與"質(zhì)量％ "相同的意義。
[002引[摩擦改進(jìn)劑]
[0029] 本發(fā)明的摩擦材料含有填充劑和研磨材料作為摩擦改進(jìn)劑。填充劑包括W摩擦材 料計10~35體積％的量的具有多個凸部形狀的鐵酸鐘，其是一種無機(jī)填充劑，并且可w包 括其他無機(jī)填充劑和有機(jī)填充劑。研磨材料包括3~10體積％的量的莫氏硬度為7W上 的研磨材料，并且可W包括其他研磨材料。
[0030] 該些成分在下面詳細(xì)解釋。
[0031](具有多個凸部形狀的鐵酸鐘）
[0032] 本發(fā)明的摩擦材料含有具有多個凸部形狀的鐵酸鐘。該意味著本發(fā)明中的鐵酸鐘 顆粒具有帶有多個突出部的=維形狀。
[0033] 表述"具有多個凸部形狀"意味著鐵酸鐘顆粒投影在平坦表面上的圖像可W具有 至少不同于普通多邊形、圓形、楠圓形等的在兩個W上方向上具有突出部的形狀。那些突出 部是對應(yīng)于使用電子顯微鏡獲取的照片（投影圖像）的從疊置于其上的多邊形、圓形、楠圓 形等（基本圖形）突出的部分。本發(fā)明的鐵酸化合物的具體=維形狀的實例包括回力標(biāo)形、 十字形、變形蟲形、各種動物或植物的部分（例如手、角、葉等）或其整體形狀，或所述部分 或整體形狀的類似物，W及金平糖形狀。本文中的術(shù)語變形蟲形意味著具有多個在不規(guī)則 方向上延伸的突出部的形狀。
[0034] 具體來說，由于本發(fā)明中使用的鐵酸鐘的多個凸部形狀，作為粘合劑的樹脂被機(jī) 械粘合到本發(fā)明的鐵酸鐘，并且作為結(jié)果，本發(fā)明的鐵酸鐘易于在結(jié)構(gòu)上固持在包括纖維 基材和粉狀或顆粒狀摩擦改進(jìn)劑的基質(zhì)中。因此認(rèn)為，盡管既不含金屬纖維也不含任何銅 組分，但由于本發(fā)明的鐵酸鐘與莫氏硬度為7W上的研磨材料和彈性體改性的酪醒樹脂相 組合使用在其中，因此該種摩擦材料在高速高負(fù)載條件下保持高摩擦系數(shù)并顯示出耐磨 性。
[00巧]在將本發(fā)明的鐵酸鐘用作摩擦材料的成分的情形中，優(yōu)選地，所述鐵酸鐘應(yīng)該是 六鐵酸鐘化2〇 ? 6Ti〇2)或八鐵酸鐘化2〇 ? 8Ti〇2)，因為該些鐵酸鹽不太易于釋