摩擦材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種摩擦材料，具體地涉及一種在用于機動車輛、軌道車輛和工業機 器等的制動器墊、制動襯片和離合器等中使用的摩擦材料。
【背景技術】
[0002] 用于諸如盤式制動器和鼓式制動器的制動器以及離合器等的摩擦材料，由諸如用 于發揮強化功能的纖維基材、用于賦予摩擦作用及調整其摩擦性能的摩擦調整材料和用于 整合這些組分的粘合劑的原材料組成。
[0003] 由于近期在車輛的高性能和高速度能力中的進展，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（有效性）。此外，由于在高速下制動時溫度變 高，這種情況下的摩擦狀態與在低溫和低速下進行制動的情況不同，需要由于溫度變化導 致的摩擦系數的變化小，并且需要穩定的摩擦性質。
[0004] 現在，常見的是，含有適當量的金屬纖維的一般摩擦材料，在強化摩擦材料的強度 或穩定摩擦系數、在高溫下保持摩擦系數或改善熱輻射效能、以及提高耐磨性中是有效的。 關注金屬纖維性質的專利文獻1公開了一種摩擦材料，該摩擦材料以5質量％至10質量％ 的量包含鋼纖維、以5質量％至10質量％的量包含平均纖維長度為2_至3_的銅纖維以 及以2質量％至5質量％的量包含粒徑為5ym至75ym的鋅粉。
[0005] 根據專利文獻1，當摩擦材料在預定量的范圍內包含銅纖維時，可以提高低溫下的 摩擦系數，并且在高溫和高速下控制摩擦系數的惡化。在此機制下，在摩擦材料與匹配材料 (盤式轉子）之間的摩擦期間，由于摩擦材料中包含的金屬的延展性，在匹配材料的表面上 形成粘附薄膜，并且該薄膜到保護膜的作用，因此這種薄膜極大有助于穩定低溫下摩擦系 數和維持高溫下高摩擦系數。
[0006] 然而，存在著一種情況，即盤式轉子的磨損粉末或制動器墊的摩擦材料中包含的 金屬組分咬入摩擦材料中，并且聚集成大金屬塊，并且聚集的大金屬塊殘留在制動器墊與 盤式轉子之間。存在著以此方式聚集的金屬塊導致盤式轉子異常磨損的情況（專利文獻 2) 〇
[0007] 目前，摩擦材料中包含金屬組分主要是金屬纖維，在大多數情況下是諸如鋼纖維 和銅纖維，并且在包含大量金屬纖維時，存在著引起上述異常磨損的擔憂。
[0008] 此外，由于摩擦材料中包含的銅組分在制動后作為磨損粉末排出，因此其對自 然環境的影響已被指出。在專利文獻3中，公開了一種控制摩擦材料中的銅組分洗脫 (elution)的方法。
[0009] 同時，在一般的摩擦材料中，常見的是在水介入時在摩擦材料的表面上發生流體 潤滑，使摩擦系數下降，也使制動器的有效性下降。在相關領域中，即使在摩擦材料包含銅 組分的情況下，由于在處于潮濕狀態下摩擦表面吸附了大量水分，有在初始制動期間摩擦 系數的變化加大的可能性。
[0010] 在專利文獻4中，公開了通過向摩擦材料中添加碳化硅作為無機粘合劑從而切開 水薄膜的效果。在專利文獻5中，公開了通過使用硅烷系拒水材料進行表面處理的方法。另 外，在專利文獻6中，公開了通過對盤式制動器墊的形狀進行倒角來減輕水的影響的方法。 此外，在專利文獻7中，公開了通過添加Fe-Mo金屬間化合物和氧化銅從而整體上改善摩擦 性質的方法。
[0011] 引用列表
[0012] [專利文獻 1]JP-A-2010-77341
[0013][專利文獻 2]JP-A-2007-218395
[0014][專利文獻 3]JP-A_2〇l〇-285558
[0015][專利文獻 4]JP-A-3-577688
[0016] [專利文獻 5]JP-A-2000-053945
[0017][專利文獻 6]JP-A-IO-93Il
[0018] [專利文獻7]JP-T-2008-509232 (本文中使用的術語"JP-T"意指PCT專利申請的 公開的日文譯文）
[0019] 發明概述
[0020] 本發明待解決的問題
[0021] 如上所述，為了減少匹配材料（盤式轉子）的異常磨損量以及降低環境負擔，以各 種方式研究了不包含銅組分的摩擦材料和控制銅組分等的洗脫的摩擦材料等。然而，在不 包含銅組分的摩擦材料中，由于粘附薄膜不由銅組分形成，與包含銅組分的摩擦材料相比， 潮濕狀態下摩擦系數的變化變得更大，并且存在著不能獲得穩定的摩擦系數的擔憂。由于 此原因，在潮濕狀態下，難以獲得與相關領域的包含銅組分的摩擦材料相同的摩擦性質，并 且有提尚摩f祭材料性能的空間。
[0022] 因此，本發明的目的是提供一種摩擦材料，該摩擦材料包含作為金屬纖維的鋼纖 維，并且不包含銅組分，在潮濕狀態下具有穩定的摩擦系數，并且匹配材料沖擊性小。
[0023] 解決問題的手段
[0024] 本發明人發現了在摩擦材料包含粘合劑、摩擦調整材料和纖維基材且不包含銅組 分時發生的潮濕狀態下摩擦系數突然變化或者匹配材料沖擊性增加的問題能夠通過氧化 鋁、亞鉻酸鹽、鋁和Fe-Al金屬間化合物的至少任意一種以及鋼纖維的組合使用以平衡的 方式解決，并且因此實現本發明。
[0025] 另外，在本說明書中，術語"不包含銅組分"意指任何包含銅的銅纖維、銅粉、合金 (黃銅或青銅）和化合物，均不作為摩擦材料的原材料摻入。
[0026]S卩，本發明解決以上問題，并且包括下列實施方式。
[0027] (1)-種摩擦材料，該摩擦材料包含粘合劑、摩擦調整材料和纖維基材，并且不包 含銅組分，
[0028] 該摩擦材料包含：鋁和Fe-Al金屬間化合物的至少任意一種；氧化鋁；亞鉻酸鹽； 以及鋼纖維。
[0029] (2)根據（1)的摩擦材料，其中所述鋁是鋁纖維和鋁粉的至少任意一種。
[0030] (3)根據⑴或⑵的摩擦材料，其中所述Fe-Al金屬間化合物是選自由Fe3AU FeAl、FeAl2、Fe2AljPFeAl3所組成的組中的至少一種化合物。
[0031] (4)根據⑴至（3)任意一項的摩擦材料，其中鋼纖維的含量為10質量％至30質 量％。
[0032] 本發明的有利效果
[0033] 根據本發明，能夠獲得一種摩擦材料，該摩擦材料即使在不包含銅組分時，也可以 通過包含：鋁和Fe-Al金屬間化合物的至少任意一種；氧化鋁；亞鉻酸鹽；以及鋼纖維，在 潮濕狀態下具有穩定的摩擦性質，并且匹配材料沖擊性小。
【具體實施方式】
[0034] 本發明的摩擦材料是包含粘合劑、摩擦調整材料和纖維基材，并且不包含銅組分 的摩擦材料，并且該摩擦材料包含：鋁和Fe-Al金屬間化合物的至少任意一種；氧化鋁；亞 鉻酸鹽；以及鋼纖維。
[0035] 此外，優選的是，本發明的摩擦材料還包含作為摩擦調整材料的諸如有機填料或 無機填料的填料、磨料和除銅組分以外的金屬等，并且摩擦材料可以包含作為纖維基材的 鋼纖維之外常用的有機纖維或無機纖維。此外，如果需要的話，優選的是包含整合這些組分 的粘合劑，諸如熱固性樹脂。
[0036] 本文中，"重量％ "和"質量％ "的意義相同。
[0037](氧化鋁和亞鉻酸鹽）
[0038] 在本發明中，氧化鋁和亞鉻酸鹽主要用作磨料。
[0039] 在本發明中，氧化鋁表示a-氧化