盤形轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種耐腐蝕性高的含有石墨的鑄鐵制盤形轉(zhuǎn)子。對于含有石墨的鑄鐵制盤形轉(zhuǎn)子，通過脫石墨處理除去表面附近的石墨后，通過氣體軟氮化處理在表面依次層疊了氮化物層(4)和氧氮化物層(3)。
【專利說明】盤形轉(zhuǎn)子

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于例如車輛等的盤式制動器的含有石墨的鑄鐵制盤形轉(zhuǎn)子。

【背景技術(shù)】
[0002] 作為以往的含有石墨的鑄鐵制部件，例如已知有專利文獻1所示的部件。
[0003] 其中，通過利用熔融鹽浸漬的化學(xué)清洗法從表面除去石墨后，實施鹽浴氮化處理， 從而提商含有石墨的鑄鐵制部件的耐腐蝕性。
[0004] 先行技術(shù)文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1:日本特公昭46 - 38891號公報（參照圖1)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 然而，將專利文獻1中記載的含有石墨的鑄鐵制部件用于車輛等的盤式制動器的 構(gòu)成部件盤形轉(zhuǎn)子時，因鹽浴氮化處理形成多孔層。因此，水介由多孔層的孔到達盤形轉(zhuǎn)子 的石墨，在石墨的周邊容易產(chǎn)生銹，在耐腐蝕性上未必能得到滿足。
[0008] 因此，本發(fā)明的目的在于提供耐腐蝕性高的含有石墨的鑄鐵制盤形轉(zhuǎn)子。
[0009] 本發(fā)明人等針對含有石墨的鑄鐵制盤形轉(zhuǎn)子中在盤形轉(zhuǎn)子的滑動面露出的石墨 部分特別容易產(chǎn)生銹的情況，發(fā)現(xiàn)實施脫石墨處理和氣體軟氮化處理對于防止該情況有 效，從而完成了本發(fā)明。
[0010] 本發(fā)明的盤形轉(zhuǎn)子的第1特征構(gòu)成是一種含有石墨的鑄鐵制盤形轉(zhuǎn)子，通過脫石 墨處理除去表面附近的石墨后，通過氣體軟氮化處理在表面依次層疊氮化物層和氧氮化物 層。
[0011] 〔作用和效果〕
[0012] 根據(jù)本構(gòu)成，通過脫石墨處理除去表面附近的石墨后，通過氣體軟氮化處理在表 面依次層疊氮化物層和氧氮化物層，所以盤形轉(zhuǎn)子表面的石墨被氮化物層和氧氮化物層充 分覆蓋。因此，盤形轉(zhuǎn)子即使暴露于水中時，水也難以到達盤形轉(zhuǎn)子表面的石墨，能夠防止 產(chǎn)生銹，耐腐蝕性高。
[0013] 本發(fā)明的盤形轉(zhuǎn)子的第2特征構(gòu)成在于在上述氣體軟氮化處理后實施表面粗糙 度調(diào)整處理。
[0014] 〔作用和效果〕
[0015] 根據(jù)本構(gòu)成，通過表面粗糙度調(diào)整處理能夠適度地調(diào)節(jié)盤形轉(zhuǎn)子的表面粗糙度 (摩擦系數(shù)），并且能夠使表面變得一定程度光滑，所以能夠提高盤形轉(zhuǎn)子的外觀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是實施例的盤形轉(zhuǎn)子的制造工序的流程圖。
[0017] 圖2是實施例的盤形轉(zhuǎn)子的截面組織照片（倍率400倍）。
[0018] 圖3是實施例的盤形轉(zhuǎn)子的截面組織照片（倍率1000倍）。
[0019] 圖4是比較例1 (未處理）的盤形轉(zhuǎn)子的截面組織照片（倍率400倍）。
[0020] 圖5是比較例1 (未處理）的盤形轉(zhuǎn)子的截面組織照片（倍率1000倍）。
[0021] 圖6是比較例2 (僅進行氣體軟氮化處理）的盤形轉(zhuǎn)子的截面組織照片（倍率400 倍）。
[0022] 圖7是比較例2(僅進行氣體軟氮化處理）的盤形轉(zhuǎn)子的截面組織照片（倍率1000 倍）。
[0023] 圖8是比較例3 (鹽浴氮化處理）的盤形轉(zhuǎn)子的截面組織照片（倍率400倍）。
[0024] 圖9是比較例3 (鹽浴氮化處理）的盤形轉(zhuǎn)子的截面組織照片（倍率1000倍）。
[0025] 圖10是以往的盤形轉(zhuǎn)子的表面的銹進展機理的說明圖。
[0026] 圖11是以往的盤形轉(zhuǎn)子的截面的掃描式電子顯微鏡照片（SEM)。
[0027] 圖12是表示對于實車中的盤形轉(zhuǎn)子的摩擦材料粘附扭矩的變化的圖。
[0028] 圖13是表示對實車中的盤形轉(zhuǎn)子粘附有摩擦材料時的音級的變化的圖。

【具體實施方式】
[0029] 以下，說明本發(fā)明的實施方式。
[0030] 本發(fā)明的盤形轉(zhuǎn)子是構(gòu)成車輛的盤式制動器的部件之一的圓板狀部件，在生成盤 式制動器的制動力時，具備摩擦材料和背板的制動塊將按壓于側(cè)面。
[0031] 本發(fā)明的盤形轉(zhuǎn)子的特征在于，使用含有石墨的鑄鐵通過鑄造來制造盤形轉(zhuǎn)子的 鑄造材料，通過機械加工形成規(guī)定形狀，將其通過脫石墨處理除去表面附近的石墨，再通過 氣體軟氮化處理在表面依次層疊氮化物層和氧氮化物層而成。
[0032] 作為成為材料的含有石墨的鑄鐵，可以使用在制造以往的盤形轉(zhuǎn)子時使用的通常 的鑄鐵。作為這樣的鑄鐵，例如，可舉出片狀石墨鑄鐵、球狀石墨鑄鐵等。
[0033] 另外，關(guān)于鑄造和機械加工可以根據(jù)制造以往的盤形轉(zhuǎn)子時實施的公知的方法來 實施。
[0034] 脫石墨處理可以根據(jù)利用熔融鹽浸漬的化學(xué)清洗法實施。但是，此時，優(yōu)選將溫度 條件設(shè)為400°C?500°C，將處理時間設(shè)為大約1小時?2小時。
[0035] 氣體軟氮化處理可以根據(jù)以往公知的氣體軟氮化法實施。但是，此時，優(yōu)選將溫度 條件設(shè)為550°C?650°C、將處理時間設(shè)為大約1小時?3小時。
[0036] 通過該氣體軟氮化處理，在盤形轉(zhuǎn)子的表面按順序形成層疊氮化物層和氧氮化物 層。優(yōu)選此時的氮化物層的厚度為5 μ m?25 μ m，氧氮化物層的厚度為1 μ m?10 μ m。
[0037] 在本發(fā)明的盤形轉(zhuǎn)子中，可以在氣體軟氮化處理后根據(jù)需要實施表面粗糙度調(diào)整 處理。通過該表面粗糙度調(diào)整處理，從氣體軟氮化處理后的盤形轉(zhuǎn)子的表面除去難以肉眼 看到的泥渣等，并且通過使表面的凹凸一定程度平均化并變光滑，能夠調(diào)節(jié)成所希望的表 面粗糙度（摩擦系數(shù)）。
[0038] 表面粗糙度調(diào)整處理可以根據(jù)以往公知的噴丸（beads shot)法實施。但是，此時， 優(yōu)選將使用的玻璃珠的平均粒徑設(shè)為50 μ m?100 μ m，噴射壓設(shè)為lkg壓力?4kg壓力，噴 射時間設(shè)為3分鐘以下。
[0039] 另外，優(yōu)選經(jīng)由上述脫石墨處理、氣體軟氮化處理以及表面粗糙度調(diào)整處理3個 工序的盤形轉(zhuǎn)子的表面硬度為Hv690?1150。
[0040] 實施例
[0041] 對本發(fā)明的盤形轉(zhuǎn)子的實施例進行說明。
[0042] 將本發(fā)明的盤形轉(zhuǎn)子根據(jù)圖1所示的制造流程進行了制造。
[0043] 使用片狀石墨鑄鐵作為含有石墨的鑄鐵，通過鑄造制造盤形轉(zhuǎn)子的鑄造材料，通 過機械加工加工成規(guī)定的圓板形狀后，進行前清洗。
[0044] 接著，作為脫石墨處理，實施利用熔融鹽浸漬的化學(xué)清洗法（溫度：450±10°C， 時間：60± 10分鐘），除去表面附近的石墨（Graphite)，進而通過氣體軟氮化處理（溫度： 580±10°C，時間：120±5分鐘，氣體種：使用在氮氣的基礎(chǔ)上混合氨氣、二氧化碳而成的氣 體）在表面按順序形成氮化物層和氧氮化物層。
[0045] 進而，進行噴丸法（玻璃珠：平均粒徑75 μ m，噴射距離200mm，噴射力2kg壓力， 噴射時間：90秒）作為表面粗糙度調(diào)整處理來調(diào)整表面粗糙度后，進行后清洗，完成盤形轉(zhuǎn) 子。
[0046] 另外，制作了以下所示的各種比較例。
[0047] (1)比較例1 (未處理）：與上述實施例同樣地使用片狀石墨鑄鐵作為含有石墨的 鑄鐵，通過鑄造制造盤形轉(zhuǎn)子的鑄造材料，通過機械加工加工成規(guī)定的圓板形狀后進行前 清洗，但不實施其后的脫石墨處理、氣體軟氮化處理以及表面粗糙度調(diào)整處理。
[0048] (2)比較例2 (僅進行氣體軟氮化處理）：與上述實施例同樣地使用片狀石墨鑄鐵 作為含有石墨的鑄鐵，通過鑄造制造盤形轉(zhuǎn)子的鑄造材料，通過機械加工加工成規(guī)定的圓 板形狀進行前清洗后，僅實施氣體軟氮化處理。
[0049] (3)比較例3 (鹽浴氮化處理）：與上述實施例同樣地使用片狀石墨鑄鐵作為含有 石墨的鑄鐵，通過鑄造制造盤形轉(zhuǎn)子的鑄造材料，通過機械加工加工成規(guī)定的圓板形狀進 行前清洗后，實施美國專利申請公開第2008/0000550號說明書中記載的鹽浴氮化處理。
[0050] 將本發(fā)明的實施例和比較例1?3的各自涉及的截面組織圖示于圖2?圖9,并將 各自的性質(zhì)示于以下的表1中。應(yīng)予說明，圖2?圖9中的符號為盤形轉(zhuǎn)子的坯體1、石墨 2、氧氮化物層3、氮化物層4。
[0051] 表 1
[0052] __實施例__比較例1 比較例2__比較例3 表面的石墨覆 充分覆蓋 稍露出 覆蓋不完全 覆蓋不完全 蓋的樣子_____ 表面的石墨__it__^__t__有 氧氮化物層 有無有 無 (膜厚)__(約 5·0μιη )___(約 2·0μιη )__ 氮化物層 有無有 有 (膜厚） （9.0~20.0μηι (6.0~13.0μιτι (6.0-12.Ομιη __:平均 13·0μιη)___:平均 7·0μηι):平均 7·5μιη ) 表面硬度 Hv922 H vl 50-240 Hv792 Hv662
[0053] 如圖2和圖3所示，本發(fā)明的實施例中，通過實施脫石墨處理和氣體軟氮化處理， 使石墨幾乎不在盤形轉(zhuǎn)子坯體的表面露出。但是，如圖6?圖9所示，對于不進行脫石墨處 理而僅進行氮化處理的比較例2和3,盤形轉(zhuǎn)子坯體表面的石墨的覆蓋不完全，在耐腐蝕性 上有問題。
[0054] 〔性能試驗〕
[0055] 在此對盤式制動器的盤形轉(zhuǎn)子和制動塊發(fā)生粘合的機理進行說明。
[0056] 如圖10所示，在盤形轉(zhuǎn)子的表面產(chǎn)生銹時，當(dāng)在生成盤式制動器的制動力之際將 制動塊的摩擦材料按壓到盤形轉(zhuǎn)子的側(cè)面，則含銹的磨損粉末進入摩擦材料表面的縫隙。 如果在該狀態(tài)下盤式制動器暴曬于水中，則水被進入了摩擦材料表面縫隙的磨損粉末所吸 收，以磨損粉末為起點促進銹的產(chǎn)生，所以使盤形轉(zhuǎn)子和制動塊發(fā)生粘合。
[0057] 此時，如圖11所示，被吸收到磨損粉末中的水介由露出在盤形轉(zhuǎn)子表面的石墨而 滲透到內(nèi)部，所以尤其在石墨周邊促進銹的產(chǎn)生。
[0058] 因此，盤形轉(zhuǎn)子的表面的銹的產(chǎn)生被促進時，制動塊的摩擦材料變得容易粘附于 盤形轉(zhuǎn)子，所以實車的粘附扭矩上升的同時粘附時的音級也增高。
[0059] 所以，本性能試驗中將上述實施例的盤形轉(zhuǎn)子和比較例1的盤形轉(zhuǎn)子分別裝于實 車的盤式制動器，在使盤形轉(zhuǎn)子容易生銹的以下的試驗環(huán)境下，在不到一個月的期間，測定 并比較粘附扭矩和粘附時的音級。
[0060] (試驗方法）
[0061] 第一次的評價是按順序?qū)嵤┮韵拢?)?（5)，第二次以后的評價是反復(fù)實施以下 (6)?（10)而進行的。
[0062] (1)磨合
[0063] (2)灑水
[0064] (3)數(shù)次制動
[0065] (4)室外放置
[0066] (5)粘附扭矩和音級的測定
[0067] ⑶磨合
[0068] (7)灑水
[0069] (8)數(shù)次制動
[0070] (9)室外放置
[0071] (10)粘附扭矩和音級的測定
[0072] 如圖12所示，在比較例1中，從試驗開始后過去第9天開始，粘附扭矩超過200Nm， 所以認(rèn)為容易產(chǎn)生銹。另一方面，在本發(fā)明的實施例中，即使試驗開始后過去第25天也沒 有觀察到粘附扭矩的上升，表明難以產(chǎn)生銹。
[0073] 另外，如圖13所示，由在比較例1中試驗開始之后立即能測到高的音級，而本發(fā)明 的實施例中幾乎沒有音級的上升的結(jié)果也能表明比較例1中容易產(chǎn)生銹，本發(fā)明的實施例 中很難產(chǎn)生銹。
[0074] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0075] 本發(fā)明的盤形轉(zhuǎn)子可利用于車輛等的盤式制動器。
【權(quán)利要求】
1. 一種盤形轉(zhuǎn)子，是含有石墨的鑄鐵制盤形轉(zhuǎn)子，其通過脫石墨處理除去表面附近的 石墨后，通過氣體軟氮化處理在表面依次層疊有氮化物層和氧氮化物層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盤形轉(zhuǎn)子，其中，在所述氣體軟氮化處理后實施了表面粗糙 度調(diào)整處理。
【文檔編號】C23C8/18GK104126080SQ201380010020
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月23日
【發(fā)明者】原田崇, 水野雅仁, 阿部健司, 濱崎幸一 申請人:株式會社愛德克斯, 豐田自動車株式會社