[發明專利]銅合金粉末、銅合金燒結體和高速鐵道用制動襯片

在審

• 申請號: 201480018051.5
• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN105102157A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 香月太;石本史雄;神田修;阿佐部和孝;安達豪;藤居俊之
• 申請（專利權）人: 新日鐵住金株式會社
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F5/00;B22F9/08;C22C1/04;C22C9/00;F16D69/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及銅合金粉末、銅合金燒結體和高速鐵道用制動襯片。

背景技術

高速鐵道車輛中使用的制動襯片材料、圓盤制動塊材料等基材使用有將金屬粉末成型并燒結而得到的燒結體。特別是，銅具有高的導熱性，因此可能使摩擦時的界面溫度降低，因此大多用于高速鐵道用襯片材料。另外，從磨耗性的觀點出發，還研究了添加鐵。

專利文獻1～4中記載了將銅鐵合金用于制動·摩擦材料的例子。另外，專利文獻5和6中記載了如下技術：將混合了銅鐵的高溫熔體進行冷卻時，通過超聲波攪拌或驟冷，使鐵均勻微細地分散于銅中的技術。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-102583號公報

專利文獻2：日本特開平1-320329號公報

專利文獻3：日本特開平5-86359號公報

專利文獻4：日本特開2006-16680號公報

專利文獻5：日本特開平6-17163號公報

專利文獻6：日本特開平11-131111號公報

發明內容

發明要解決的問題

上述的任意文獻中，使5％或其以上的鐵含有于銅。這樣的大量的鐵的添加為了強化銅合金是有效的，但存在使銅合金的導熱性降低的問題。特別是，新干線等的高速鐵道用制動襯片在制動時溫度上升至800℃左右，因此要求特別優異的導熱性。

本發明是為了解決這樣的現有技術的問題而作出的，目的在于，以低成本得到能夠兼顧作為摩擦材料所需的強度和高導熱性的燒結體。

用于解決問題的方案

本發明人等為了實現上述目的而反復研究，得到下述發現。

(a)為了提高燒結體的耐磨耗性，材料的高強度化、例如增大硬度是有效的。

(b)燒結體變為高溫時，強度降低。由此，燒結體具有高的導熱性，可以容易使摩擦界面的溫度降低。

本發明人等基于上述發現進行了進一步的研究，得到下述發現。

(c)本發明人等開發了由在銅粉末中加入了鐵粉末的混合粉末得到燒結體的技術。該技術在燒結體襯片中所含的鐵顆粒與鋼盤摩擦時，通過相同組織金屬效果而發揮優異的制動力。然而，在銅粉末中加入鐵粉末時，難以均勻地混合，其結果，燒結體中存在的鐵顆粒的粒徑變大，難以均勻分散于燒結體整體。如此，將使用在銅粉末中加入了鐵粉末的混合粉末為前提時，鐵顆粒的粒徑變得較大，鐵顆粒大量存在的部分的強度變高，但鐵顆粒少的部分的強度維持為較低，其結果，難以與燒結體的基材本身的強化相關聯，而且鐵也變為放熱源。

(d)因此，作為燒結原料使用包含微量鐵的銅合金粉末是有效的。這是由于，通過將銅粉末制成銅合金粉末，從而可以使微細的鐵顆粒均勻地分散于燒結體中，可以進行基材本身的強化。另外，銅與鐵不發生固溶，因此銅合金粉末在銅中析出微小的鐵。如此，如果為包含微量鐵的銅合金粉末，則鐵顆粒由具有高導熱的銅包圍，因此摩擦熱的發散變得容易，可以抑制摩擦界面的溫度上升。

(e)但是，如果在銅合金中所含的鐵的量過多，則硬度上升，但鐵顆粒變得過大，導熱率降低。由此，從銅合金的強化與導熱率的平衡的方面出發，必須設定適當的鐵含量。

本發明是基于上述發現而作出的，將下述的發明作為主旨。

(1)一種銅合金粉末，其為用于制造高速鐵道用燒結摩擦材料的銅合金粉末，

所述銅合金粉末是由含有以質量％計0.1～2.0％Fe的銅合金通過霧化法而制造的。

(2.)一種銅合金燒結體，其為將包含上述(1)所述的銅合金粉末的粉末成型并燒結從而得到的。

(3)根據上述(2)所述的銅合金燒結體，其中，前述銅合金燒結體中所含的Fe顆粒的平均粒徑為5μm以下。

(4)根據上述(2)或(3)所述的銅合金燒結體，其中，燒結溫度為1083℃以下。

(5)一種高速鐵道用制動襯片，其使用了上述(2)～(4)中任一項所述的銅合金燒結體。

發明的效果

根據本發明，可以以低成本得到能夠兼顧作為摩擦材料所需的強度和高導熱性的燒結體。所得燒結體具有優異的耐磨耗性，因此用于高速鐵道用制動襯片等高速鐵道用燒結摩擦材料是最佳的。

附圖說明

圖1為本發明例6的TEM照片

圖2為比較例9的TEM照片

具體實施方式