复合金属材料卡钳体、托架、盘形转子、制动鼓、汽车用转向节
2019-11-22

复合金属材料卡钳体、托架、盘形转子、制动鼓、汽车用转向节

本发明提供一种包含改善表面的浸润性的碳系材料的复合金属材料及其制造方法。本发明还提供由包含复合金属材料的材料形成的车辆用卡钳体、托架、盘形转子、鼓、以及转向节。根据本发明的复合金属材料,是在金属系材料的基体中包含碳系材料的复合金属材料。碳系材料具有在构成碳材料的表面的碳原子上结合元素X的第一结合结构。基体包含在碳系材料的周围含有铝、氮、以及氧的非晶质的周边相。元素X包含从硼、氮、氧、磷中选择的至少一种。

另外,如本实施例所述,可以在工序(a)中混合具有元素Y的物质,也可以在工序(b)〜(c)的容器l内放置或导入具有元素Y的物质。

第一工序:在辊径为6英寸的开式辊(辊温度为10至20°C)中加入表1所示的规定量(100g)的高分子物质(100重量份(phr)),使其巻绕在辊中。

附图说明

作为具有元素Y的物质,优选为融点比碳材料低的金属或半金属,更优选为融点小于等于100(TC的低融点(高蒸气压)金属或半金属。如果具有元素Y的物质的融点满足上述条件,在工序(c)的热处理中不会损坏碳材料,就可以气化具有元素Y的物质。当将碳系材料与由铝或镁构成的基体材料混合时,元素Y优选包含从镁、铝、硅、钙、钛、钒、铬、锰、铁、镍、铜、锌、镐中选择的至少一种。因此,作为具有元素Y的物质,可以包含从这些元素中选择的至少一种元素Y。这些元素作为构成所谓的铝合金或镁合金的元素使用,容易与铝或镁结合,在与铝或镁结合的状态下稳定存在,因此优选使用这些元素。特别是,作为元素Y,优选使用与成为基体材料的铝或镁的结合性良好的镁、锌、铝等。特别是,当在碳材料的表面结合作为元素X的氧的时候,优选将容易与氧结合的镁作为元素Y使用。因此,这样得到的碳系材料,在碳材料的表面具有第一结合结构和第二结合结构,第一结合结构是在构成碳材料的碳原子上结合元素X的结构,第二结合结构是在元素X上结合元素Y的结构。特别是,当第一结合结构是在构成碳材料的碳原子上结合氧的结构的时候,上述第二结合结构优选是在氧上结合镁的结构。

这样,得到实施例1〜3的复合弹性体(未交联试样)。另外,作为比较例1使用铝的铸块,作为比较例2使用碳纳米纤维。

这样获得的复合金属材料可以应用于各种用途。例如,根据复合金属材料或包含复合金属材料,形成车辆用盘式制动器的卡钳体、车辆用盘式制动器的托架、车辆用盘式制动器的盘形转子、车辆用鼓式制动器的制动鼓、以及汽车用转向节。并且,可以将这些卡钳体、托架、盘形转子、制动鼓、以及转向节的全部作为根据本实施例的复合金属材料,也可以部分包含复合金属材料。当部分包含复合金属材料的时候,可以在铸造各个产品时将复合金属材料放置在模具内,也可以将各个产品的碳系材料放置在模具内,进行工序(c)。图12是车辆用盘式制动器的正视图。图13是图12中的车辆用盘式制动器的A-A'纵向剖面图。图14是车辆用鼓式制动器的正视图。图15是车辆用转向节的正视图。如图12和图13所示,车辆用盘式制动器的卡钳体是铰链滑动型的车辆用盘式制动器80的卡钳体82,包括:作用部84和反作用部86,其中,在夹住与未图示的车轮一体旋转的圆盘状的盘形转子90的两侧,对置设置包含摩擦材料的垫部92a、92b而支承;桥部88,将这些作用部84和反作用部86跨过盘形转子90的外侧而连接。作用部84位于车体的内侧,包括内部具有活塞842的汽缸844。在活塞842的盘形转子90侧的前端设有垫部92a。反作用部86,在对置于垫部92a的位置设有垫部92b。

纳米纤维。

图2及图3是利用非加压渗透法制造复合金属材料的装置的结构示意图。工序(c-l)可以接着工序(b)或工序(b')进行。在上述实施例的工序(a)中获得的复合弹性体可以使用与具有元素Y的物质例如作为还原剂的镁颗粒41、作为成为基体的金属材料Z的铝颗粒42、以及作为碳材料的例如碳纳米纤维40混合、并在具有最终产品的形状的成型模具内预先模压成型的复合弹性体4。如图2所示,在密闭的容器1内放入预先成型的复合弹性体4。在该复合弹性体4的上方放置成为基体的金属材料Z块例如铝块5。此外,将容器1的内部通过连接在容器1的减压装置2例如真空泵进行抽气。而且,还可以从连接在容器1上的注入装置3导入具有元素X的物质以及具有元素W的物质。作为注入装置,例如可以使用氮气瓶,导入的氮气中含有少量的氧。在本实施例中,元素X是氧,元素W是氮以及氧。