粉末冶金摩擦材のご紹介（下）
現代の機械の高速化、高負荷化に伴い、摩擦材の総合的な性能がますます求められており、粉末冶金摩擦材の重要性はますます高まっています。
材料構成は主に母材、潤滑要素、摩擦要素から構成されます。 その構造の特徴は、特殊な特性を持つさまざまな粒子が連続金属マトリックス中に均一に分布しており、後者は熱伝導性と機械的応力に役割を果たし、前者は摩擦性能を確保します。 各部品に使用される材料は大まかに以下のとおりです。
ベースメタル 銅ベースの材料は通常、錫、鉛、亜鉛合金であり、熱伝導性、耐食性、耐摩擦性に優れており、主に「湿式」クラッチに使用されます。 鉄ベースの材料は摩擦係数と耐熱性に優れており、主に乾式の重負荷ブレーキに使用されます。
潤滑成分 通常は黒鉛や鉛が使用されますが、硫化モリブデン、硫化銅、硫化バリウム、窒化ホウ素などの固体潤滑剤が使用されることもあります。 融点の低い鉛や錫などは高温になると部分的に溶け、摩擦熱を吸収して摩擦面に皮膜を形成し、固着・焼き付き・摩耗を防止します。
摩擦成分 材料の摩擦係数を高める、つまり滑り抵抗を高めるために使用されます。 主なものは、酸化物（SiO2、Al2O3、Cr2O3）、炭化物（SiC、B4C）、鉱物（アスベスト、ムライトなど）です。
製造プロセス 大きな圧力や運動エネルギーに耐えたり伝達したりできるように、摩擦材は鋼板上で焼結されることがほとんどです。 製造プロセスは主に、粉末の準備、投入、混合、プレス（粉末冶金成形を参照）、および焼結です。 プレス加工には通常2つの方法があり、1つは均一な粉末を混合してプレス成形し、次に鋼板上で加圧焼結する方法です。 1つは均一な粉末を混合し、鋼板に直接押し付けて加圧焼結する方法です。
焼結は、一方では粉末層内の粒子間の結合強度を高め、他方では高温と高圧を利用して粉末層と鋼板をしっかりと結合させることです。 焼結は通常、サンプルを加圧できる「ベル型」焼結炉内で中性または還元性雰囲気中で行われます。 フリクションディスクはスプレーや粉末圧延によっても製造されます。 各方法には独自の長所と短所があり、用途の要件に応じて適切な材料とプロセスを選択することが重要です。
