制动鼓的制造方法技术

一制动鼓包括一环形鼓体（１３），和一固定在鼓体内圆周面（１８）上的摩擦件（１６）。由于鼓体是由重量轻的铝合金形成的，并且摩擦件是由铝基复合材料形成的，所以制动鼓总体上可以减少重量。而且，由于摩擦件通过熔化的铝合金金属铸封，其中摩擦件在其外周边（１７）上形成有凸出部分（１７ａ），所以摩擦件和鼓体可牢固地固定在一起。这样，即使在鼓制动器上施加很大的制动力时，也可以防止不希望发生的摩擦件从鼓体上分离。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术整体涉及在摩托车或汽车中使用的制动鼓及其这种制动鼓的制造方法，更具体地涉及这样一种制动鼓制造方法，即根据该方法制动器的摩擦件由铝基复合材料形成，然后摩擦件用铝合金铸封。
技术介绍
目前已知的某些摩托车或汽车使用鼓式制动器装置作为它们的制动装置。在鼓式制动器装置中，制动蹄压在与车轮一起旋转的制动鼓内圆周面(摩擦面)上以控制制动鼓的旋转。通常，传统的制动鼓是用铸铁整体形成的，或成为一个整体，以保持摩擦面的必要强度；但是，传统的铸铁制动鼓重量重并从而会阻碍减少装备制动鼓的摩托车或汽车的重量，而重量的减少是所希望的。因此，在某些更复杂的鼓式制动器装置中，为减少制动鼓的重量，在制动鼓的一部分中使用了重量轻的材料，如铝合金。即，需要具有高耐磨损性能的制动鼓摩擦面由铸铁形成，制动鼓的其余部分由铝合金或其它重量轻的材料形成，这样，备有这种制动鼓的摩托车或汽车整体重量大大减少，从而实现了更低的燃油消耗。但是，在摩托车或汽车领域，仍然强烈需要进一步减少重量以实现更低的燃油消耗，根据使用的制动鼓类型，必须进一步减少制动鼓的重量以更符合这种需要。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种重量轻的制动鼓和高效制造重量轻制动鼓的方法。根据本专利技术的第一方面，提供了在鼓式制动器中使用的制动鼓，它包括一圆柱形摩擦件，其外圆周上具有许多在圆周方向上间隔均匀的径向凸出部分；一整体形成的鼓体，该鼓体包围摩擦件外圆周并安装在外圆周上。通过在外圆周上形成的凸出和凹入部分，摩擦件可以显著增加的强度固定在鼓体上，这样，在鼓式制动器起制动作用时，即使在摩擦件上作用很大的圆周载荷，也能不仅可靠地防止摩擦件相对鼓体移动，而且能防止摩擦件从鼓体上分离。摩擦件由铝基复合材料形成，鼓体由铝合金形成。因此，本专利技术可提供重量非常轻的制动鼓。在本专利技术中，摩擦件的每个凸出部分的凸出高度在0.5-3.0毫米范围内。而且，凸出部分之间的间距夹角可设定在6-45°范围内，更可取的是在6-30°范围内。根据本专利技术的第二方面，提供了通过将摩擦件固定在由铝合金形成的支持件内圆周面上来制造制动鼓的方法，它包括提供由铝基复合材料形成的环形摩擦件的步骤；加热摩擦件的步骤；将通过加热步骤加热的摩擦件安装在铸模模型件之一的凸出部分上的步骤，其中凸出部分的温度比摩擦件低；通过将一个模型件与铸模的另一个模型件配合以形成空腔的步骤；将熔化的铝合金金属充入空腔，同时强迫冷却被加热的摩擦件，以借此通过合金铸封摩擦件的步骤。在本专利技术中，当要将环形摩擦件紧密地安装在铸模模型件之一的凸出部分上时，使摩擦件的温度升高到超过上述模型的凸出部分的温度，然后相对模型的凸出部分将摩擦件放置就位。更具体地，当摩擦件是由铝基复合材料形成时，摩擦件的热线性膨胀系数比一个模型件的凸出部分的热线性膨胀系数大。因此，摩擦件的内径变得比模型的凸出部分的外径大，这样摩擦件可容易地环绕模型凸出部分的外周放置并相对模型的凸出部分放置就位。而且，在熔化的铝合金金属充入或填入到铸模之前，通过一个模型件的凸出部分使摩擦件强迫冷却下来。摩擦件的强迫冷却导致摩擦件收缩以减小在摩擦件和模型凸出部分之间可能存在的间隙，而且在将熔化的铝合金金属充入或填入到空腔过程中，限制了摩擦件温度的升高。其结果是，可适当限制摩擦件的热膨胀，并可防止熔化的金属进入摩擦件的内圆周，这是不希望出现的。上述强迫冷却被加热的摩擦件是通过使冷却液在一个模型件的凸出部分内循环流动实现的。冷却液可以是冷却水。这样，用于冷却摩擦件的设施可以具有较简单的构造，从而减少了冷却设施的必要费用。铝基复合材料的环形摩擦件通过下列步骤制造的制造铝基复合材料的步骤，通过使金属氮化物的加强材料与镁氮化物接触并使铝合金渗透到加强材料内，通过镁氮化物的还原作用至少一部分加强材料作为金属部分暴露；通过挤压使铝基复合材料形成圆柱形件的步骤，其中圆柱形件外周上具有凸出和凹入部分，圆柱形件的内径构成制动鼓的内径；将圆柱形件切割成与制动鼓相应的宽度的步骤。通过镁氮化物的还原作用将加强材料转换成金属部分可改善与熔化的铝合金金属的可粘性。这样改善的可粘性可将加强材料氧化物和铝合金之间的交界面-它们相对的面-牢固地粘在一起，借此提供了具有优良延展性的铝基复合材料坯。该铝基复合材料被挤压以制造摩擦件。通过经受挤压过程，摩擦件可具有优良的拉伸和屈服应力，并从而作为制动鼓摩擦件保证了足够的机械强度。而且，由铝基复合材料形成的摩擦件重量轻。根据本专利技术的第三方面，提供了通过将摩擦件固定在由铝合金形成的支持件内圆周面上来制造制动鼓的方法，包括制造铝基复合材料的步骤，通过使金属氮化物的加强材料与镁氮化物接触并使铝合金渗透到加强材料内，通过镁氮化物的还原作用至少一部分加强材料作为金属部分暴露；通过挤压使铝基复合材料形成圆柱形件的步骤，其中圆柱形件外周上具有凸出和凹入部分，圆柱形件的内径构成制动鼓的内径；将圆柱形件切割成与制动鼓相应的宽度，借此提供摩擦件的步骤；将摩擦件设置在铸模内，并通过起支持件作用的铝合金铸封设置好的摩擦件的步骤。通过镁氮化物的还原作用将加强材料转换成金属部分可改善与熔化的铝合金金属的可粘性。改善的可粘性可将加强材料氧化物和铝合金的相对表面牢固地粘在一起，借此提供了具有优良延展性的铝基复合材料坯。该铝基复合材料被挤压以制造摩擦件。通过经受挤压过程，摩擦件可具有优良的拉伸和屈服应力，并从而作为制动鼓摩擦件保证了足够的机械强度。而且，由铝基复合材料形成的摩擦件重量轻。而且，与传统铸铁相比，构成摩擦件基体的铝合金可提高摩擦件的导热性，并允许制动作用产生的热量容易消散，这样本专利技术的摩擦件具有改善的抗衰退能力。而且，通过用铝合金形成基体，摩擦件可具有和支持件基本相同的热线性膨胀系数，当制动器起作用时，这能有效地防止摩擦件和支持件之间的热膨胀差别。在提供摩擦件之后，本专利技术的制动器制造方法还包括将摩擦件加热到温度高于铸模的步骤，将加热的摩擦件设置在铸模内之后，摩擦件被铝合金铸封。由于摩擦件由铝基复合材料形成，所以当摩擦件加热到比铸模高的预定温度时，摩擦件的热线性膨胀比铸模大。这样，摩擦件的内径增加以允许非常容易地将摩擦件设置在铸模内。铝基复合材料的挤压是以设置在10到40范围内的挤压比进行的，挤压比是通过挤压前的铝基复合材料横截面面积除以最终被挤压的圆柱形件的横截面面积确定的。如果挤压比设定为10或更小，圆柱形件(摩擦件)的拉伸强度和屈服应力会下降到摩擦件不能保持作为制动鼓摩擦件所必要的预定强度的程度。因此，在本专利技术中，挤压比设定为大于10，以保证摩擦件的必要强度。但是，如果挤压比设定为大于40，则挤压力会变得如此之大，以至于挤压速度明显下降。降低的挤压速度会使周期性能恶化并导致制造成本增加；因此，在本专利技术中挤压比上限设定为40。附图简要说明附图说明图1为展示备有本专利技术制动鼓的摩托车后轮的透视图；图2为展示制造本专利技术制动鼓的方法步骤顺序的流程图；图3A到3C为解释制造图2中所示铝基复合材料坯的过程的详细视图；图4A和4B为解释在用铝基复合材料坯制造出圆柱形件后，制造外圆周上具有凸出和凹入部分的摩擦件过程的详细视图；图5为展示在环形摩擦件的制造中，挤压图4A中所示铝基复合材料的挤压比与拉伸强度和屈服应力之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在鼓式制动器中使用的制动鼓，包括： 一圆柱形摩擦件，其外圆周上具有许多在圆周方向上间隔均匀的轴向凸出部分； 一整体形成的鼓体，该鼓体包围所述摩擦件外圆周并安装在外圆周上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小泉隆，越后隆治，庄子广人，中尾靖宏，菅谷有利，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]