制作制动器盘的方法和用于盘式制动器的制动器盘技术

本发明专利技术涉及一种制作制动器盘的方法，包括以下操作步骤：a)准备制动器盘，制动器盘包括设置有两个相反制动表面2a、2b的制动带2，每个制动表面至少部分地限定盘的两个主要面之一，制动带由灰口铸铁或钢制成；(b)使至少一个所述制动表面经受适于增加其表面粗糙度的工作过程；c)以增加的表面粗糙度对所述制动表面进行氮碳共渗，从而在所述表面上获得氮碳共渗表面层300；(d)通过喷涂沉积技术，优选地通过HVOF技术或HVAF技术或KM技术，在所述氮碳共渗表面层上沉积由Cr3C2和NiCr或NiCr、Fe、Mo、Co、Mn和Al构成的颗粒形式的材料，从而形成覆盖制动带的两个制动表面中的至少一个的基部保护涂层30，其中夹有所述氮碳共渗层；以及e)通过喷涂沉积技术，优选地通过HVOF技术或HVAF技术或KM技术，在所述基部保护涂层上沉积由WC、Fe、Cr和Al构成的颗粒形式的材料，因此形成由WC和Fe、Cr和Al构成并且覆盖制动带的两个制动表面中的至少一个的表面保护涂层3。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制作制动器盘的方法和用于盘式制动器的制动器盘
本专利技术涉及一种用于制作制动器盘的方法及一种用于盘式制动器的制动器盘。
技术介绍
车辆(vehicle，交通工具、载具)的盘式制动系统的制动器盘包括环形结构或制动带，以及称为钟形件的中央固定元件，通过该元件将盘固定到车辆的旋转部分暂停，例如一个枢纽。制动带设置有适于与摩擦元件(制动衬垫)配合的相对制动表面，该制动表面容纳在跨越制动带放置并且与车辆悬架的非旋转部件形成一体的至少一个卡钳体中。相对的制动衬垫和制动带的相对制动表面之间的受控相互作用通过摩擦来确定制动作用，这允许车辆减速或停止。制动器盘一般由灰口铸铁或钢制成。事实上，这种材料允许以相对较低的成本获得良好的制动性能(尤其是在磨损控制方面)。由碳或碳陶瓷材料制成的盘可提供更高的性能，但成本更高。由铸铁或钢制成的传统盘的局限性与过度磨损有关。至于由灰口铸铁制成的盘，另一非常不利的方面与过度的表面氧化有关，从而导致生锈。这方面既影响制动器盘的性能又影响其外观，因为制动器盘上的锈对于用户来说在美学上是不可接受的。已经尝试通过为由灰口铸铁或钢制成的盘提供保护涂层来解决这些问题。保护涂层一方面减少盘磨损，另一方面保护灰口铸铁基部免受表面氧化，从而防止形成锈层。目前可用并应用于盘的保护涂层虽然提供耐磨性，但容易剥落，剥落确定了保护涂层与盘本身的脱离。当前可用的并施加在灰口铸铁或钢盘上的保护涂层，虽然提供耐磨性，但是容易剥落，剥落决定了它们与盘本身的脱离。这种类型的保护涂层例如在涉及低磨损盘式制动器问题的专利US4715486中描述。盘尤其由铸铁制成的盘具有由通过高动能冲击技术沉积在盘上的颗粒材料制成的涂层。根据第一实施方式，涂层包含20％至30％的碳化钨、5％的镍以及其余部分的碳化铬和钨的混合物。根据第二实施方式，涂层包含80％至90％的碳化钨、最多达10％的钴、最多达5％的铬和最多达5％的碳。在通过热喷涂技术施加涂层的情况下，常规保护涂层从由灰口铸铁或钢制成的盘脱离的原因之一是游离碳在保护涂层中的存在。事实上，碳会燃烧，与形成的保护涂层中并入的氧结合。这导致在涂层内形成微气泡，这会阻止涂层充分粘附到盘上，从而促进其去除。由上可知，明显地，由灰口铸铁或钢制成的具有保护涂层的盘目前不能用于制动系统领域。然而，考虑到由保护涂层保证的耐磨性方面的优点，在本领域中强烈感觉到需要解决参考现有技术的上述缺点。特别地，感到需要使灰口铸铁或钢盘设置有可以增加盘的耐磨性并且随着时间的推移也很牢固的保护涂层。申请人在国际申请WO2014/097187中针对由灰口铸铁或钢制成的盘提出了上述问题的解决方案。在由灰口铸铁或钢制成的盘的情况下，它包括在通过沉积由按重量计70％至95％的钨、按重量计5％至15％的钴和按重量计1％至10％的铬构成的颗粒形式的材料获得的盘式制动器的制动表面上制作保护涂层。颗粒形式的材料的沉积是通过HVOF(高速氧气燃料)或HVAF(高速空气燃料)或KM(动力学金属化)技术获得的。更详细地，根据WO2014/097187中提供的解决方案，HVOF、HVAF或KM沉积技术与用于形成涂层的化学成分的组合允许获得具有高键合强度的保护涂层，这确保在灰口铸铁或钢上的高锚定程度。所使用的颗粒材料不包含游离碳(C)，甚至不以痕量形式。这允许显著减少保护涂层的剥落现象。采用WO2014/097187中提供的用于由灰口铸铁或钢制成的盘或WO2014/097186中提供的用于由铝或铝合金制成的盘的解决方案允许显著减少在已知现有技术中发现的保护涂层剥落现象，但不能完全消除它们。实际上，即使在由铝或铝合金或铸铁或钢制成的、设置有根据WO2014/097186或WO2014/097187制成的保护涂层的盘中，保护涂层的剥落和坍塌也继续发生，尽管频率低于已知的现有技术。申请人在国际申请WO2017046681A1中已经提供了对保护涂层剥落和塌陷问题的部分解决方案。特别地，这种解决方案提供在保护涂层和制动表面之间制作由65％至95％的碳化铬(Cr3C2)和其余部分的镍-铬(NiCr)构成的基部保护涂层。在基部保护涂层上制成的表面保护涂层由按重量计80至90％的碳化钨(WC)和其余部分的钴(Co)构成。通过HVOF(高速氧气燃料)或HVAF(高速空气燃料)或KM(动力学金属化)技术，可以为两种保护涂层沉积颗粒形式的材料。这种解决方案特别应用于由灰口铸铁或钢制成的盘。相对于现有技术，WO2017046681A1提供的技术方案在减少保护涂层的坍塌和剥落方面提供了显著的改进。然而，能够达到的结果并不完全令人满意。因此，在参考领域中，对由灰口铸铁或钢制成的、设置有不会经受剥落或经受的剥落程度比已知解决方案低得多的保护涂层的盘的需求持续存在，以便确保长时间的耐磨性。
技术实现思路
通过根据权利要求1的用于制作制动器盘的方法和根据权利要求14的用于盘式制动器的制动器盘满足了对设置有不会经受剥落或经受的剥落程度比已知解决方案低得多的保护涂层的盘的需求。附图说明通过以下通过非限制性实施方式给出的优选实施方式的描述，本专利技术的其他特征和优点将变得更加明显，其中：-图1示出了根据本专利技术的实施方式的盘式制动器的俯视图；-图2示出了图1中的盘沿其上指示的剖面线II-II截取的视图，其中示意性地示出了制动带，不考虑涂覆层的实际比例和粗糙度轮廓，以便使它们的特征在图形上是可观的；和-图3示出了图2的放大细节，涉及此处所示方框中指示的制动带的一部分。与以下描述的实施方式共同的元件或部分将使用相同的附图标记表示。具体实施方式参考上述附图，附图标记1指示根据本专利技术的作为整体的制动器盘。根据本专利技术的一般实施方式，如附图所示，盘式制动器1包括制动带2，制动带设置有两个相反的制动表面2a和2b，每个制动表面至少部分地限定了盘的两个主要面中的一个。制动带2由选自灰口铸铁或钢的基金属构成。优选地，制动带由灰口铸铁制成。特别是，整个盘由灰口铸铁制成。因此，在以下描述中，将参考由灰口铸铁制成的盘，但不排除它由钢制成的可能性。盘1设置有：-基部保护涂层30，其覆盖制动带的两个制动表面中的至少一个；和-表面保护涂层3，其覆盖制动带的两个制动表面中的至少一个并且被制成覆盖上述基部保护涂层30。基部保护涂层30由碳化铬(Cr3C2)和镍-铬(NiCr)构成，或者由镍-铬(NiCr)、铁(Fe)、钼(Mo)、钴(Co)、锰(Mn)和铝(Al)构成，并且通过使用喷涂沉积技术，优选地HVOF(高速氧气燃料(高速氧气燃料，超音速火焰喷涂))技术或HVAF(高速空气燃料(高速氧气燃料，超音速火焰喷涂))技术或KM(动力学金属化)技术在盘1上沉积颗粒形式的涂层组分而获得的。表面保护涂层3由碳化钨(WC)、铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)构成，是通过喷涂技术，优选地利用HVOF(高速氧气燃料)技术或通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制作制动器盘的方法，包括下述操作步骤：/na)准备制动器盘，所述制动器盘包括制动带(2)，所述制动带设置有两个相反的制动表面(2a、2b)，所述两个相反的制动表面中的每个制动表面至少部分地限定所述盘的两个主要面中的一个主要面，所述制动带由灰口铸铁或钢制成；/n(b)使所述制动表面(2a或2b)中的至少一个制动表面经受旨在增加其表面粗糙度的工作过程；/nc)对具有增加的表面粗糙度的所述制动表面进行氮碳共渗，从而在所述表面上获得氮碳共渗表面层(300)；/n(d)在所述氮碳共渗表面层(300)上沉积由下述构成的颗粒形式的材料：/n-碳化铬(Cr3C2)和镍-铬(NiCr)，或者/n-镍-铬(NiCr)、铁(Fe)、钼(Mo)、钴(Co)、锰(Mn)和铝(Al)，/n使用喷涂沉积技术，优选地HVOF(高速氧气燃料)技术或HVAF(高速空气燃料)技术或KM(动力学金属化)技术，形成覆盖所述制动带的两个制动表面中的至少一个制动表面的基部保护涂层(30)，其中所述氮碳共渗层(300)被夹进；以及/ne)使用喷涂沉积技术，优选地HVOF(高速氧气燃料)技术或HVAF(高速空气燃料)技术或KM(动力学金属化)技术，在所述基部保护涂层(30)上沉积由碳化钨(WC)、铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)构成的颗粒形式的材料，从而形成表面保护涂层(3)，所述表面保护涂层由碳化钨(WC)和铁(Fe)、铬(Cr)和铝(A1)构成并且覆盖所述制动带的两个制动表面中的至少一个制动表面。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181221 IT 1020180000207731.一种制作制动器盘的方法，包括下述操作步骤：
a)准备制动器盘，所述制动器盘包括制动带(2)，所述制动带设置有两个相反的制动表面(2a、2b)，所述两个相反的制动表面中的每个制动表面至少部分地限定所述盘的两个主要面中的一个主要面，所述制动带由灰口铸铁或钢制成；
(b)使所述制动表面(2a或2b)中的至少一个制动表面经受旨在增加其表面粗糙度的工作过程；
c)对具有增加的表面粗糙度的所述制动表面进行氮碳共渗，从而在所述表面上获得氮碳共渗表面层(300)；
(d)在所述氮碳共渗表面层(300)上沉积由下述构成的颗粒形式的材料：
-碳化铬(Cr3C2)和镍-铬(NiCr)，或者
-镍-铬(NiCr)、铁(Fe)、钼(Mo)、钴(Co)、锰(Mn)和铝(Al)，
使用喷涂沉积技术，优选地HVOF(高速氧气燃料)技术或HVAF(高速空气燃料)技术或KM(动力学金属化)技术，形成覆盖所述制动带的两个制动表面中的至少一个制动表面的基部保护涂层(30)，其中所述氮碳共渗层(300)被夹进；以及
e)使用喷涂沉积技术，优选地HVOF(高速氧气燃料)技术或HVAF(高速空气燃料)技术或KM(动力学金属化)技术，在所述基部保护涂层(30)上沉积由碳化钨(WC)、铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)构成的颗粒形式的材料，从而形成表面保护涂层(3)，所述表面保护涂层由碳化钨(WC)和铁(Fe)、铬(Cr)和铝(A1)构成并且覆盖所述制动带的两个制动表面中的至少一个制动表面。


2.根据权利要求2所述的方法，其中，执行在步骤b)中执行的工作过程以在所述表面上产生由多个突起(20)限定的粗糙轮廓，所述多个突起正交于所述表面延伸，高度在30至200μm之间，彼此间隔开——在相对于所述制动带的中心的径向或周向方向上——间距在300至2000μm之间，优选地，所述突起(20)相对于与所述突起延伸起自的表面正交的方向具有底切角(α)，优选地，所述底切角(α)在2°至15°之间。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤b)是使用工作过程通过切屑去除或通过激光切割或通过塑性变形执行的。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤b)是使用工作过程通过粗糙度Ra在0.8至2之间的精车削执行的。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤b)是使用工作过程通过粗糙度Rz在10至80之间的喷砂执行的。


6.根据上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，所述氮碳共渗步骤c)是通过铁素体氮碳共渗处理获得的。


7.根据上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，执行所述氮碳共渗步骤c)，使得所述氮碳共渗表面层(300)的深度在2至30μm之间，显微硬度的硬度值高于300HV。


8.根据上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，所述氮碳共渗步骤c)之后是在所述沉积步骤d)之前执行的所述氮碳共渗层(300)的后氧化步骤f)，以获得氧化顶层(330)，所述氧化顶层包括磁铁矿(Fe3O4)，优选地，所述氧化顶层(330)包括厚度在2至10μm之间的磁铁矿(Fe3O4)。


9.根据上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，在所述沉积步骤d)中沉积的、用以制作所述基部保护涂层(30)的、颗粒形式的材料由按重量计65％至95％的碳化铬(Cr3C2)及其余部分的镍-铬(NiCr)构成。


10.根据上述权利要求1至8中的一项或多项所述的方法，其中，在所述沉积步骤d)中沉积的、用以制作所述基部保护涂层(30)的、颗粒形式的材料基于镍-铬(NiCr)，其中按重量计镍(Ni)的含量为40％至75％，按重量计铬(Cr)的含量为14％至30％，其余部分为铁(Fe)、钼(Mo)、钴(Co)、锰(Mn)和铝(Al)。


11.根据上述权利要求中的一项或多项所述的方法，其中，在所述沉积步骤d)中沉积的、用以制作所述表面保护涂层(30)的、颗粒形式的材料由按重量计75％至87％的碳化钨(WC)及其余部分的铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)构成，优选地由按重量计10％至17％的铁(Fe)、按重量计2.5％至5.8％的铬(Cr)、按重量计0.6％至2.2％的铝(A...

【专利技术属性】
技术研发人员：法比亚诺·卡米纳蒂，西莫内·比翁多，亚历山大·曼奇尼，费德里科·贝尔塔西，
申请(专利权)人：乐姆宝公开有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT