制动盘及其制造方法技术

本发明专利技术的制动盘是通过向表面推压制动块来将车轴的旋转进行制动的制动盘，其具备安装在与所述车轴一体地旋转的旋转体上的盘主体、以及多层地层叠在所述盘主体的表面上的堆焊层，所述堆焊层通过粉体激光堆焊层叠在所述盘主体的表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。本申请基于2013年09月13日向日本提出的特愿2013-191081号主张优先权，在此引用其内容。
技术介绍
在新干线等铁路车辆的车轮或车轴上，设置通过推压制动块来获得制动力的制动盘。这里，此种制动盘具有因制动时发生的热影响而产生裂纹或变形的问题。因而，提倡通过用耐热性优异的材料被覆制动盘的盘主体的表面，可抑制发生由制动热导致的裂纹或变形的制动盘。例如，对于专利文献I中公开的制动盘，首先，对盘主体的表面实施喷砂处理。也就是说，通过以规定的压力对盘主体的表面喷射由无机质材料构成的粒子，在盘主体的表面形成凹凸状的粗面化处理层。然后，在该粗面化处理层的表面形成金属结合层后，通过对金属结合层的表面喷镀耐热性及韧性优异的氧化锆等陶瓷，在金属结合层的表面形成耐热性被覆层。根据这样的制动盘的构成，通过耐热性被覆层可降低制动时发生的热向盘主体的传递，因而可抑制在盘主体发生裂纹或变形。在该专利文献I公开的提高制动盘的耐热裂纹性的表面处理技术中，盘主体和耐热性被覆层经由粗面化处理层及金属结合层而强固地结合在一起。因此，专利文献I公开的表面处理技术中的盘主体和耐热性被覆层的结合强度与以往的喷镀法或镀覆法等表面处理技术相比虽有所提高，但在高速行驶时的制动环境(高速旋转、振动负载、高温)中还不充分。可是，作为通过使制动盘的摩擦面冷却来抑制热裂纹发生的以往技术，有在盘主体的表面铸附了铸铁材的制动盘(包覆盘)，但有盘主体和铸铁层的密合强度低的问题。此夕卜，以往的锻钢制制动盘虽具有耐热性及耐裂纹性，但未进行表面处理。因此，以往的锻钢制制动盘有容易受制动时的热影响的问题。下述专利文献2中公开了解决上述那样的热影响问题的制动盘的制造方法。专利文献2中公开的制动盘的制造方法中，进行利用焊接的表面处理方法，为了缓和以热裂纹为代表的热影响，对盘主体的表面进行粉体等离子体弧堆焊(PTA焊接)。具体地讲，在专利文献2中公开的制动盘的制造方法中，通过在安装于与车轴一体地旋转的旋转体上的盘主体的表面上，采用PTA焊接历经多层地层叠通过将熔点比该盘主体高的高熔点金属的粒子分散在基质材料中而形成的焊接材料，来制造制动盘。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2009-63072号公报专利文献2:日本特开2012-233530号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题可是，在专利文献2公开的PTA焊接中，由于焊接时需要预热，且因盘主体达到非常高的高温而产生热变形，从而使盘主体变形。因此，有在焊接施工前为使盘主体的形状成为倒锥形形状而需要实施预加工的问题。此外，在专利文献2公开的PTA焊接中，由于焊接的对象物越大型或越长热变形越增大，所以难以使盘主体薄壁化。此外，在采用PTA焊接时，因高温的等离子体而使盘主体向堆焊层内溶出(熔深量10?20%)。其结果是，发生堆焊层的强度及功能性下降的问题，或发生具有不定形状的焊道、气孔或凹坑等焊接不良的新问题。此外，为了通过PTA焊接在盘主体的表面形成堆焊层，需要发生高温的电弧放电，因此还有运行成本增大的问题。本专利技术是鉴于上述事情而完成的，其目的在于提供能实现盘主体的薄壁化、且可防止堆焊层的强度及功能性的下降的。用于解决课题的手段 本专利技术为了通过解决上述课题来达到上述目的，采取以下手段。(I)本专利技术的一个方案涉及的制动盘是通过向表面推压制动块而将车轴的旋转进行制动的制动盘，所述制动盘具备:安装在与所述车轴一体地旋转的旋转体上的盘主体、以及多层地层叠在所述盘主体的表面上的堆焊层，所述堆焊层通过粉体激光堆焊层叠在所述盘主体的表面上。(2)在上述(I)所述的制动盘中，也可以为:所述堆焊层由层叠体构成，所述层叠体二层以上地层叠在所述盘主体的表面上且由规定的基质形成，所述层叠体包含内层和外层，所述内层层叠在所述盘主体上且不含有熔点比所述盘主体高的高熔点金属粒子，所述外层形成在所述内层上且含有所述高熔点金属粒子。(3)在上述(2)所述的制动盘中，所述高熔点金属粒子也可以含有钼、钨、铌及钽中的至少I种。(4)在上述(2)或(3)所述的制动盘中，也可以为:所述堆焊层的所述外层进一步含有陶瓷粒子，所述外层中的所述陶瓷粒子的含量以质量％计为超过0%且50%以下。(5)本专利技术的一个方案涉及的制动盘的制造方法是通过向表面推压制动块而将车轴的旋转进行制动的制动盘的制造方法，所述制造方法具有下述工序:在安装于与所述车轴一体地旋转的旋转体上的盘主体的表面上，通过粉体激光堆焊形成堆焊层的堆焊层形成工序。(6)在上述(5)所述的制动盘的制造方法中，所述堆焊层形成工序也可以具有下述工序:第I工序，其通过对所述盘主体的表面照射激光，同时向所述激光的照射部位供给第I金属粉末，使所述第I金属粉末熔融，从而在所述盘主体的表面形成所述堆焊层的内层；以及第2工序，其通过对所述内层的表面照射所述激光，同时向所述激光的照射部位供给第2金属粉末，使所述第2金属粉末熔融，从而在所述内层的表面形成所述堆焊层的外层。此外，也可以为:所述第I金属粉末为规定的基质的粒子，所述第2金属粉末为所述基质的粒子与具有比所述盘主体的熔点高的熔点的高熔点金属粒子的混合粉末。(7)在上述(5)或(6)所述的制动盘的制造方法中，所述高熔点金属粒子也可以含有钼、钨、铌及钽中的至少I种。(8)在上述(5)?(7)中任一项所述的制动盘的制造方法中，也可以为:所述第2金属粉末为所述基质的粒子、所述高熔点金属粒子与陶瓷粒子的混合粉末，所述第2金属粉末中的所述陶瓷粒子的含量以质量％计为超过O %且50 %以下。专利技术效果在上述方案中，由于采用热影响比以往的PTA焊接小的粉体激光堆焊(LMD焊接)，在盘主体上层叠堆焊层，所以不需要以往的PTA焊接中必需的预热，且可抑制焊接时发生的热变形，所以能够抑制盘主体的变形。其结果是，根据上述方案，能够实现盘主体的薄壁化。此外，在上述方案中，通过采用热影响比PTA焊接小的LMD焊接，还能够防止盘主体向堆焊层内溶出。其结果是，根据上述方案，能够防止堆焊层的强度及功能性的下降。此外，还能够抑制在堆焊层发生具有不定形状的焊道、气孔或凹坑等焊接不良，因而可进一步防止堆焊层的强度下降。此外，在上述方案中，由于采用热影响比PTA焊接小的LMD焊接，在盘主体上层叠堆焊层，所以作为分散在堆焊层内的粒子，能够使用熔点比较低的陶瓷粒子(例如氧化铝)。此外，在上述方案中，在盘主体上的堆焊层中，由于层叠在盘主体上的内层(第一层)为不含高熔点金属粒子的层，因此能够提高堆焊层和盘主体的密合性。此外，由于含在堆焊层的外层(第二层、第三层)中的高熔点金属粒子在焊接后也以金属粒子残存于外层内，因此能够对盘主体赋予高的耐热性，能够防止在焊接后的堆焊层中产生裂纹。另外，在上述方案中，在安装于与车轴一体地旋转的旋转体上的盘主体的表面上，通过LMD焊接层叠分散有熔点比该盘主体高的高熔点金属粒子的焊接材料。根据这样的上述方案，通过采用LMD焊接而形成在盘主体上的堆焊层，能够抑制行驶时的制动时的摩擦热给盘主体带来的淬火，从而能够抑制在盘主体的表面产生裂纹或变形，能够对制动盘赋予耐热性和耐热裂纹性这两者。【附图说明】图1是表示具备本专利技术的一个实施方式涉及的制动盘的新干线用制动装置的外观的概略本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制动盘，其是通过向表面推压制动块而将车轴的旋转进行制动的制动盘，其特征在于：所述制动盘具备：安装在与所述车轴一体地旋转的旋转体上的盘主体、以及多层地层叠在所述盘主体的表面上的堆焊层，所述堆焊层通过粉体激光堆焊层叠在所述盘主体的表面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：嵯峨信一，狩野泰，阿佐部和孝，坂口笃司，米山三树男，辰巳佳宏，
申请(专利权)人：公益财团法人铁道总合技术研究所，新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP