用于制备制动块的方法及相关的制动块技术

本发明专利技术公开了一种用于制备用于车辆的制动元件(11)具体说即制动块的方法，所述方法包括通过精密剪切和/或传统剪切金属支撑物(5)的模压成型步骤，和在摩擦材料块(10)的所述金属支撑物上的模制步骤；所述摩擦材料选自无石棉摩擦材料，而所述金属板(5)由选自经受沉淀硬化的铝合金(时效硬化合金)的铝合金制成，并且在所述合金处于增溶状态下时通过金属片材的精密剪切和/或传统剪切制成；在摩擦材料焙烧步骤期间时效的所述合金获得其工作所需的机械性能。

【技术实现步骤摘要】
用于制备制动块的方法及相关的制动块
本专利技术涉及用于制备制动元件的方法，具体地涉及制备制动块的方法，并且所述制动块具有与相同类型的已知制动块相当的强度，但重量显著降低并具有高耐蚀性。
技术介绍
已知制动块是旨在用于与车轮的盘式制动器或鼓式制动器相互作用的车辆车轮制动元件，并且包括被称为“底板”的金属支撑物、摩擦材料块(其整体模制到金属支撑物的一侧上)以及布置在摩擦材料块和金属支撑物之间的隔离/阻尼层(术语称为“垫层”)。金属支撑物通常由钢或铸铁制成，因为在使用中其必须能够同时经受相当大的热应力和机械应力。然而，钢支撑物(并且钢铁材料的支撑物通常都)存在易受腐蚀从而需要足够的保护处理并具有相对较高重量的双重缺点。在“汽车”领域中对减轻重量和增加性能(例如耐蚀性)的需求的不断增长已经促使对替代材料的使用进行研究，所述替代材料为诸如塑料/复合材料而不是轻合金，例如JP9126258中所述的铝合金。遗憾的是，迄今与这些材料相关的机械和/或热机械强度问题已经妨碍了它们的使用，因为它们不适用于高温和高应力应用。例如已知，与所述制动块用于车辆上相比，当常用铝合金在制动块制造过程中通常达到的温度下经受热循环时，一些重要的机械性能例如常用铝合金的拉伸强度和屈服强度会受到损失。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于以简单且经济的方式制备制动块的方法，并且更一般地讲，提供用于制备制动元件(因此也包括制动蹄)的方法，该方法能够制备轻的且基本上不受腐蚀的制动元件，但该制动元件具有与已知的配备有由钢或铸铁制成的金属支撑物的制动元件相当的性能特征。因此，本专利技术涉及制备用于车辆的制动元件的方法，具体地涉及制备制动块的方法。本专利技术还涉及根据本专利技术的方法制备的用于车辆的制动元件，特别是制动块。根据本专利技术的主要方面，制动元件(特别是制动块)通常通过在室温下以金属片材为原料的金属支撑物的精密剪切和/或传统剪切压制步骤，以及在摩擦材料块的金属支撑物上的模制成型步骤获得(所述模制成型步骤包括使用摩擦材料复合物进行的摩擦材料块的成型步骤，所述成型步骤包括摩擦材料块的焙烧步骤)，但在两者之间结合，通过适当地选择用于制备金属支撑物的金属材料以及时间和过程温度参数，以同时获得对摩擦材料和制备支撑物的金属材料这二者的最佳焙烧。特别地，摩擦材料选自无石棉摩擦材料，在无石棉摩擦材料中复合物是具有摩擦材料粘结作用的树脂或树脂的混合物，而金属支撑物由铝合金制成，所述铝合金选自经受沉淀硬化的铝合金(又称为时效硬化铝合金)。此外，根据本专利技术的优选方面，当合金处于完全增溶或仅部分时效的状态下时，金属支撑物得自“冷”金属片的精密剪切和/或传统剪切；该物理状态在铝合金的
中被称为“T4状态”，其中合金为延展性的并且不表现出高硬度，但具有较高的延伸率值，因此易于在室温下加工。然后将所选择的合金仅在相同摩擦材料焙烧步骤期间完全时效，焙烧步骤必须总是进行以形成摩擦材料块。在该摩擦材料焙烧步骤期间，使制备金属支撑物的铝合金经受热循环(类似于时效硬化的热循环)，意想不到地产生与对(本领域中已知)相同合金的标准时效硬化处理非常类似的效果，使得铝合金达到所谓的“T6”物理状态，在该物理状态中该合金被完全时效且稳定(即，随时间推移其在金属基体内不再经受进一步的合金元素的沉淀)。还发现，焙烧参数诸如时间、温度和炉型的适当选择允许满足具体要求的摩擦材料块在单个步骤中制备，并且同时允许具有时效硬化使得其具有与由钢(S235JR、S275JR和S420MC属于最常见的钢等级)或铸铁制备的当前支撑物的机械性能相当的机械性能的金属支撑物也在单个步骤中制备。用于执行本专利技术的优选的铝合金为2xxx、6xxx和7xxx系列合金，并且特别为6xxx系列的耐蚀(安奇可罗达，anticorodal)铝合金，并且更特别为6082(优选的)、6181或6061系列耐蚀(anticorodal)铝合金。附图说明从仅以举例的方式并参照附图给出的示例性非限制实施例的以下描述中，本专利技术的其他特征和优点将会变得显而易见，其中：图1示出了根据本专利技术的方法的处理流程的框图；图2示出了根据本专利技术制备的制动块的实验时间/温度曲线图。该曲线图通过根据ATE3-91305-01标准的试验台试验(也称为“Badewanne”试验)而获得，其中温度范围已修正为：100-150-200-250-300-350℃，而不是30-60-100-200-300-400℃，从而消除了冷态曲线(coldcurve)并添加了热循环，以增强施加至铝合金金属支撑物的热机械应力；图3示出了实验时间和温度曲线图，其使用根据本专利技术制备的制动块得自根据TRWTS4-16-102标准执行的另外的试验台试验(通常称为“汽车电机运动”试验)；以及图4示出了在根据本专利技术执行的制动元件的焙烧步骤期间金属支撑物的温度趋势线形图，其中摩擦材料块已得自本领域中已知类型的标准化合物。具体实施方式参照图1，附图标记1所表示的方框为根据本专利技术的方法的初始步骤，在该步骤期间根据本专利技术的选定的特定铝合金为时效硬化锻造铝合金，其优选地选自可从市场上获得的那些(不应排除选择目前未上市的但仍然是时效硬化合金的铝合金的可能性)。“锻造(wrought)或塑性加工(plasticworking)”铝合金被定义为以半成品状态使用的那些，尤其是层合物和挤出产品。用于这些合金的主要命名体系是数字的并且基于其化学组成。该体系通过一组四个数字标记来引用每种合金，根据下表其中第一个数字标记表示合金的系列/族：表11xxx纯铝，最低含量99.0％；铝合金(＊)2xxx铜合金；3xxx锰合金；4xxx硅合金；5xxx镁合金；6xxx镁硅合金；7xxx锌镁(铜)合金；8xxx含有根据上述列表的那些不同元素的合金。(＊)根据主要合金元素分组第二标记限定来自初始合金的任何变型形式，表示初始合金的标记0被保留。对于1xxx系列，后两个数字表示铝的纯度，而对于所有其他系列，后两个数字表示它们所属系列内的独特合金。首次这种命名可以追溯至1954年，并且由美国铝业协会(AluminumAssociation)引入美国。因此，在该体系中，每种合金的四个数字标记前面有字母AA(即AA7075)。相同的数字命名最近由欧洲法规(Europeanlegislation)引入。在这种情况下，四个数字标记前面有字母ENAW(例如ENAW7075)，其中EN表示‘欧洲标准化’并且AW是指‘铝锻造的’(锻造铝合金)。为了更好的表示和理解锻造合金，已引入进一步的分类标准，其包括将锻造合金分成：热处理合金和加工硬化合金，具体取决于确定其机械耐受力的最终水平以及(更一般地)各种性质的组合的结构-物理机制。经热处理(它们还被称为回火的或时效硬化)的合金属于2xxx、6xxx、7xxx和部分8xxx系列，并且用于所有主要类型的半成品(经挤出、层合、锻造和拉伸的产品)的制备。它们的典型特征是它们可以随着具体的热处理而表现出增强的机械耐受力，所述热处理然后(从微观结构上看)引起均匀分散在铝基体内的硬化相的形成。典型地，旨在实施本方法的处理可以汇总如下：-高温热处理以实现合金元素的最大增溶；-急冷(或淬火)以限制该溶解状态；-低温(自然时效硬化)或中高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备用于车辆的制动元件(11)特别是制动块的方法，所述方法包括以下步骤：‑通过剪切(5)模压成型金属支撑物，以及‑在所述金属支撑物的第一侧上模制成型摩擦材料块(10)，以使所述摩擦材料块与所述金属支撑物成为整体，所述第一侧在使用时面向被制动件，其特征在于结合如下二者：i)‑所述摩擦材料选自无石棉摩擦材料；ii)‑所述金属支撑物(5)由铝合金制成，所述铝合金选自经受沉淀硬化的铝合金(时效硬化合金)。

【技术特征摘要】
2013.10.21 IT TO2013A0008551.一种用于制备用于车辆的制动元件(11)的方法，所述方法包括以下步骤：-通过剪切模压成型金属支撑物(5)，以及-在所述金属支撑物的第一侧上模制成型摩擦材料块(10)，以使所述摩擦材料块与所述金属支撑物成为整体，所述第一侧在使用时面向被制动件，其中：i)-所述摩擦材料选自无石棉摩擦材料；其特征在于结合如下：ii)-所述金属支撑物(5)由铝合金制成，所述铝合金选自经受沉淀硬化的铝合金；iii)-所述模压成型步骤通过金属支撑物(5)的传统剪切和/或通过精密剪切来进行，并且在经受沉淀硬化的铝合金上执行，所述铝合金仍处于完全增溶或仅部分沉淀状态；具有至少部分合金元素所形成的沉淀的所述铝合金的时效硬化是通过所述摩擦材料块的模制成型步骤且在其期间进行的。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述制动元件为制动块。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：制备所述金属支撑物的所述铝合金为经受沉淀硬化的时效硬化合金。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：经受沉淀硬化的所述铝合金选自2xxx、6xxx或7xxx合金系列。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：经受沉淀硬化的所述铝合金选自耐蚀铝合金。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：模压成型所述金属支撑物所用的经受沉淀硬化的所述铝合金选自6082、6061或6181合金。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：模压成型步骤通过所述金属支撑物的精密剪切和/或传统剪切对系列6082、6061或6181铝合金片材执行，所述铝合金片材处于物理状态T4，并且其特征在于在所述摩擦材料块的所述模制成型期间使所述铝合金状态处于物理状态T6。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述金属支撑物(5)上进行的所述摩擦材料块(10)的所述模制成型步骤包括：使用摩擦材料复合物在所述金属支撑物上成型所述块的步骤和焙烧如此获得的整个摩擦元件以交联存在于所述复合物中的树脂的步骤。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：制备所述金属支撑物的所述铝合金为经受沉淀硬化的时效硬化合金，所述合...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得罗·贝托尔多，
申请(专利权)人：意大利ITT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT