盘式制动器制造技术

本发明专利技术涉及一种盘式制动器，所述盘式制动器具有由轻质金属形成的制动盘和至少一个作用于所述制动盘的制动衬片，其中所述制动盘在其制动轨道中的至少一个制动轨道上具有多个凹陷部、优选沟槽，所述凹陷部分布在所述制动轨道的整个区域上。根据本发明专利技术，所述制动盘由过共晶铝硅合金构成，所述合金具有含量为13至21重量％的硅和最大含量为0.3重量％的铜，其中所述制动衬片包含NAO摩擦材料。

disc brake

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】盘式制动器本专利技术涉及一种具有权利要求1的前序部分所述特征的盘式制动器，所述盘式制动器具有由轻质金属形成的制动盘和至少一个作用于所述制动盘的制动衬片，其中所述制动盘在其制动轨道中的至少一个制动轨道上具有多个凹陷部、优选沟槽，所述凹陷部分布于所述制动轨道区域、优选所述制动轨道(Bremsbahn)的整个区域在车辆中，尤其在机动车辆中，盘式制动器形成了制动装置的最广泛使用的构造类型。盘式制动器基本上由制动盘和在边缘侧从周围抱紧制动盘的制动钳组装成。在此，制动盘通过可旋转地安装在转向节中的轮毂与车辆的待制动的车轮相连。与此相对，制动钳固定在转向节上。实际的减速通过贴靠到制动盘上的制动衬片来实现，制动衬片在制动盘两侧布置在制动盘与制动钳之间。依据应用情景不同，制动盘可以由铁或由碳-陶瓷或铝组成。由铁、更确切地说由灰铸铁制造的制动盘虽然应用非常广泛，但是具有已知的在未被制动衬片覆盖的表面区域处的表面锈蚀的问题。这种表面锈蚀外观丑陋并且产生了低质量的视觉印象。受腐蚀侵袭的表面区域的摩擦性能与未受腐蚀侵袭的表面区域也不同，这导致不希望的“制动抖动(Bremsenrubbeln)”。还可能产生令人厌烦的噪音(NVH)。另外，在与铝轮辋组合时有时产生破坏性影响，在制动过程中脱落的高温铁颗粒可能将其形状烧入铝轮辋的表面中。众所周知，所有制动粉尘中的大约50-70％是由铁形成的制动盘的磨损所致。总体上，制动盘应具有尽可能低的磨损以及少释放粉尘的制动表面。为了实现这一点，努力试图实现其尽可能坚硬的表面织造。由铝形成的制动盘必须满足高的、复杂的且相互影响的要求。在此，多种因素，例如，强度、耐腐蚀性、在对于车辆而言常见的工作状态(盐、冷、热、湿、水气等)下摩擦系数的稳定产生以及同时耐磨性扮演重要角色。铝自身并不适合应对这些因素，因此使用带有嵌入的硬质材料颗粒的铝基质复合合金。于是，例如在由铝构成的制动盘的情况下对应地添加了碳化硅(SiC)，碳化硅作为耐磨保护层沉积在表面上。然而，由不含铁的材料制造制动盘有时是困难的且很多时候成本高。但是，在所希望的CO2减排过程中，人们试图减轻重量，这可以通过用轻质金属替代铁来实现。另外，轻质金属实现了减少簧下质量以及旋转质量，这有利地影响机动车辆的操纵性和行驶阻力。例如，在DE102011121292A1中描述了一种由铝基质复合合金形成的制动盘，其中铝基质复合合金具有至少40体积％的碳化硅粒子比例。在复杂的制造过程中，产生了碳化硅粒子富集的层和碳化硅粒子对应地贫化的层。碳化硅粒子贫化的层与碳化硅粒子富集的层分开。为了最终加工碳化硅粒子富集的层，设置了T6热处理，包括固溶退火和人工时效。用于制造在富集层中具有所希望的非常大的碳化硅粒子量的制动盘半成品的方法是非常复杂的，并且由于其耗时的方法步骤，该方法是非常昂贵的。另外，还需要一个后续的表面加工步骤，例如蚀刻，这对环境进一步造成污染。普通的DE202015101510U1涉及一种由轻质金属形成的车辆盘式制动器，所述制动器在其制动轨道中的至少一个制动轨道中具有多个沟槽，所述沟槽分布在制动轨道(Bremsbahn)的整个区域上。轻质金属是合金化的铝。本专利技术的基本目的在于，提供一种盘式制动器，所述盘式制动器在制动盘制造简单的同时在耐磨性和耐腐蚀性方面得以改善。根据本专利技术，这个目的通过具有权利要求1所述特征的盘式制动器来实现，其中从属权利要求涉及本专利技术的有利实施方式。要注意的是，在下文的说明中单独详述的特征以及措施能够以任意的技术上有意义的方式彼此组合并且呈现本专利技术的其他实施方式。本说明书另外表征并详细解说本专利技术。根据本专利技术，所述制动盘由过共晶铝硅合金构成，所述合金具有含量为13至21重量％的硅和最大含量为0.3重量％的铜，其中所述制动衬片包含NAO摩擦材料。NAO摩擦材料(非石棉有机物，NonAbestosOrganic)在本专利技术的意义上是不含石棉的。NAO摩擦材料可以是含铜的或不含铜的。摩擦片自然也可以具有不同于NAO摩擦材料的材料。因而通过本专利技术提供了一种由制动盘和制动衬片组成的改善的盘式制动器，其中，布置在制动轨道中的沟槽提高了摩擦系数并降低了磨损。湿制动性能同样得到了明显改善。在制动轨道上布置有凹陷部(Vertiefungen)，所述凹陷部可以设计为沉孔(gesenkteBohrungen)。凹陷部优选地设计为沟槽(Rillen)。为了将沟槽布置和设计在至少一个制动轨道或两个制动轨道上，参照DE202015101510U1，所述专利在此方面的全部内容以及关于其中的图1至3(包括其说明)均为本专利技术的组成部分。所述制动盘的过共晶铝-硅合金在有利的实施方案中具有以下成分：13至21重量％的硅，优选16至20重量％的硅，0.2至0.7重量％的镁，最大0.001重量％的锶，最大0.2重量％的铁，0.06至0.1重量％的钛，最大0.3重量％的铜以及余量的铝。由于铜的最大含量为0.3重量％，所述制动盘几乎是不含铜的，其中由于取消了铜而实现了耐腐蚀性。由于过共晶铝-硅合金，摩擦系统、即盘式制动器的耐腐蚀性得以提高，其中可以省去后续的、高成本的表面层技术。改善的耐腐蚀性的效果可以通过制动衬片的无铜NAO摩擦材料进一步增强。即使在例如400℃至500℃、优选400℃至450℃的高温范围内，也可以通过高硅含量实现制动盘的合适的硬度和强度。在此理想的是，硅粒子均匀分布，其中被认为特别有益的是，硅粒子具有30至100μm、优选最大50μm、进一步优选30至50μm的一次硅粒径有利的是，以生成含量为15至30ppm的磷的方式向合金中添加AlCuP元素(铝-铜-磷)，从而实现对一次硅的粒子细化和均匀分布。在此，AlCuP元素作为棒材来合金化，并使得在最终的过共晶铝-硅合金中最大铜含量保持为0.3重量％。制动盘在已知的实施方式中具有摩擦环(Reibringe)，在所述摩擦环处布置有彼此相对的制动轨道。制动帽连接到摩擦环处，通过制动帽借助于螺钉将制动盘固定在轮毂处。在本专利技术的意义上有利的是，完全一体式地制造、优选铸造制动盘。适宜作为铸造方法的是低压铸造工艺(LPDC方法＝LowPressureDieCast)。通过完全一体式铸造制动盘，实现了显著的成本节省，因为除了切削后处理之外不需要另外的处理。制动盘既可以设计为实心制动盘也可以设计为通气制动盘。制动盘自然还可以多件式、即两件式地(制动帽、摩擦环)制造。替代于LPDC方法，制动盘还可以用其他铸造方法、例如重力铸造(GDC＝GravityDieCasting)或其他铸造工艺来制造。然而低压铸造工艺是有意义的，因为其进给装置允许均匀填充铸造模具，并且通过加热和保温，铸造模具具有有利的热平衡，因此存在最佳的硬化条件。这实现了过共晶铝-硅合金具有所希望的微观结构以及降低了微孔隙度。通过本专利技术的方式实现了在制动轨道上小于14HB(Brinell硬度)的硬度偏差。制动轨道的硬度直接影响其耐磨损性，其中耐磨性能取决于制动轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盘式制动器，具有由轻质金属形成的制动盘和至少一个作用于所述制动盘的制动衬片，其中，所述制动盘在其制动轨道中的至少一个制动轨道上具有多个凹陷部，所述凹陷部分布于所述制动轨道区域，/n其特征在于，/n所述制动盘由过共晶铝硅合金构成，所述合金具有含量为13至21重量％的硅和最大含量为0.3重量％的铜，其中所述制动衬片包含NAO摩擦材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170926 DE 102017008992.21.一种盘式制动器，具有由轻质金属形成的制动盘和至少一个作用于所述制动盘的制动衬片，其中，所述制动盘在其制动轨道中的至少一个制动轨道上具有多个凹陷部，所述凹陷部分布于所述制动轨道区域，
其特征在于，
所述制动盘由过共晶铝硅合金构成，所述合金具有含量为13至21重量％的硅和最大含量为0.3重量％的铜，其中所述制动衬片包含NAO摩擦材料。


2.根据权利要求1所述的盘式制动器，
其特征在于，
所述共晶铝硅合金具有以下成分：
13至21重量％的硅，
0.2至0.7重量％的镁，
最大0.001重量％的锶，
最大0.2重量％的铁，
0.06至0.1重量％的钛，
最大0.3重量％的铜以及
余量的铝。


3.根据权利要求1所述的盘式制动器，
其特征在于，
所述共晶铝硅合金具有以下成分：
16至20重量％的硅，
0.2至0.7重量％的镁，
最大0.001重量％的锶，
最大0.2重量％的铁，
0.06至0.1重量％的钛，
最大0.3重量％的铜以及
余量的铝。


4.根据以上权利要求之一所述的盘式制动器，
其特征在于，
所述过共晶铝硅合金的硅粒子具有3...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·威尔士，C·维尔普特，M·O·雷蒂希，T·格拉贝克，I·加兹塔纳加·加拉斯特吉，R·拉布拉多·巴雷亚，I·兰达·萨斯特里，M·E·奥乔亚·德萨瓦莱吉·佩雷达，I·苏韦尔迪亚·巴伦，
申请(专利权)人：法格霭德兰公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES