制动盘及其制造方法技术

本公开涉及一种可以调节包含氮化物的涂层的深度并且可以改善耐腐蚀性和耐磨性的制动盘及其制造方法。根据本公开的一个实施例的制动盘包括：盘母材，由灰铸铁制造；以及涂层，形成在盘母材的表面上，并且包含由于氮扩散到铁素体基体组织中而产生的氮化物。

【技术实现步骤摘要】
制动盘及其制造方法
本公开涉及一种制动盘及其制造方法，更具体地，涉及一种可以调节包含氮化物的涂层的深度并且可以改善耐腐蚀性和耐磨性的制动盘及其制造方法。
技术介绍
制动装置是用于使行驶车辆减速或停止，或者使停止的车辆保持在停止状态的装置。该制动装置包括：制动力产生装置，产生制动所需的力；制动装置，使用由制动力产生装置产生的力来使车辆减速或停止；管道，将制动力产生装置的力传递到制动装置；活塞；阀门；以及用于辅助动力的辅助装置。制动装置在结构上分成鼓式制动器或盘式制动器。尤其，在盘式制动器的情况下，制动盘固定到车辆的各车轮上，并且制动盘的左侧表面和右侧表面设置有能够压靠制动盘的表面或与制动盘的表面分开的一对制动衬块(brakepad)。即，当制动衬块贴紧到与车轮一起旋转的制动盘时，通过摩擦力来制动车辆。制动盘主要通过铸造灰铸铁来制造。主要使用灰铸铁来制造制动盘的目的是灰铸铁具有诸如铸造性能优异、热传导系数高、减振能力优异、耐磨性优异、成本低等优点。但是，当灰铸铁未经过单独的防锈处理时，在其表面上容易产生红锈，外观质量降低，并且由于生锈，发生抖动现象的可能性较高。为了抑制如上所述灰铸铁表面上容易生锈，通常在由灰铸铁制造的制动盘的表面上进行氮化处理。然而，构成灰铸铁基体组织的珠光体(pearlite)和石墨(graphite)抑制氮的扩散，由于这样的问题，通过氮化处理产生的氮化物层的深度浅，并且氮化物层的厚度不均匀，从而对质量的改善是有限的。图1是示出传统制动盘的照片。如图1所示，当在由灰铸铁形成的母材10的表面上直接形成氮化物层20时，氮化物层20的深度浅，因此形成母材10的石墨(Gr.)暴露在外部。暴露在外部的石墨(Gr.)充当促进腐蚀的点，并且尽管形成氮化物层但仍然容易腐蚀。提供上述
技术介绍
的描述仅仅是为了理解本公开的背景，不应将其视为对应于本领域技术人员公知的现有技术。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本公开提供一种制动盘及其制造方法，保持灰铸铁的优点的同时，可以调节包含氮化物的涂层的深度，并且可以改善耐腐蚀性和耐磨性。(二)技术方案根据本公开的一个实施例的制动盘包括：盘母材，由灰铸铁制造；以及涂层，形成在盘母材的表面上，并且包含由于氮扩散到铁素体基体组织中而产生的氮化物。涂层通过对喷涂层进行抛光(burnishing)后进行氮化处理(nitriding)而形成，喷涂层通过将包含纯铁粉末和其他不可避免的杂质的涂层材料热喷涂到盘母材的表面而形成。涂层包括氮通过氮化处理而扩散的氮扩散区域，并且氮扩散区域包括形成ε(epsilon)相和γ'(gammaprime)相中的至少一种氮化物的强化相区域。优选地，在涂层中形成的强化相区域可以形成在从涂层的表面到至少20μm以上的范围内。涂层材料还包含1重量％以下的选自Cr、Al、Ti和V中的一种或多种强化元素。涂层包含由于强化元素与氮彼此结合而形成的强化氮化物。涂层包括氮通过氮化处理而扩散的氮扩散区域，并且氮扩散区域包括形成ε相和γ'相中的至少一种氮化物的强化相区域并且包含强化氮化物。另一方面，根据本专利技术的另一实施例的制动盘的制造方法包括：母材准备步骤，准备由灰铸铁制造的盘母材；热喷涂步骤，将包含纯铁粉末和其他不可避免的杂质的涂层材料热喷涂到盘母材的表面以形成铁素体基体组织的喷涂层；抛光步骤，对喷涂层进行抛光；以及氮化处理步骤，对抛光的喷涂层进行氮化处理以形成涂层，在涂层上产生氮化物。在氮化处理步骤中，对抛光的喷涂层从表面进行氮化处理以形成氮扩散区域，在氮扩散区域中氮扩散到全部或部分抛光的喷涂层以形成氮化物，并且氮扩散区域包括形成ε相和γ'相中的至少一个的强化相区域。在氮化处理步骤中，对抛光的喷涂层从表面进行氮化处理以形成氮扩散区域，在氮扩散区域中氮扩散到全部抛光的喷涂层以形成氮化物。在氮化处理步骤中，强化相区域形成在从涂层的表面到至少20μm以上的范围内。在热喷涂步骤中，喷涂处理的涂层材料还包含1重量％以下的选自Cr、Al、Ti和V中的一种或多种强化元素，并且在氮化处理步骤中，在涂层中形成由于强化元素与氮彼此结合而形成的强化氮化物。在氮化处理步骤中，对抛光的喷涂层从表面进行氮化处理以形成氮扩散区域，在氮扩散区域中氮扩散到全部或部分抛光的喷涂层以形成氮化物，并且氮扩散区域包含强化氮化物。热喷涂步骤在还原性气氛中进行。(三)有益效果根据本公开的实施例，在盘母材的表面上形成氮容易扩散的铁素体基体组织的喷涂层，并且对喷涂层进行抛光后进行氮化处理以将涂层形成为所需的厚度，其中在涂层中形成均匀的氮化物。因此，涂层覆盖由灰铸铁制造的盘母材的表面，从而可以从根本上避免由易腐蚀的灰铸铁中的石墨引起的优先腐蚀现象。另外，氮在涂层中稳定地扩散，均匀地产生包含ε相和γ'相的氮化物，因此可以预期耐腐蚀性和耐磨性的改善。尤其，通过在形成涂层时在形成涂层材料的纯铁粉末中包含诸如Cr、Al、Ti和V的元素，在氮化处理时产生诸如CrN和AlN的高硬度的氮化物，因此可以预期硬度的进一步提高和耐磨性的改善。附图说明从以下结合附图的详细描述中，本公开的上述和其他方面、特征及优点将更加明显，其中：图1是示出传统制动盘的照片；图2是根据本公开的实施例的制动盘的截面图；图3示出根据本公开的实施例的根据制造制动盘的步骤的制动盘的截面图；图4是比较在根据实施例和比较例的制动盘中形成氮化物的深度的图表；图5是比较根据实施例和比较例的制动盘的表面硬度的图表；以及图6是示出根据实施例和比较例的制动盘的盐水喷雾试验结果的图表。具体实施方式下面，参照附图对本公开的实施例进行更详细说明。然而，本公开并不限于以下实施例，而可以以各种不同的形式实施。提供实施例仅是为了完整地公开本公开并且向本领域技术人员充分提供本公开的范围。图2是根据本公开的实施例的制动盘的截面图，图3示出根据本公开的实施例的根据制造制动盘的步骤的制动盘的截面图。如图所示，根据本公开的实施例的制动盘包括：盘母材100，由灰铸铁制造；以及涂层200，形成在盘母材100的表面上，并且包含由于氮扩散到由纯铁粉末形成的铁素体基体组织中而产生的氮化物。盘母材100实现制动盘的整体形状，并且通过将灰铸铁铸造加工成一般的制动盘形状来制造。此时，可以使用诸如FC170、FC200和FC250等钢种作为灰铸铁。因此，盘母材100包含珠光体110和石墨120。涂层200形成在盘母材100的表面上以保护盘母材100。涂层200通过对喷涂层200a进行抛光后进行氮化处理而形成，喷涂层200a通过将由纯铁粉末和其他不可避免的杂质组成的涂层材料热喷涂到盘母材100的表面以形成。在形成涂层200时，在氮化处理之前进行热喷涂和抛光的原因在于，盘母材100由灰铸铁形成，但是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制动盘，包括：/n盘母材，由灰铸铁制造；以及/n涂层，形成在所述盘母材的表面上，并且包含由于氮扩散到铁素体基体组织中而产生的氮化物。/n

【技术特征摘要】
20181214 KR 10-2018-01619571.一种制动盘，包括：
盘母材，由灰铸铁制造；以及
涂层，形成在所述盘母材的表面上，并且包含由于氮扩散到铁素体基体组织中而产生的氮化物。


2.根据权利要求1所述的制动盘，其中，
所述涂层通过对喷涂层进行抛光后进行氮化处理而形成，所述喷涂层通过将包含纯铁粉末和其他不可避免的杂质的涂层材料热喷涂到所述盘母材的表面而形成。


3.根据权利要求2所述的制动盘，其中，
所述涂层包括氮通过所述氮化处理而扩散的氮扩散区域，并且
所述氮扩散区域包括形成ε相和γ'相中的至少一种氮化物的强化相区域。


4.根据权利要求3所述的制动盘，其中，
在所述涂层中形成的所述强化相区域形成在从所述涂层的表面到至少20μm以上的范围内。


5.根据权利要求2所述的制动盘，其中，
所述涂层材料还包含1重量％以下的选自Cr、Al、Ti和V中的一种或多种强化元素。


6.根据权利要求5所述的制动盘，其中，
所述涂层包含由于所述强化元素与氮彼此结合而形成的强化氮化物。


7.根据权利要求6所述的制动盘，其中，
所述涂层包括氮通过所述氮化处理而扩散的氮扩散区域，并且
所述氮扩散区域包括形成ε相和γ'相中的至少一种氮化物的强化相区域并且包含所述强化氮化物。


8.一种制动盘的制造方法，包括：
母材准备步骤，准备由灰铸铁制造的盘母材；
热喷涂步骤，将包含纯铁粉末和其他不可避免的杂质的涂层材料热喷涂到所述盘母材的表面以形...

【专利技术属性】
技术研发人员：权纯祐，李忠谚，姜敏宇，洪承贤，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR