增加铁素体氮碳共渗处理的铸铁基体的耐腐蚀性的方法技术

本发明专利技术涉及增加铁素体氮碳共渗处理的铸铁基体的耐腐蚀性的方法。具体地，提供了一种不需要增加涂层或油漆而改善ＦＮＣ铸铁基体耐腐蚀性的方法。示例的方法去除一部分应用到铸铁基体的ＦＮＣ涂层，优选通过抛光来露出化合物区域的ε相部分。与未抛光的ＦＮＣ铸铁基体相比，ε相部分被认为提供了改善的耐腐蚀性。可具有根据上述方法的改善的耐腐蚀保护的一个示例性产品是具有ＦＮＣ处理的制动盘。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域总体涉及使铁素体氮碳共渗的铸铁基体更耐腐蚀的方法。技术背景机动车盘式制动器系统在每个相应的车轮上使用盘式制动盘，其中盘式制动盘通 常包括用于连接到机动车的转动轴的轴毂的盘帽，以及与盘帽连接的至少一个环形盘面， 其中至少一个盘面具有一对相对的制动表面，当希望制动时选择地将刹车片应用到该表面 上。通常，制动盘制成实心或设置内部通孔。通常由铁基合金铸成，特别是铸铁，例如 灰铸铁(G3000)和阻尼铸铁(G1800)。铸铁盘铸成接近的形状，并且在铸造之后机加工至要 求形状。铸铁盘的缺点在于，相对于其它传统材料它们具备的耐腐蚀性不足。冬季气候和 在路面上使用盐会使情况更糟。为了补救铸铁盘的腐蚀问题，已经开发了铁素体氮碳共渗(FNC)方法来防止摩擦 表面在操作期间的腐蚀。但是，已被接受的非摩擦表面上的FNC表面暴露于潮湿环境之后 仍易于腐蚀。
技术实现思路
实施例提供了一种不需要增加涂层或油漆而改善FNC铸铁基体耐腐蚀性的方法。 示例的方法去除一部分应用到铸铁基体的FNC涂层，优选通过抛光来露出化合物区域的 ε (epsilon)相部分。与未抛光的FNC铸铁基体相比，ε相部分被认为提供了改善的耐腐 蚀性。可具有根据上述方法改善的耐腐蚀性的一个示例性产品为具有FNC处理的制动ο本专利技术的其它示例性实施例将通过以下提供的详细描述变得明显。应该理解，在 公开本专利技术示例性实施例的详细描述和特殊示例仅仅用于举例，并不能限定本专利技术的范围。本专利技术还提供了以下解决方案1、一种改善铸铁基体的耐腐蚀性的方法，包括氮碳共渗表面处理，所述方法包 括对所述铸铁基体的外表面应用所述氮碳共渗表面处理到预定深度，应用的氮碳共 渗表面处理包括具有从所述外表面延伸的预定深度的化合物区域；以及去除所述化合物区域的所述预定深度的一部分，以露出主要ε相部分。2、根据解决方案1所述的方法，其中去除所述化合物区域的一部分包括研磨所述 化合物区域。3、根据解决方案2所述的方法，其中研磨所述化合物区域包括使用具有约1微米 直径的金刚石颗粒的金刚石研磨膏研磨所述化合物区域。4、根据解决方案1所述的方法，其中去除所述化合物区域的一部分包括抛光所述 化合物区域。5、根据解决方案4所述的方法，其中抛光所述化合物区域包括使用具有约1微米 直径的金刚石颗粒的金刚石研磨膏抛光所述化合物区域。6、根据解决方案1所述的方法，其中去除所述化合物区域的一部分包括修整所述 化合物区域。7、根据解决方案6所述的方法，其中修整所述化合物区域包括使用具有约1微米 直径的金刚石颗粒的金刚石研磨膏修整所述化合物区域。8、根据解决方案1所述的方法，其中所述主要ε相部分位于离所述氮碳共渗表面 处理的外表面大约2到6微米之间处，其中所述预定深度在大约10到20微米之间。9、一种包括根据解决方案1所述的方法形成的铸铁基体的产品。10、根据解决方案9所述的方法，其中所述产品包括制动盘。11、根据解决方案10所述的方法，其中去除一部分所述化合物区域的所述预定深 度以露出主要ε相部分，包括去除一部分所述制动盘非摩擦表面的所述化合物区域的所 述预定深度，以露出主要ε相部分。12、根据解决方案11所述的方法，其中所述非摩擦表面包括制动盘的帽部。13、一种改善制动盘的耐腐蚀性的方法，所述方法包括对所述制动盘的外表面应用氮碳共渗表面处理到预定深度，所述应用的氮碳共渗 表面处理形成了具有从所述外表面延伸的预定深度的化合物区域；以及去除一部分所述制动盘非摩擦区域内的所述化合物区域的所述预定深度，以露出 主要ε相部分。14、根据解决方案13所述的方法，其中去除一部分所述非摩擦区域内的所述化合 物区域包括研磨、修整或抛光所述化合物区域，以露出主要ε相部分。15、根据解决方案14所述的方法，其中研磨、修整或抛光所述化合物区域包括使 用具有约1微米直径的金刚石颗粒的金刚石研磨膏研磨所述化合物区域。16、根据解决方案14所述的方法，其中研磨、修整或抛光所述化合物区域包括使 用具有约1微米直径的金刚石颗粒的金刚石研磨膏修整所述化合物区域。17、根据解决方案14所述的方法，其中研磨、修整或抛光所述化合物区域包括使 用具有约1微米直径的金刚石颗粒的金刚石研磨膏抛光所述化合物区域。18、根据解决方案13所述的方法，其中主要ε相部分位于离所述氮碳共渗表面处 理的外表面大约2到6微米之间处，其中所述预定深度在大约10到20微米之间。19、根据解决方案13所述的方法，其中所述非摩擦区域包括所述制动盘的帽部。20、根据解决方案13所述的方法，其中所述化合物区域的所述去除部分包括γ 相、ε相和氧化铁的混合。附图说明本专利技术的实施例可以从详细的描述和附图中变得更充分地理解，其中图1示出了根据一个示例性实施例的制动盘的透视图2示出了铁素体氮碳共渗处理应用于图1所示制动盘的一部分的截面显微视图；以及图3是图2的制动盘根据示例性实施例去除一部分铁素体氮碳共渗处理的截面显 微视图。具体实施方式—个或多个实施例的下面描述本质上仅仅是示例性(说明性)的，决不限制本发 明、及其应用或使用。示例性实施例提供了一种改善包括铁素体氮碳共渗(FNC)表面处理的铸铁基体 的耐腐蚀性的方法。两个具体的具有FNC处理的铸铁基体的示例产品包括实心和通孔式制动盘。现在参照图1，根据一个示例性实施例示出的制动盘20具有帽部22，盘面M绕其 周边延伸。盘面M可大致作为盘20的摩擦表面，其接合制动钳和其它制动部件以在使用 期间使车辆减速，而帽部22可大致作为非摩擦表面，其不通过摩擦接合和脱离参与车速减 速。如图所示的制动盘20的形状，并且尤其是帽22和盘面M的相应的形状和相对尺 寸，只是制动盘的潜在的无限多种可能性或形状和尺寸的一个特例，并由此不限于图1所7J\ ο制动盘20可以由铁基合金或钢形成，并且尤其是铸铁，例如灰铸铁(G3000)和阻 尼铸铁(G1800)。表面处理观可以应用于制动盘20的外表面沈，并且为外表面沈提供一定程度的 耐磨擦度和一定程度的耐腐蚀度。在图1和2示出的示例性实施例中，表面处理观可以是铁素体氮碳共渗(FNC)涂 层洲，其应用为从外表面沈延伸的10到20微米之间的深度，并且更优选为约15微米。铁 素体氮碳共渗表面处理观可以提高制动盘20的表面硬度和耐腐蚀度，还可以增加制动盘 20与制动钳和其它制动部件(包括盘面24)接合的部分的摩擦，从而帮助应用它们的车速 减速。应用FNC表面处理28的工艺可在大约525和650摄氏度(975和1200华氏度) 之间的温度进行；优选工艺温度可在大约565摄氏度(1050华氏度)，以得到大约10到20 微米的希望涂层。基于应用，如图2中最好地示出，FNC涂层28的一部分可扩散进入制动盘20的外 表面沈以形成扩散层30，而在表面沈以上的FNC涂层观的剩余部分可作为化合物层32。 如上所述，化合物层32可优选具有从外表面沈延伸10到20微米之间的深度，并且更优选 地为大约15微米。扩散层30可包含相混合，所述相包括ε _Fe2_3 (N，C) ( “ ε相，，或“六方相，，)和 主y (gamma-prime) ffiFe4(N,C) ( “ γ相”)，以及由工艺参数的具体细节，例如温度、热处 理时间、气体成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善铸铁基体的耐腐蚀性的方法，包括氮碳共渗表面处理，所述方法包括：对所述铸铁基体的外表面应用所述氮碳共渗表面处理到预定深度，应用的氮碳共渗表面处理包括具有从所述外表面延伸的预定深度的化合物区域；以及去除所述化合物区域的所述预定深度的一部分，以露出主要ε相部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MD汉娜，ML霍利，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]