[发明专利]用于制造制动盘的方法以及用于盘式制动器的制动盘

说明书

本发明涉及用于制造制动盘的方法，该方法包括以下操作步骤：a)制备制动盘，该制动盘包括制动带并且设置有两个彼此相反的制动表面，该制动盘由铝、铝合金、灰铸铁或钢制成；b)在该盘上沉积呈颗粒形式的碳化铬(Cr₃C₂)和镍‑铬(NiCr)的层，从而形成基底保护涂层(30)，该基底保护涂层以与制动带的两个制动表面中的至少一个制动表面直接接触的方式覆盖该至少一个制动表面；以及c)在所述基底保护涂层(30)上沉积由碳化钨(WC)和钴(Co)构成的呈颗粒形式的材料，从而形成表面保护涂层(3)，该表面保护涂层覆盖制动带的两个制动表面中的至少一个。两种保护涂层都用HVOF(高速氧气燃料)、HVAF(高速空气燃料)或KM(动力学敷金属)技术来创建。

技术领域

本发明涉及用于制成制动(brake，刹车)盘的方法和用于盘式制动器的制动盘。

背景技术

车辆的盘式制动系统的制动盘包括环形结构或制动带，和被称为钟状物(bell)的中心固定元件，该盘穿过该中心固定元件固定至车辆悬架的旋转部件，例如轮毂。制动带设置有适合于与摩擦元件(制动片)配合的相反的制动表面，该摩擦元件容置在骑跨(astride，跨越)这种制动带放置的至少一个卡钳体中，并且该摩擦元件与车辆悬架的非旋转构件成一体。在相反的制动片与制动带的相反制动表面之间受控的相互作用通过摩擦确定了允许车辆减速或停止的制动动作。

通常，制动盘由灰铸铁或钢制成。事实上，该材料允许以相对低的成本获得良好的制动性能(尤其是在磨损的容量(containment，遏制)方面)。由碳或碳陶瓷材料制成的盘提供更好性能，但是成本更高。

传统的铸铁盘或钢盘的局限性是与过度的磨损有关。至于灰铸铁盘，另一非常消极的方面是与过度的表面氧化关联，并随之形成锈蚀。该方面影响(impact，冲击)制动片的性能及其外观，因为在制动盘上的锈蚀对于用户而言在美学上是不可接受的。已尝试通过由灰铸铁或钢制作具有保护涂层的盘来解决这些问题。一方面，该保护涂层降低盘的磨损，且在另一方面，该保护涂层保护灰铸铁的基底表面免受氧化，从而避免形成锈蚀层。然而，尽管现在可获得的保护涂层提供耐磨损性，但是它们会遭受导致保护涂层从盘本身分离(脱落，detachment)的剥落。

已经提出由铝制成的盘作为灰铸铁盘或钢盘的替代物，以便降低盘的重量。铝盘设置有保护涂层。一方面，该保护涂层用来降低盘磨损，并且由此确保与铸铁盘相似的性能，并且在另一方面确保保护铝基底在制动期间免受生成的温度，该温度远高于铝的软化温度(200-400℃)。

然而，尽管现在可获得的并施加在铝盘、铸铁盘或钢盘上的保护涂层提供耐磨损性，但仍遭受导致保护涂层从铝盘本身分离的剥落。

例如在专利US4715486中描述了关于低磨损盘式制动器的这种类型的保护涂层。特别地由铸铁制成的盘具有涂层，该涂层由利用高动能冲击技术在盘上沉积的颗粒材料构成。根据第一实施方案，该涂层含有：从20％至30％的碳化钨，占5％的镍，以及剩余部分为碳化铬和钨的混合物。根据第二实施方案，该涂层含有从80％至90％的碳化钨、最高达10％的钴、最高达5％的铬和最高达5％的碳。

在用火焰喷涂施加涂层的情况下，传统保护涂层从铝盘或铝合金盘分离的一个原因是在保护涂层中存在游离碳。该现象也影响灰铸铁盘或钢盘。实际上，与在保护涂层形成期间掺入该保护涂层中的氧气结合的碳倾向于燃烧。这导致在涂层中形成微气泡，该微气泡可以阻止该涂层充分地粘合至该盘，促使该涂层分离。

从上述明显地，具有保护涂层的铝盘、铝合金盘、灰铸铁盘或钢盘目前在制动系统领域中是不可用的。

然而，从由这些保护涂层提供的耐磨损性方面的优点来看，强烈地感觉到需要解决关于现有技术所提到的缺点。特别地，需要具有保护涂层的铝盘、灰铸铁盘或钢盘，该保护涂层能够增强盘的耐磨损性并且同时增强随时间的耐久。