專利名稱：用于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于具有用鑄鐵制造的制動(dòng)帶的盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤。
背景技術(shù)：
本發(fā)明在汽車領(lǐng)域中具有特定但非專門的應(yīng)用。特別地，本發(fā)明在具有通過制動(dòng)盤散失大量的動(dòng)能并由此經(jīng)受提高的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的需求的高性能車輛中以及重型貨車中具有應(yīng)用。眾所周知，在汽車領(lǐng)域中，特別是高性能車輛，了解到存在制造可以耐受高強(qiáng)度的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的用鑄鐵制造的制動(dòng)盤的需求。這些應(yīng)力使制動(dòng)帶達(dá)到高溫，這可能導(dǎo)致制動(dòng)性能的降低，甚至導(dǎo)致在制動(dòng)帶上形成裂縫。還了解到存在制造具有高耐腐蝕性以增強(qiáng)它們的持久性的制動(dòng)盤的需求?，F(xiàn)有技術(shù)的制動(dòng)盤方案設(shè)想了鑄鐵的使用。本領(lǐng)域中用于生產(chǎn)制動(dòng)盤所使用的鑄鐵為例如在JP7305138A和KR20030075972A中描述的鑄鐵。在本領(lǐng)域中，鑄鐵的技術(shù)類型中，適于用來實(shí)現(xiàn)能夠同時(shí)確保在耐機(jī)械性、耐熱性和腐蝕方面的高性能的制動(dòng)盤的鑄鐵類型是未知的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制造克服參照現(xiàn)有技術(shù)提及的缺點(diǎn)的制動(dòng)盤，即在苛刻的工作條件下和在不產(chǎn)生可檢測(cè)的開裂現(xiàn)象的情況下，確保在耐機(jī)械性、耐熱性和耐腐蝕性方面的高制動(dòng)性能。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，這些缺點(diǎn)通過包括由鑄鐵制造的制動(dòng)帶的制動(dòng)盤而解決，鑄鐵包含碳、硅、錳、鑰、鉻，其中碳的重量百分比c%為3.70-3.85%、硅的重量百分比Si%為1.30-1.60%、錳的重量百分比Mn%為0.40-0.70%、鑰的重量百分比Mo%為小于0.10%、鉻的重量百分比Cr%為0.10-0.30%,且其中碳當(dāng)量Ceq的重量百分比為4.13-4.38，這里，Ceq=C%+Si%/30根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，碳的重量百分比為3.70-3.80%。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,娃的重量百分比為1.30-1.40%。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，錳的重量百分比為0.60-0.70%。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，錳的重量百分比為大約0.66%。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，鑰的重量百分比為小于0.05%。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，鉻的重量百分比為大約0.20%。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，鑄鐵包括重量百分比為0.20-0.35%的銅。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述鑄鐵的基質(zhì)(matrix)是珠光體、細(xì)片型(珠光體型、細(xì)片型，pearlitic, fine lamellar type)。根據(jù)一個(gè) 實(shí)施方式，制動(dòng)帶的鑄鐵包括百分比小于5%的鐵素體。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的優(yōu)選且非限制性實(shí)施方式所給出的以下描述將使本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)點(diǎn)更清楚地理解。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)盤包括用鑄鐵制造的制動(dòng)帶，鑄鐵包含碳、硅、錳、鑰、鉻。制動(dòng)帶可以是任何類型、形狀和尺寸，它可以例如配備有冷卻孔或凹槽，并且優(yōu)選地為自通風(fēng)類型。以已知的方式，所述制動(dòng)帶可以與任何類型、材料、形狀和尺寸的合頭(bell)連接，以便形成例如可與車輪連接的制動(dòng)盤。合頭可以用與制動(dòng)帶相同的材料或不同的材料制成。優(yōu)選地，制動(dòng)帶和合頭用不同的材料制成，并且通過合適的結(jié)合方式結(jié)合，如襯套或銷，或者通過同時(shí)熔融合頭和制動(dòng)帶結(jié)合?？商鎿Q地，制動(dòng)帶和合頭用相同的材料制成。用鑄鐵制造制動(dòng)帶。有利地，用于制造制動(dòng)帶的鑄鐵包含碳、硅、錳、鑰、鉻。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，碳的重量百分比C%為3.70-3.85%。硅的重量百分比Si%為1.30-1.60%。錳的重量百分比Mn%為0.40-0.70%。此外，鑰的重量百分比Mo%為小于0.10%，鉻的重量百分比Cr%為0.10-0.30%。優(yōu)選地，制動(dòng)帶的鑄鐵的碳當(dāng)量Ceq的重量百分比為4.13-4.38，其中，Ceq=C%+Si%/30在冶金領(lǐng)域中通常使用用于計(jì)算Ceq的這種公式。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，碳的重量百分比為3.70-3.80%。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，硅的重量百分比為1.30-1.40%。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，錳的重量百分比為0.60-0.70% ;優(yōu)選地，所述錳的重量百分比為大約0.66%。根據(jù)一個(gè)實(shí) 施方式，鑰的重量百分比為小于0.05%。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，鉻的重量百分比為大約0.20%。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，鑄鐵包含重量百分比為0.20-0.35%的銅。優(yōu)選地，所述鑄鐵的基質(zhì)是珠光體、片型(珠光體型、片型，pearlitic, lamellartype)。這種類型的基質(zhì)的作用是為了對(duì)抗裂縫的形成及隨后裂縫的蔓延，這是由于例如機(jī)械應(yīng)力和/或熱應(yīng)力的組合效應(yīng)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的鑄鐵包含重量百分比小于5%的鐵素體。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的鑄鐵包含重量百分比小于1%的滲碳體和游離碳。根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)帶使得包含且部分克服有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)成為可能。特別地，與現(xiàn)有技術(shù)的盤相比，這種制動(dòng)帶能夠相當(dāng)大地減少熱-機(jī)械裂縫的形成。此外，大量的石墨賦予鑄鐵和盤改善的導(dǎo)熱性，這能夠在制動(dòng)沖擊期間提高熱交換。從而，甚至在制動(dòng)系統(tǒng)的重度使用條件下也顯著降低了熱應(yīng)力裂縫形成的風(fēng)險(xiǎn)。此外，本發(fā)明的制動(dòng)帶具有高的阻尼容量，這有助于增加對(duì)裂縫的形成及蔓延的耐性。由于在本發(fā)明涉及的鑄鐵中提供的硅的百分比，產(chǎn)生了石墨化效應(yīng)，避免了滲碳體和碳的形成。特別地，用于生產(chǎn)制動(dòng)帶的鑄鐵具有碳當(dāng)量Ceq的百分比為4.13-4.38。
與現(xiàn)有技術(shù)的鑄鐵的碳當(dāng)量的百分比相比包含該Crai值?？梢宰⒁獾氖?，這種有限值通過3.7-3.85的相對(duì)高的碳百分比以及同時(shí)通過1.3-1.6的硅的有限百分比獲得。有限值確保得到具有良好石墨化效應(yīng)的材料，同時(shí)避免滲碳體和碳的形成。這方面是特別有利的，因?yàn)闈B碳體和碳構(gòu)成了特別易碎的內(nèi)容物，這可以容易地引發(fā)裂縫的形成及蔓延。同時(shí)，用特別低的硅百分比獲得石墨化效應(yīng)。低百分比的硅改善鑄鐵的疲勞特性，從而改善制動(dòng)帶的疲勞特性，因?yàn)楣枋窃黾硬牧系挠捕炔⒂纱嗽黾悠湟姿樾缘脑?。同時(shí)，易于增加材料的易碎性的3.7-3.85的相對(duì)較高百分比的碳通過低百分比的錳抵消。換言之，低百分比的錳和低百分比的硅的組合使用抵消了相對(duì)較高百分比的碳。因此，利用本發(fā)明設(shè)想的碳、硅和錳的百分比，可以實(shí)現(xiàn)碳當(dāng)量的低值，這使得具有高石墨化以及良好的耐熱性和耐機(jī)械性。通過保持硅的低值和相對(duì)較大量的碳獲得了這種優(yōu)點(diǎn)。另外，低百分比的錳和低百分比的硅改善了抵消由相對(duì)較高百分比的碳引起的易碎性的鑄鐵的延展性。由已進(jìn)行的一些實(shí)驗(yàn)測(cè)試，可以看出用具有前述百分比組分的鑄鐵制造的制動(dòng)帶具有對(duì)破損的耐性，通過可以用現(xiàn)有技術(shù)的鑄鐵達(dá)到的基本雙倍的疲勞。另外，鉻和鑰使金屬基質(zhì)中片狀珠光體的形成穩(wěn)定。由于本發(fā)明，可以設(shè)計(jì)具有高性能的幾何形狀且平均頻率級(jí)(frequency level)低于現(xiàn)有技術(shù)的盤的制動(dòng)盤， 并由此可以在駕駛舒適性方面改善制動(dòng)盤。事實(shí)上已觀察到，與現(xiàn)有技術(shù)的盤相比，根據(jù)本發(fā)明的盤表現(xiàn)出超過5%的頻率降低。本發(fā)明是特別有利的，不僅對(duì)于高性能車輛的制動(dòng)盤的應(yīng)用而言，而且對(duì)于與高性能車輛類似的重型貨車的制動(dòng)盤的應(yīng)用而言，該高性能車輛需要散失大量的動(dòng)能并由此特別地經(jīng)受由反復(fù)的熱應(yīng)力和/或機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致的裂縫的形成。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)上述的制動(dòng)盤進(jìn)行多種改變和變型，以便在保持由隨附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)滿足特定情況和具體的需求。
權(quán)利要求
1.一種用于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤，包括用鑄鐵制造的制動(dòng)帶，所述鑄鐵包含碳、硅、錳、鑰、鉻，其中碳的重量百分比C%為3.70-3.85%， 硅的重量百分比Si%為1.30-1.60%， 錳的重量百分比Mn%為0.40-0.70%， 鑰的重量百分比Mo%為小于0.10%， 鉻的重量百分比Cr%為0.10-0.30%， 以及其中碳當(dāng)量Crai的重量百分比為4.13-4.38，其中，Ceq=C%+Si%/30
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤，其中碳的重量百分比為3.70-3.80%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤，其中硅的重量百分比為1.30-1.40%ο
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤，其中錳的重量百分比為 0.60-0.70。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于盤式制動(dòng)器 的制動(dòng)盤，其中錳的重量百分比等于大約0.66%ο
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤，其中鑰的重量百分比為小于0.05%。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤，其中鉻的重量百分比等于大約0.20%ο
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤，包含重量百分比為0.20-0.35% 的銅。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤，其中所述鑄鐵的基質(zhì)是珠光體、細(xì)片型。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤，包含百分比小于5%的鐵素體。
全文摘要
用于盤式制動(dòng)器的制動(dòng)盤，包括用鑄鐵制造的制動(dòng)帶，所述鑄鐵包含碳、硅、錳、鉬、鉻。有利地，制動(dòng)盤具有提高的耐機(jī)械應(yīng)力和耐熱應(yīng)力以及高的耐腐蝕性的特性。
文檔編號(hào)C22C37/06GK103237911SQ201180058340
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者萊昂內(nèi)·奧貝蒂, 科斯坦蒂諾·卡薩利 申請(qǐng)人:福樂尼·樂姆寶公開有限公司