CN101096986A - 制动器转子的盐浴铁素体氮碳共渗 - Google Patents
制动器转子的盐浴铁素体氮碳共渗 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101096986A CN101096986A CNA2007101274808A CN200710127480A CN101096986A CN 101096986 A CN101096986 A CN 101096986A CN A2007101274808 A CNA2007101274808 A CN A2007101274808A CN 200710127480 A CN200710127480 A CN 200710127480A CN 101096986 A CN101096986 A CN 101096986A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- brake rotor
- salt bath
- rotor
- predetermined temperature
- nitrocarburizing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims abstract description 113
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 34
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 69
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 238000005256 carbonitriding Methods 0.000 claims description 30
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims description 29
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 26
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 25
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical group [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M cyanate Chemical compound [O-]C#N XLJMAIOERFSOGZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N Cyanamide Chemical compound NC#N XZMCDFZZKTWFGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003518 caustics Substances 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 abstract 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 3
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002783 friction material Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- YZEZMSPGIPTEBA-UHFFFAOYSA-N 2-n-(4,6-diamino-1,3,5-triazin-2-yl)-1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(NC=2N=C(N)N=C(N)N=2)=N1 YZEZMSPGIPTEBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000333 X-ray scattering Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007974 melamines Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- GKKCIDNWFBPDBW-UHFFFAOYSA-M potassium cyanate Chemical compound [K]OC#N GKKCIDNWFBPDBW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 210000000697 sensory organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/607—Molten salts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
- F16D65/127—Discs; Drums for disc brakes characterised by properties of the disc surface; Discs lined with friction material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/40—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions
- C23C8/58—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using liquids, e.g. salt baths, liquid suspensions more than one element being applied in more than one step
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D65/00—Parts or details
- F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
- F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
- F16D65/125—Discs; Drums for disc brakes characterised by the material used for the disc body
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D69/00—Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
- F16D69/02—Composition of linings ; Methods of manufacturing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
- F16D2250/0038—Surface treatment
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
- F16D2250/0038—Surface treatment
- F16D2250/0046—Coating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
- F16D2250/0038—Surface treatment
- F16D2250/0053—Hardening
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Braking Arrangements (AREA)
Abstract
本发明提供了一种提供抗氧化性，良好制动器性能并且不存在变形的铸铁制动器转子的铁素体氮碳共渗表面处理。加工的制动器转子预先加热，随后浸入高温熔融氮碳共渗盐浴第一预定停留时间。在从氮碳共渗盐浴取出制动器转子后，制动器转子直接浸入温度低于氮碳共渗盐浴的氧化盐浴使得制动器转子进行热退火。在氧化盐浴内第二预定停留时间后，制动器转子从其中取出并通过施水热退火或者在空气中缓慢冷却进一步冷却到室温。固定设备在放置在盐浴中的过程中以最小接触为制动器转子提供稳定保持。
Description
技术领域
本发明涉及铸铁制动器转子的表面处理以便改进工作特性，并且更具体涉及铸铁制动器转子表面的氮碳共渗以便减轻转子表面氧化和腐蚀的影响。
背景技术
制动器转子是多种类型的机动车辆的制动系统的一体部件。盘式制动器是将机械能转换成热的能量转换装置。盘式制动器系统由非旋转摩擦材料和施力子系统以及与车轮一起旋转的制动器转子组成。为了停止或减速车辆，摩擦材料子系统与制动器转子的制动表面(转子颊板)啮合以便由摩擦生热，由此将机械能转化成热，并由此减速车轮的旋转。
一般来说，制动系统的性能，并且具体来说制动器转子的性能由转子颊板的表面光洁度状态决定到大的范围。制动器系统的正常操作过程涉及产生高水平的摩擦，该摩擦转而在转子颊板表面产生高温。由外露于腐蚀性制剂(例如路盐和水)引起的环境影响加重了这些问题。这些影响可以单独或结合导致踏板震动或者受腐蚀的制动表面。
制动系统是铸铁制动器转子的腐蚀和高温氧化的活泼(aggressive)环境。产生的氧化物优选在正常制动应用过程中剥落。氧化物剥落产生局部高点，其形成转子颊板表面的深沟或者划痕。这些表面特征可以在制动过程中产生踏板震动。
目前非常流行的开敞式车轮设计使旁观者可以看见转子制器表面。由于这种氧化的感观，正常情况下对制动系统操作无关紧要的表面腐蚀就成了问题。
已经尝试各种方法以便针对氧化和腐蚀改进制动器转子表面的性能。富铝涂料(例如B90涂层)可以涂到转子上，但是容易在最初的制动器应用过程中移除。陶瓷涂层和金属板提供腐蚀保护，然而这些具有负面的不希望的制动特性。
气态铁素体氮碳共渗可以在没有对制动性能产生大的负面影响的情况下提供耐用的抗腐蚀和抗氧化扩散表层(case)。然而，这种工艺可能产生有问题的几何变形。此外，气态铁素体氮碳共渗可能包括长的周期时间。表层硬化技术(例如在铁质材料临界温度以上执行的传统碳氮共渗)可以导致非常高的变形、长的周期时间以及耐腐蚀性能不是最佳的表层结构。
因而，本领域一直需要的是在不引起例如厚度变化以及侧向偏出的变形的情况下产生提供抗腐蚀性和抗高温氧化性的铸铁制动器转子的铁素体氮碳共渗表面处理的手段。
发明内容
本发明是一种用于产生铸铁制动器转子的铁素体氮碳共渗表面处理的手段，以便由此提供抗氧化性并且不存在表层结构变形。
根据本发明，双盐浴铁素体氮碳共渗工艺用于处理铁质制动器转子，其中这些处理的制动器转子具有改进的抗腐蚀和抗高温氧化属性并且具有改进的耐用性。本发明涉及在侧向偏出以及厚度变化的区域内保持尺寸控制的同时进行盐浴铁素体氮碳共渗的加工顺序以及固定方法。
基本工艺包括应力消除或非应力消除的精加工珠光体铸铁(铁质材料)制动器转子的氮碳共渗。加工的制动器转子首先在空气中预加热到适度升高的温度。随后将制动器转子浸入(沉入)处于升高但亚临界温度的熔融氮碳共渗盐浴中第一预定停留时间。在将制动器转子从氮碳共渗盐浴取出后，制动器转子直接浸入(沉入)处于适度低于氮碳共渗盐浴的温度的氧化盐浴，使得通过迅速冷却到氧化盐浴温度而对制动器转子进行热退火。在氧化盐浴中第二预定停留时间后，将制动器转子从氧化盐浴取出并通过施水热退火或者在空气中缓慢冷却而进一步冷却到室温。
根据本发明，盐浴铁素体氮碳共渗是热化学扩散过程，其中珠光体铸铁制动器转子浸入(沉入)升高但亚临界温度的氮碳共渗盐。这种升高的温度保持在临界温度以下，临界温度是制动器转子材料可以发生相变的温度。结果的化学反应产生自由的氮和碳核素，这两种核素转而扩散到制动器转子表面内并与其中的铁结合，因而提供由例如大约0.015毫米深且硬度例如相当于大约至少HRC50的抗磨损并提供腐蚀保护的浅复合区，以及大约0.15毫米深的下方扩散区组成的硬表层。盐浴铁素体氮碳共渗所特有的在升高温度的氮碳共渗盐浴相对短的停留时间对制动器转子的变形提供控制，这相对其它(即，气态)氮碳共渗工艺是非常有利的。
本发明相对其它氮碳共渗技术所具有的另一个明显优点是保护铁制动器转子不受腐蚀的程度。这种保护是通过在从氮碳共渗盐浴取出后将它们浸入氧化盐浴的制动器转子处理产生的。氧化盐浴氧化铸铁制动器转子复合区的表面层，由此产生很大程度上改进铸铁制动器转子的耐磨属性的抗氧化保护层。如图1B所提到的，该层组要由Fe3O4组成。
因而，本发明的目的是提供一种在铸铁制动器转子表面产生抗腐蚀和抗高温表层同时保持尺寸控制的手段。
通过优选实施例的后续说明，本发明的上述以及附加目的、特征以及优点变得更加清楚。
附图说明
图1A是通过根据本发明的珠光体铸铁铁质材料制动器转子的双盐浴铁素体氮碳共渗形成的扩散表层的表面结构的显微照片描述；
图1B是图1A的制动器转子的X射线衍射图案，描述其最外表面的相组成，特别指示了氧化铁(Fe3O4)的存在；
图2是显示根据本发明的制动器转子的双盐浴铁素体氮碳共渗步骤的框图；
图3A是显示作为制动器转子在铁素体氮碳共渗盐浴中所用时间的函数形式的复合区深度的曲线图；
图3B是显示作为制动器转子在铁素体氮碳共渗盐浴中所用时间的函数形式的总氮扩散深度的曲线图；
图4A是用于在放置在根据本发明的铁素体氮碳共渗盐浴过程中支持单个制动器转子的转子支持器的侧视图；
图4B是沿图4A的线4B-4B的截面图；
图5是用于分组转子支持器的固定设备的部分截面侧视图，各支持器成相互隔开的关系将制动器转子支撑在根据本发明的铁素体氮碳共渗盐浴或氧化盐浴中；
图6是其线条(plot)显示成品制动器转子和进行根据本发明的表面铁素体氮碳共渗处理的制动器转子的磨损测试结果的曲线图；
图7是其线条显示进行根据本发明的表面铁素体氮碳共渗处理的应力消除和非应力消除制动器转子的厚度变化测试结果的曲线图；
图8A和图8B是其线条指示成品制动器转子和进行根据本发明的表面铁素体氮碳共渗处理的制动器转子的制动噪音测试的曲线图，其中图8A属于冷转子，而图8B属于暖转子。
具体实施方式
现在参照附图，图1A到图5描述了用于产生铸铁制动器转子的铁素体氮碳共渗表面处理的双盐浴铁素体氮碳共渗系统(工艺和设备)的实例。优选实施例的后续描述本质上仅是示范性的并且不倾向于限制本发明及其应用或使用。
图1A显示了受到根据本发明的盐浴铁素体氮碳共渗工艺作用的铁质材料珠光体铸铁制动器转子100的表面微结构的截面。本工艺最初同时将碳和氮从氮碳共渗盐浴引入到铁质材料100的表面S(显示的铝箔Al仅是测试机构的人工产物，并不形成铁质材料100的一部分)。此后，铁质材料100在氧化盐浴中进行处理。该工艺的此步骤产生Fe3O4层。
由于根据本发明的这种双浴氮碳共渗工艺，存在两个截然不同的材料区域或区：复合区102和无法金相溶解在铁质材料100(珠光体铸铁)中的下方氮扩散区104。
复合区(层或区域)102是首先在铁素体氮碳共渗盐浴中处理后，随后在氧化盐浴中处理的铁质材料100的外面部分。复合区102最初通过铁质材料100的铁和来自氮碳共渗盐浴的氮和碳核素之间的反应形成。此时的复合区102基本上是新的材料相，主要包括ε相氮化铁(Fe3N)以及更少量的γ’相氮化铁Fe4N。此后，铁质材料100受到氧化盐浴作用，在其上形成由氧化氮碳共渗铁(Fe3O4)组成的表面氧化物层102a。
扩散区(层或区域)104设置在复合区102下方(即，进一步深入铁质材料100)，由扩散氮浓度低于形成在复合层内的浓度并且氮与基底材料固态溶解的铁基铁质材料。这两个区的深度(即复合区102和扩散区104)可预测并可重复，这是由本工艺产生的制动器转子尺寸生长控制的主要因素。
现在参照图1B，显示的是图1A的铁质材料100的X射线衍射图案110。(用于产生显微照片(图1A)的样本雨用于X射线衍射分析(图1B)的样本从制动器转子的同一截面取得。技术上，它们可以认为是来自同一样品的相邻样本，并且因而所检查的表面呈现相同的微结构特性)。通过采用布拉格定律确定铁质材料的表面结构，该定律将X射线衍射角度与散射X射线的层深度相关联。需要足够厚的材料层来产生图1B所示的相长干涉图案。如图1B所示的越高计数级(count level)所指示的，层越厚，X射线散射越强烈。标记N的特征是氮化铁的衍射峰。标记O1到O4的特征与Fe3O4层相关，最显著的是O2。这种衍射图案提供图1A的显微照片分配的独立确认。
图2是根据本发明的盐浴氮碳共渗工艺200的框图。该工艺开始于框202，在此以通常传统或公知的方式执行珠光体铸铁(铁质材料)制动器转子的铸造。在决定框204，决定是否对来自框202的制动器转子进行应力消除。如果是，则工艺进入框206，在此执行应力消除并且工艺随后进入框208。如果不是，则工艺直接进入框208。
在框208执行制动器转子的精加工。此时执行是因为本发明的盐浴氮碳共渗工艺的尺寸控制避免了工艺中的后续加工。关于这点，由于制动器转子的尺寸生长是可预测的，优选通过经验或理论分析对该工艺进行调整，以使制动器转子在盐浴氮碳共渗工艺完成后不需要进一步的加工。
在框210，制动器转子在沉入铁素体氮碳共渗盐浴之前预先加热。这是通过在对流炉中空气加热到例如大约400摄氏度完成。预先加热确保制动器转子没有湿气，如果存在湿气，则将与铁素体氮碳共渗盐浴的内容物剧烈反应。此外，与在铁素体氮碳共渗盐浴中从低得多的温度(即，室温)达到热平衡相比，制动器转子的预先加热在氮碳共渗盐浴外更有效地执行。
在框212，利用氮碳共渗盐浴。这种盐浴由盐以及执行铸铁制动器转子的铁素体氮碳共渗表面处理所必须的反应剂组成。这种盐浴由重量比为百分之25和百分之57之间的氰酸盐，以氰酸盐离子计算，重量比为百分之0和百分之5之间的氰化物，以氰化物离子计算，重量比为百分之0和百分之30之间的碱性金属氯化物以及钾离子，钠离子和碳酸盐离子形式的平衡物组成。最优选的实施例由重量比在百分之34和38之间氰酸盐离子，目标为百分之36，重量比为百分之0.5和百分之3.0之间的氰化物离子，目标为百分之2，以及重量比目标为百分之20的碳酸盐离子组成。此外，钾离子与钠离子的目标比率为4比1。
有机聚合物再生器以等时间间隔加入氮碳共渗盐浴以便保持进行氮碳共渗反应所必须的氰酸盐离子的稳定浓度。优选再生器为三聚氰胺、尿素或者三聚氰胺的衍生物，例如蜜白胺、米勒胺以及迈瓯胺(melom)。
在处理过程中，盐浴的氰酸盐离子在制动器转子的金属表面进行如下反应：
4KOCN→K2CO3+2KCN+CO+2N*
2CO→CO2+C**
KCN+CO2→KOCN+CO
2KCN+O2→2KOCN
氮和碳与铁质材料100的铁进行如下反应：
*N+3Fe→Fe3N
**C+3Fe→Fe3C
在框212，制动器转子浸入(沉入)例如579摄氏度的氮碳共渗盐浴一个小时和两个小时之间的一定时间间隔，更优选大约一个小时。如针对图1所描述的，这种工艺将氮和碳引入制动器转子的表面结构。
在框214，制动器转子从氮碳共渗盐浴中取出，转移并随后浸入大约427摄氏度的氧化盐浴中大约20分钟。这种氧化盐浴是氧化氮碳共渗铁质材料的碱性氢氧化物/硝酸盐混合物，形成具有高抗腐蚀性的组合氧化物/氮化物复合区。优选实施例包含重量比为百分之2和百分之20之间，最优选为百分之10和百分之15之间的硝酸钠或硝酸钾形式的硝酸盐离子，重量比在百分之25和百分之40之间的碳酸钠或碳酸钾形式的碳酸盐离子以及氢氧化钠或氢氧化钾形式的氢氧化物离子平衡物。
在该工艺中，发生以下中和反应：
CN-1+3OH-1+NO3 -1→CO3 -2+NO2 -1+NH3+O-2
CNO-1+3OH-1→CO3 -2+NH3+O-2
[Fe(CN)6]-4+6NO3 -1→FeO+5CO3 -2+6N2+CO2
此外，氧化盐浴用来作为中间热退火步骤以便以最小的热差异并减缓潜在变形来对制动器转子进行冷却。
在框216，制动器转子从框214的氧化盐浴中取出并且进一步通过空气冷却或者利用施水(喷水或浸水)冷却的进一步热退火步骤冷却到室温。氮碳共渗铸铁制动器转子随后进行水冲洗以便去除框214的反应剂，并随后浸油，之后氮碳共渗制动器转子准备运输进行机动车辆组装。
图3A是线条252指示图1A的铁质材料100内的复合层的曲线图250。线条252显示了作为制动器转子停留在框212的氮碳共渗盐浴中的时间的函数形式的图1A的复合区102的深度。通过测量进入图1A的铁基板100内的高浓度氮核素扩散的深度确定该深度。数据显示在沉入铁素体氮碳共渗盐浴一个小时后，复合区的深度为0.011毫米。在沉入铁素体氮碳共渗盐浴两个小时后，数据显示复合区的深度为0.018毫米。
图3B显示了具有显示总氮扩散区域的深度的线条262的曲线图260。该数据显示了在沉入铁素体氮碳共渗盐浴一个小时后，总氮扩散区的深度为0.14毫米。在沉入铁素体氮碳共渗盐浴两个小时后，数据显示总氮扩散区的深度为0.18毫米。这种数据是重要的，因为浸入铁质材料100内的氮扩散深度与制动器转子的机械工程属性的增强相关。
现在将注意力转移到图4A到图5，用于将制动器转子放置在氮碳共渗和氧化盐浴中的优选固定设备。
首先参照图4A和图4B，用于支撑单个制动器转子302的转子支持器300包括具有中心开口306的毂304，中心开口306优选是正方形的。一对转子支撑柱308、310刚性固定到毂304上，由此使转子支撑柱优选彼此成90度，其中如图4A所描述的，当毂为正方形时，转子支撑柱优选正交毂的角落定向。L形转子定位柱312在毂304的相对侧面上与转子支撑柱的对向角成二等分关系的位置处刚性连接毂上。
如图4B所描述的，转子支撑柱308、310以及转子定位柱312的尺寸与制动器转子如下关系：转子支撑柱邻接制动器转子的内圈302a使得毂相对内圈同心设置，并且转子定位柱的终端312a里邻接制动器转子帽302c的内面302b使得制动器转子的重心CG的平面二等分转子支撑柱。
通过前述结构描述要理解，转子支持器300仅与制动器转子302的三个局部位置a、b、c交界，所有这些位置是不存在根据本发明的双浴氮碳共渗处理工艺没有显著影响的位置；实际上制动器转子的所有其它区域全部外露，特别是制动器转子颊板302d、302e以及制动器转子帽302c的外侧302f。此外，进一步看到，由于不存在机械互锁，制动器转子仍能以完全稳定的方式静止在转子上，将制动器转子302放置在转子支持器300上特别简单。
现在参照图5，对由多个上述转子支持器300组成的转子支持器固定设备320的实例进行细节化。
转子支持器固定设备320设有用于稳定静止在罐324的底板324a上的适当大小的外接基座322，其中罐装有盐浴326(根据本发明的双浴氮碳共渗处理工艺的氮碳共渗盐浴或氧化盐浴)。如图5所示，桅杆328刚性中心连接到底座322并上升通过罐(即，正交底板324a延伸)。桅杆328提供任意数量互连节段的支撑，例如节段328a、节段328b以及节段328c。
在底座322上方适当高度的接合点(如下文所讨论的，在相邻制动器转子之间提供足够的盐浴访问空间)，臂330垂直附着到主节段328a、328b以及328c，例如通过焊接。在图5的视图中，由于要适应具有细长矩形形状的罐，存在三组竖直的成对臂330(每个桅杆节段一对臂)。如果罐成圆形或正方形，那么附加的三组竖直成对臂将在垂直于所示臂的方向上(即，在纸面内或外)附着到桅杆上(每个桅杆节段一对附加臂)。
各臂330上的滑块，可以或不必包括其间的花键340，是支持器套筒342。如上文针对图4A和图4B所描述的，任意数量的转子支持器300刚性连接到支持器套筒342，例如通过与支持器套筒一体制成的毂。在图5的示范性视图中，三个转子支持器的毂是各支持器套筒的一体组件。
通过参照5可以看到，加载有对应制动器转子302的各转子支持器300，盐浴326能够湿润制动器转子的每个地方，除了上述转子支持器接触位置(参见图4B的a、b、c)。此外，要注意到，在制动器转子302之间保持平行于臂330的适当水平距离L以及平行于桅杆328的竖直距离L’使得盐浴326具有自由、开放地访问每个制动器转子，由此在盐浴中进行处理的过程中提供尺寸控制。
为了竖直提升并降低转子支持器固定设备320，利用与桅杆328接合的传统提升设备(未图示)。例如，起重设备可以通过夹紧器或其它机构啮合桅杆的上端。
在操作时，转子支持器固定设备按照底座、桅杆、臂以及携载转子支持器的支持器套筒进行组装。接下来，各转子支持器加载其对应制动器转子。转子支持器固定设备随后经受如上文所所描述的预先加热步骤，并随后将支持器固定设备下降到罐中，使得所有的制动器转子由盐浴湿润。在完成所需盐浴停留时间后，转子支持器固定设备随后从罐中取出，以便进行根据本发明的制动器转子的进一步加工。
在根据本发明的工艺过程中的制动器转子的尺寸变化可能是由于机械诱导应力和/或由热状态形成的应力。
关于机械应力，好处是在根据本发明的工艺过程中通过转子支持器302和固定设备320的配置适当支撑转子。将制动器转子放置在盐浴326的进一步优点是制动器转子的浮力，盐浴的液体介质的高密度在盐浴处理过程中为制动器转子提供附加支撑，因而倾向于减轻机械应力。
关于热诱导应力，需要考虑较少的加工参数：氮碳共渗盐浴的温度；每个温度下氮碳共渗盐浴内的停留时间；以及其后制动器转子的冷却速率。氮碳共渗盐浴的温度基于经验产生的微结构相图，其以温度的函数形式定义所需的化学反应。对根据本发明用于制动器转子的氮碳共渗盐浴，大约580摄氏度的温度是优选的。形成的氮化物化合物的深度取决于制动器转子在该温度下的时间长度(停留时间)。
通过最小化给定氮碳共渗盐浴温度下的停留时间可最佳实现转子的较大尺寸稳定性。氮碳共渗盐浴内的化学反应形成高氮浓度(活性)，其转而能够缩短给定温度下的停留时间(与气态停留时间相比)。
最小化制动器转子内随着其从氮碳共渗盐浴温度冷却的热差异还有助于减小热诱导应力，并且因而增加尺寸稳定性。这是通过间断冷却或者使用大约427摄氏度的退火盐浴，随后接着通过水或空气冷却到室温而从氮碳共渗盐浴温度阶梯退火到室温实现的。
传统成品制动器转子(成品转子)在一系列测试中与由根据本发明的工艺处理的制动器转子(处理转子)进行比较。
在一系列摩擦测试中，成品转子的表观摩擦与处理转子的表观摩擦进行比较，并且发现平均仅百分之四的成品转子在处理转子之上(当然，对于精制制动器转子，处理转子对于冷测试和暖测试都具有比成品转子更高的摩擦)。因而，可以推断出对于根据本发明的工艺处理的制动器转子，制动器转子摩擦合格地较高。
在如图6所示的一系列磨损测试中，将三种成品转子402、404、406分别与三种处理转子403、405、407进行比较(即，成品转子402与处理转子403比较，成品转子404与处理转子405比较，并且成品转子406与处理转子407比较)。每厚度变化的侧向偏出(LRO/TV)对机动车辆驱动英里数的结果曲线图400显示与成品转子相比，处理转子磨损非常有利。
如图7所示，对进行一个小时氮碳共渗盐浴处理的(曲线图500和502)和两个小时氮碳共渗盐浴处理的(曲线图504和506)的成批的六个应力消除处理转子和非应力消除(铸造)处理转子对进行一系列厚度变化测试。从图7中可以看到，应力消除处理转子的厚度变化小于非应力消除处理转子，并且在氮碳共渗盐浴中停留一个小时的处理转子的厚度变化小于两个小时停留时间的处理转子。
进行一系列噪音测试。如百分比噪音对分贝的图8A的曲线图600所显示的，冷成品转子602、604与冷处理转子601、603进行比较。从图8A中可以看到，与冷成品转子相比，冷处理转子的噪音水平非常有利。如百分比噪音对分贝的图8B的曲线图610所示，暖成品转子612、614、616、618与暖处理转子611、613相对比。从图8B中可以看出来，与暖成品转子相比，暖处理转子的噪音水平非常有利。
对于本发明所属领域的技术人员来说，上述优选实施例可以进行变化或修改。可以在不脱离本发明的范围的情况下进行这种变化或修改，本发明的范围倾向于仅由所附权利要求的范围限制。
Claims (20)
1.一种机动车辆的盐浴铁素体氮碳共渗处理的铁质制动器转子，其中所述制动器转子在其表面设置包括Fe3O4的氧化物层。
2.根据权利要求1所述的制动器转子，其特征在于：所述制动器转子的盐浴铁素体氮碳共渗进一步包括：
包括所述氧化物层在内的复合区，大致在所述氧化物层下方的所述复合区进一步主要由ε相氮化铁Fe3N以及更少量的γ’相氮化铁Fe4N组成；以及
所述复合区下方的扩散区，所述扩散区包括扩散氮浓度低于所述复合层的铁基铁质材料。
3.根据权利要求2所述的制动器转子，其特征在于：所述复合区和所述扩散区共同包括表层，其中所述复合区的厚度基本为0.015毫米，并且所述扩散区的厚度基本为0.15毫米，并且所述复合区的硬度基本相当于至少HRC50。
4.一种用于氮碳共渗机动车辆的制动器转子的方法，包括以下步骤：
铸造具有相互相对的第一和第二转子颊板的铁质制动器转子；
提供氮碳共渗盐浴；
提供氧化盐浴；
将所述制动器转子预加热到第一预定温度；
将所述制动器转子浸入所述氮碳共渗盐浴，其中所述氮碳共渗盐浴处于第二预定温度，并且其中所述制动器转子放置在所述氮碳共渗盐浴中，使得所述第一和第二转子颊板的所有表面与所述氮碳共渗盐浴接触；
在第一预定停留时间后从所述氮碳共渗盐浴中取出所述制动器转子；
将所述制动器转子浸入所述氧化盐浴，其中所述氧化盐浴处于第三预定温度，并且其中所述制动器转子放置在所述氧化盐浴中，使得所述第一和第二转子颊板的所有表面与所述氧化盐浴接触；
在第二预定停留时间后从所述氧化盐浴中取出所述制动器转子；以及
将所述制动器转子基本冷却到室温。
5.一种根据权利要求4所述的方法制成的制动器转子。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述第三预定温度低于所述第二预定温度，使得通过将其浸入到所述氧化盐浴对所述制动器转子进行热退火。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述第三预定温度基本至少处于室温和所述第二预定温度之间。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述第一预定温度预先选择并提供第三预定停留时间，使得在所述第一浸入步骤之前所述制动器转子没有湿气，并且其中所述第一预定温度进一步将所述制动器转子加热到至少位于室温和所述第二预定温度中间的温度。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：预先协作选择所述氮碳共渗盐浴的成分，所述第二预定温度以及所述第一停留时间使得由于所述第一浸入步骤，在所述制动器转子中发生其中碳和氮扩散到所述制动器转子的化学反应，以便由此提供包括深度基本为0.015毫米的复合区以及深度基本为0.15毫米的扩散区的表层，其中，所述复合区的硬度基本至少相当于HRC50。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
预先协作选择所述氮碳共渗盐浴的成分，所述第二预定温度以及所述第一停留时间使得由于所述第一浸入步骤，所述第一和第二制动器转子颊板的所有表面具有主要由ε相氮化铁Fe3N和更少量的γ’相氮化铁Fe4N组成的复合区，以及所述复合区下方的扩散区，所述扩散区包括扩散氮浓度低于所述复合层的铁基铁质材料；并且
预先协作选择所述氧化盐浴的成分、所述第三预定温度以及所述第二停留时间使得由于所述第二浸入步骤，所述复合区进一步包括氧化物层，所述氧化物层包括Fe3O4。
11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述第一提供步骤为所述氮碳共渗盐浴提供的成分为：重量比基本在百分之25和百分之57之间的氰酸盐，以氰酸盐离子计算，重量比基本在百分之0和百分之5之间的氰化物，以氰化物离子计算，重量比基本在百分之0和百分之30之间的碱性金属氯化物以及钾离子、钠离子和碳酸盐离子形式的平衡物；以及
所述第二提供步骤为所述氧化盐浴提供的成分为：重量比基本在百分之2和百分之20之间的硝酸钠和硝酸钾中的任意一种形式的硝酸盐离子，重量比基本在百分之25和百分之40之间碳酸钠和碳酸钾中的任意一种形式的碳酸盐离子，以及氢氧化钠或氢氧化钾中任意一种形式的氢氧化物平衡物。
12.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述预加热步骤具有基本为30分钟的第三停留时间，并且所述第一预定温度为基本400摄氏度；所述第二预定温度基本在538和593摄氏度之间，而所述第一停留时间基本在1和2小时之间；并且所述第三预定温度基本为427摄氏度，而所述第二停留时间基本为20分钟。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述冷却步骤具有基本为3分钟的第四停留时间。
14.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：进一步包括以下步骤：在所述铸造步骤之后并且在所述第一浸入步骤之前加工所述制动器转子。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：在所述铸造步骤之后并且在所述加工步骤之前，对所述制动器转子进行应力消除。
16.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述第一和第二浸入步骤进一步包括通过邻接其内圈同时在其内表面定位所述制动器转子，将所述制动器转子基本保持在所述制动器转子的重心平面内。
17.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
预先协作选择所述氮碳共渗盐浴的成分，所述第二预定温度以及所述第一停留时间使得由于所述第一浸入步骤，在所述制动器转子中发生其中碳和氮扩散到所述制动器转子的化学反应以便由此提供包括深度基本为0.015毫米的复合区以及深度基本为0.15毫米的扩散区的表层，其中，所述复合区的硬度基本至少相当于HRC50；
预先协作选择所述氮碳共渗盐浴的成分，所述第二预定温度以及所述第一停留时间使得由于所述第一浸入步骤，所述第一和第二制动器转子颊板的所有表面具有主要由ε相氮化铁Fe3N和更少量的γ’相氮化铁Fe4N组成的复合区，以及所述复合区下方的扩散区，所述扩散区包括扩散氮浓度低于所述复合层的铁基铁质材料；并且
预先协作选择所述氧化盐浴的成分、所述第三预定温度以及所述第二停留时间使得由于所述第二浸入步骤，所述复合区进一步包括氧化物层，所述氧化物层包括Fe3O4；以及
所述第一和第二浸入步骤进一步包括通过邻接其内圈并同时在其内表面定位所述制动器转子而将所述制动器转子基本保持在所述制动器转子的重心平面内。
18.一种根据权利要求17所述的方法制成的制动器转子。
19.一种用于保持制动器转子以便浸入盐浴的固定设备，包括：
毂；
连接到所述毂上并从其径向延伸的第一和第二支持器柱，其中所述第一和第二支持器柱之间具有预定角度；并且
与所述角度成二等分关系相对连接到所述毂上的L形定位器柱，所述定位器柱具有终端；
其中制动器转子的内圈支撑在所述第一和第二转子柱上，并且所述定位器柱的终端邻接所述制动器转子的帽的内表面。
20.根据权利要求19所述的固定设备，其特征在于：进一步包括：
基座；
在垂直方向上连接到所述基座的桅杆；
垂直连接到所述桅杆的多个臂；以及
分别在所述毂连接到各所述臂的至少一个支持器；
其中当制动器转子分别由各支持器保持时，在相邻制动器转子之间提供空间，使得所述盐浴自由湿润全部所述制动器转子。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/427,490 US8287667B2 (en) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | Salt bath ferritic nitrocarburizing of brake rotors |
| US11/427490 | 2006-06-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101096986A true CN101096986A (zh) | 2008-01-02 |
| CN101096986B CN101096986B (zh) | 2011-08-03 |
Family
ID=38777159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2007101274808A Active CN101096986B (zh) | 2006-06-29 | 2007-06-28 | 制动器转子的盐浴铁素体氮碳共渗 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US8287667B2 (zh) |
| CN (1) | CN101096986B (zh) |
| DE (1) | DE102007027933B4 (zh) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102031481A (zh) * | 2009-10-07 | 2011-04-27 | 通用汽车环球科技运作公司 | 增加铁素体氮碳共渗处理的铸铁基体的耐腐蚀性的方法 |
| CN102296266A (zh) * | 2010-06-25 | 2011-12-28 | 上海江凯金属表面处理技术有限公司 | 对不锈钢空调压缩机叶片进行盐浴氮化处理中的盐浴配方及处理方法 |
| US8197199B2 (en) | 2008-06-09 | 2012-06-12 | GM Global Technology Operations LLC | Turbocharger housing with a conversion coating and methods of making the conversion coating |
| CN103502501A (zh) * | 2011-03-11 | 2014-01-08 | H.E.F.公司 | 用于氮化钢质机械元件的熔融盐浴及实施方法 |
| CN103671658A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-26 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 一种机动车减速片 |
| CN103671639A (zh) * | 2012-08-31 | 2014-03-26 | 曙制动器工业株式会社 | 车辆盘式制动器转子和车辆盘式制动器转子制造方法 |
| CN103668042A (zh) * | 2012-08-31 | 2014-03-26 | 曙制动器工业株式会社 | 铸铁摩擦部件的制造方法 |
| WO2014082238A1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | GM Global Technology Operations LLC | Method for treating a cast iron workpiece and workpiece formed thereby |
| CN104561886A (zh) * | 2013-10-10 | 2015-04-29 | 通富热处理(昆山)有限公司 | 汽车刹车盘的表面热处理方法 |
| CN104696395A (zh) * | 2013-12-06 | 2015-06-10 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 摩擦材料及其制造和使用方法 |
| CN105545747A (zh) * | 2014-10-27 | 2016-05-04 | 株式会社日立产机系统 | 压缩机和无油螺杆压缩机及其壳体的制造方法 |
| CN103216550B (zh) * | 2012-01-18 | 2016-05-18 | 株式会社岛野 | 自行车盘式制动器转子 |
| CN107484420A (zh) * | 2015-04-08 | 2017-12-15 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于快速扩散的表面层及其生产方法 |
| CN108927507A (zh) * | 2017-05-23 | 2018-12-04 | 现代自动车株式会社 | 制造非均质材料制动盘的方法和使用该方法制造的非均质材料制动盘 |
| CN109881144A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-06-14 | 安徽省鑫矿液压机械有限责任公司 | 一种煤矿机械轴承用钢材的表面氮碳共渗热处理工艺 |
| CN110016640A (zh) * | 2018-01-10 | 2019-07-16 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 铁素体氮碳共渗零件及其制作和使用方法 |
| CN110873136A (zh) * | 2018-09-03 | 2020-03-10 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 铁质工件和制造方法 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8287667B2 (en) | 2006-06-29 | 2012-10-16 | GM Global Technology Operations LLC | Salt bath ferritic nitrocarburizing of brake rotors |
| US7622197B2 (en) * | 2006-11-20 | 2009-11-24 | Ferroxy-Aled, Llc | Seasoned ferrous cookware |
| US7550048B2 (en) * | 2006-12-15 | 2009-06-23 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Method of manufacture using heat forming |
| US7621201B2 (en) * | 2008-03-05 | 2009-11-24 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Hot forming tools for aluminum and magnesium sheets |
| US20110151238A1 (en) * | 2009-12-17 | 2011-06-23 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Low-friction coating system and method |
| US20110297495A1 (en) * | 2010-06-03 | 2011-12-08 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Friction brake component and method for manufacturing the same |
| AT510787A1 (de) * | 2010-12-03 | 2012-06-15 | Miba Frictec Gmbh | Verfahren zum herstellen eines reibelementes |
| US9353812B2 (en) * | 2011-08-29 | 2016-05-31 | GM Global Technology Operations LLC | Mass reduction of brake rotors |
| US9279467B2 (en) | 2011-11-28 | 2016-03-08 | GM Global Technology Operations LLC | Brake rotors having a custom designer feature and methods for forming the same |
| US9580136B2 (en) | 2012-01-18 | 2017-02-28 | Shimano Inc. | Corrosion resistant bicycle disc brake rotor |
| DE102013226091A1 (de) | 2013-12-16 | 2015-06-18 | Robert Bosch Gmbh | Zylindertrommel einer hydrostatischen Axialkolbenmaschine mit einer Verschleißschutzschicht |
| DE102014006064A1 (de) | 2013-12-18 | 2015-06-18 | Daimler Ag | Beschichtetes Grauguss-Bauteil und Herstellungsverfahren |
| DE102014008844A1 (de) | 2014-06-14 | 2015-12-17 | Daimler Ag | Bremsscheibe für ein Kraftfahrzeug |
| DE102014015474A1 (de) | 2014-10-18 | 2016-04-21 | Daimler Ag | Beschichtete Bremsscheibe und Herstellungsverfahren |
| US10270661B2 (en) * | 2014-12-30 | 2019-04-23 | EMC IP Holding Company LLC | Passive SAN discovery |
| US20190017161A1 (en) | 2017-07-14 | 2019-01-17 | GM Global Technology Operations LLC | Ferritic nitrocarburized vehicle component and methods of making and using the same |
| KR102551671B1 (ko) | 2017-12-13 | 2023-07-07 | 현대자동차주식회사 | 브레이크 디스크 및 그 제조방법 |
| DE102018116304B4 (de) * | 2018-07-05 | 2024-09-05 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Bremsbelag und Verfahren zu dessen Herstellung |
| KR102657327B1 (ko) * | 2018-12-11 | 2024-04-12 | 현대자동차주식회사 | 탈탄층 및 질화층을 포함하는 브레이크 디스크 및 이의 제조방법 |
| IT201800020773A1 (it) | 2018-12-21 | 2020-06-21 | Freni Brembo Spa | Metodo per realizzare un disco freno e disco freno per freni a disco |
| US11873873B2 (en) | 2022-04-15 | 2024-01-16 | GM Global Technology Operations LLC | System and method of making an enhanced brake rotor with improved wear resistance |
| CN116694897A (zh) * | 2023-06-05 | 2023-09-05 | 北京通嘉宏瑞科技有限公司 | 热处理方法及真空泵 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2407197A (en) * | 1944-01-12 | 1946-09-03 | American Steel Foundries | Brake rotor |
| US4263992A (en) * | 1978-09-29 | 1981-04-28 | Ford Motor Company | Fabricated disc brake rotor assembly |
| US4214921A (en) * | 1979-03-30 | 1980-07-29 | Emerson Electric Co. | Method of manufacturing a corrosion resistant rotor assembly |
| JPS61218841A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-09-29 | Nissan Motor Co Ltd | デイスクブレ−キ用ロ−タ |
| FR2672059B1 (fr) | 1991-01-30 | 1995-04-28 | Stephanois Rech Mec | Procede pour conferer a des pieces en metal ferreux, nitrurees puis oxydees, une excellente resistance a la corrosion tout en conservant les proprietes acquises de friction. |
| FR2679258B1 (fr) | 1991-07-16 | 1993-11-19 | Centre Stephanois Recherc Meca | Procede de traitement de pieces en metal ferreux pour ameliorer simultanement leur resistance a la corrosion et leurs proprietes de friction. |
| FR2688517B1 (fr) | 1992-03-10 | 1994-06-03 | Stephanois Rech | Procede de phosphatation de pieces en acier, pour ameliorer leurs resistances a la corrosion et a l'usure. |
| FR2731232B1 (fr) | 1995-03-01 | 1997-05-16 | Stephanois Rech | Procede de traitement de surfaces ferreuses soumises a des sollicitations elevees de frottement |
| US5806636A (en) * | 1995-08-16 | 1998-09-15 | Northrop Grumman Corporation | Brake rotors/drums and brake pads particulary adapted for motorized vehicles |
| US5626211A (en) * | 1995-10-03 | 1997-05-06 | Gewelber; Ytzhak | Multi-layer disk brake rotor |
| US20030024608A1 (en) * | 1997-10-14 | 2003-02-06 | Camcast Industries Pty., Ltd. | Iron alloy containing molybdenum |
| ATE284981T1 (de) * | 1999-03-12 | 2005-01-15 | Goodrich Corp | Eisenmetallartikel mit überzug aus einem oxid des basismetalls verwendbar für bremsvorrichtungen et al. |
| DE19919224A1 (de) | 1999-04-28 | 2001-04-19 | Reinhausen Maschf Scheubeck | Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Bauteilen, insbesondere von Bauteilen eines Stufenschalters |
| JP3491030B2 (ja) * | 2000-10-18 | 2004-01-26 | 住友金属工業株式会社 | ディスクブレ−キロ−タ−用ステンレス鋼 |
| JP4870872B2 (ja) | 2001-02-23 | 2012-02-08 | 株式会社キリウ | 車両用ブレーキ装置の回転ブレーキ部材およびその防錆処理方法 |
| US6746546B2 (en) * | 2001-11-02 | 2004-06-08 | Kolene Corporation | Low temperature nitriding salt and method of use |
| US6997292B2 (en) * | 2003-01-17 | 2006-02-14 | Performance Friction Corporation | Brake rotor attachment assembly that promotes in plane uniform torque transfer distribution |
| CN1566396A (zh) | 2003-07-03 | 2005-01-19 | 上海华渊热处理有限公司 | 球铁表面强化处理方法 |
| CN1570192A (zh) * | 2004-04-27 | 2005-01-26 | 上海大学 | 气门精锻模的表面改性处理加工方法 |
| US8287667B2 (en) | 2006-06-29 | 2012-10-16 | GM Global Technology Operations LLC | Salt bath ferritic nitrocarburizing of brake rotors |
-
2006
- 2006-06-29 US US11/427,490 patent/US8287667B2/en active Active
-
2007
- 2007-06-18 DE DE102007027933A patent/DE102007027933B4/de active Active
- 2007-06-28 CN CN2007101274808A patent/CN101096986B/zh active Active
-
2012
- 2012-09-12 US US13/611,030 patent/US8585833B2/en active Active
-
2013
- 2013-08-15 US US13/967,486 patent/US9651105B2/en active Active
Cited By (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8197199B2 (en) | 2008-06-09 | 2012-06-12 | GM Global Technology Operations LLC | Turbocharger housing with a conversion coating and methods of making the conversion coating |
| CN101603456B (zh) * | 2008-06-09 | 2012-09-12 | 通用汽车环球科技运作公司 | 带转化涂层的涡轮增压器壳和制备该转化涂层的方法 |
| US8556582B2 (en) | 2008-06-09 | 2013-10-15 | GM Global Technology Operations LLC | Turbocharger housing with a conversion coating and methods of making the conversion coating |
| CN102031481B (zh) * | 2009-10-07 | 2015-07-22 | 通用汽车环球科技运作公司 | 增加铁素体氮碳共渗处理的铸铁基体的耐腐蚀性的方法 |
| CN102031481A (zh) * | 2009-10-07 | 2011-04-27 | 通用汽车环球科技运作公司 | 增加铁素体氮碳共渗处理的铸铁基体的耐腐蚀性的方法 |
| CN102296266A (zh) * | 2010-06-25 | 2011-12-28 | 上海江凯金属表面处理技术有限公司 | 对不锈钢空调压缩机叶片进行盐浴氮化处理中的盐浴配方及处理方法 |
| CN103502501A (zh) * | 2011-03-11 | 2014-01-08 | H.E.F.公司 | 用于氮化钢质机械元件的熔融盐浴及实施方法 |
| CN103502501B (zh) * | 2011-03-11 | 2016-05-25 | H.E.F.公司 | 用于氮化钢质机械元件的熔融盐浴及实施方法 |
| US10520052B2 (en) | 2012-01-18 | 2019-12-31 | Shimano Inc. | Bicycle disc brake rotor |
| CN103216550B (zh) * | 2012-01-18 | 2016-05-18 | 株式会社岛野 | 自行车盘式制动器转子 |
| CN103668042A (zh) * | 2012-08-31 | 2014-03-26 | 曙制动器工业株式会社 | 铸铁摩擦部件的制造方法 |
| CN103671639A (zh) * | 2012-08-31 | 2014-03-26 | 曙制动器工业株式会社 | 车辆盘式制动器转子和车辆盘式制动器转子制造方法 |
| CN103671639B (zh) * | 2012-08-31 | 2017-03-01 | 曙制动器工业株式会社 | 车辆盘式制动器转子和车辆盘式制动器转子制造方法 |
| CN104797732B (zh) * | 2012-11-29 | 2018-04-06 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于处理铸铁工件的方法和由其形成的工件 |
| WO2014082238A1 (en) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | GM Global Technology Operations LLC | Method for treating a cast iron workpiece and workpiece formed thereby |
| CN104797732A (zh) * | 2012-11-29 | 2015-07-22 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于处理铸铁工件的方法和由其形成的工件 |
| CN104561886A (zh) * | 2013-10-10 | 2015-04-29 | 通富热处理(昆山)有限公司 | 汽车刹车盘的表面热处理方法 |
| US9581211B2 (en) | 2013-12-06 | 2017-02-28 | GM Global Technology Operations LLC | Friction material and methods of making and using the same |
| CN104696395B (zh) * | 2013-12-06 | 2017-07-04 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 摩擦材料及其制造和使用方法 |
| CN104696395A (zh) * | 2013-12-06 | 2015-06-10 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 摩擦材料及其制造和使用方法 |
| CN103671658A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-26 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 一种机动车减速片 |
| CN105545747A (zh) * | 2014-10-27 | 2016-05-04 | 株式会社日立产机系统 | 压缩机和无油螺杆压缩机及其壳体的制造方法 |
| CN105545747B (zh) * | 2014-10-27 | 2019-05-21 | 株式会社日立产机系统 | 压缩机和无油螺杆压缩机及其壳体的制造方法 |
| US10316841B2 (en) | 2014-10-27 | 2019-06-11 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Compressor, oil-free screw compressor, and method of manufacturing casing used therefor |
| CN107484420A (zh) * | 2015-04-08 | 2017-12-15 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于快速扩散的表面层及其生产方法 |
| CN108927507A (zh) * | 2017-05-23 | 2018-12-04 | 现代自动车株式会社 | 制造非均质材料制动盘的方法和使用该方法制造的非均质材料制动盘 |
| CN108927507B (zh) * | 2017-05-23 | 2022-05-03 | 现代自动车株式会社 | 制造非均质材料制动盘的方法和使用该方法制造的非均质材料制动盘 |
| CN110016640A (zh) * | 2018-01-10 | 2019-07-16 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 铁素体氮碳共渗零件及其制作和使用方法 |
| CN110016640B (zh) * | 2018-01-10 | 2021-07-06 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 铁素体氮碳共渗零件及其制作和使用方法 |
| CN110873136A (zh) * | 2018-09-03 | 2020-03-10 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 铁质工件和制造方法 |
| CN110873136B (zh) * | 2018-09-03 | 2022-01-25 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 一种用于制造具有摩擦表面的铁质构件的方法 |
| CN109881144A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-06-14 | 安徽省鑫矿液压机械有限责任公司 | 一种煤矿机械轴承用钢材的表面氮碳共渗热处理工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102007027933A1 (de) | 2008-01-03 |
| US8585833B2 (en) | 2013-11-19 |
| US20130000787A1 (en) | 2013-01-03 |
| US20080000550A1 (en) | 2008-01-03 |
| US20130327604A1 (en) | 2013-12-12 |
| US8287667B2 (en) | 2012-10-16 |
| US9651105B2 (en) | 2017-05-16 |
| DE102007027933B4 (de) | 2010-02-18 |
| CN101096986B (zh) | 2011-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101096986B (zh) | 制动器转子的盐浴铁素体氮碳共渗 | |
| CN102770569B (zh) | 齿轮及其制造方法 | |
| US10718045B2 (en) | Zinc-coated steel for press hardening applications and method of production | |
| US2444422A (en) | Producing aluminum-coated iron or steel | |
| CN104630647A (zh) | 一种高强度热镀锌q&p钢的制备方法 | |
| CN110144546A (zh) | 一种发动机正时链条销轴碳氮共渗工艺 | |
| CN110241378A (zh) | 热处理钢构件的方法及钢构件 | |
| CN101693941B (zh) | 一种中、低碳合金结构钢制件的淬火方法 | |
| CN102101106A (zh) | 低摩擦涂覆系统及方法 | |
| CN109852778A (zh) | 10Cr9MoW2VNbBN晶粒细化的热处理工艺 | |
| CN104540970A (zh) | 热处理钢构件的方法及钢构件 | |
| CN103774085A (zh) | 一种在低碳合金钢表面制备的高氮奥氏体层及制备方法 | |
| CN113444999B (zh) | 一种促进铁素体-马氏体钢表面生成耐铅铋腐蚀FeAl渗层的方法 | |
| CN105238913A (zh) | 发动机正时链条销轴及软氮化工艺 | |
| CN109136513A (zh) | 一种汽车钢板弹簧生产工艺 | |
| CN109402350A (zh) | 一种钢材的热处理工艺 | |
| CN111424139A (zh) | 一种合金结构钢交替冷却的淬火方法 | |
| CN106834650B (zh) | 一种获得低碳低合金黑皮锻钢轴超细珠光体的方法 | |
| CN111041162B (zh) | 一种用于提高产品最大弯曲角度的方法 | |
| CN105803163A (zh) | 一种钢丝淬火剂及其应用方法 | |
| CN106854746A (zh) | 一种高铁用表面强化稀土高碳铬钢及其制备工艺 | |
| RU2204615C2 (ru) | Способ термической обработки стальных конструкций с концентраторами напряжений | |
| Yu et al. | Effect of prior austenite on reversed austenite stability and mechanical properties of low carbon medium manganese steel heavy plate | |
| JPS637334A (ja) | ばねの製造方法 | |
| CN113549866A (zh) | 风力发电机组齿轮箱滚道行星轮渗碳淬火工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |