CN103185088A - 制动盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有热涂覆的、减小磨损的表面涂层（5）的灰口铸铁制动盘（1），所述表面涂层具有碳化铬和/或碳化钨。根据本发明，表面涂层（5）具有减小到大约0.5μm到1μm的粗糙度，由此缩短了介入制动持续时间。

Description

制动盘
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的制动盘，其摩擦面具有表面涂层。
背景技术
已知用于机动车的盘式制动器的制动盘。所述制动盘一般由金属制成，大多数由灰口铸铁、也就是由具有片状石墨的铸铁制成，也部分地由钢制成。也已知由碳纤维强化的塑料制成的制动盘，所述制动盘由于其低重量适用于赛车运动并且由于其高磨损基本上限于赛车运动。
为了减小磨损，尤其对于由灰口铸铁制成的制动盘来说已知一种制动盘的摩擦面的减小磨损的表面涂层。摩擦面是制动盘的圆孔盘状的表面，在制动时将摩擦制动衬片压向所述摩擦面。
已知的减小摩擦的表面涂层具有由碳化铬和/或碳化钨、也就是金属碳化物组成的颗粒。所述碳化物颗粒放置在例如由镍或者钴制成的金属的基层中。通过热喷涂、例如金属喷涂或者电弧喷涂进行表面涂层的涂覆。
表面涂层如已经说明的那样提高了制动盘的耐磨性，这是所期望的。同时所述表面涂层由于其与未涂层的制动盘相比更高的耐磨性延长了制动盘的介入制动持续时间。对于新的制动盘来说，制动时的磨损改变了制动性能、尤其是制动盘的摩擦系数。在一定的持续时间、即介入制动持续时间之后或者说在一定的制动次数或者一定的最初磨损之后，制动盘达到稳定的状态，其制动性能、尤其是其摩擦系数不再改变或者至多仅仅不重要地或者说不显著地改变。为了在制动时使驾驶员获得可靠的感觉，介入制动持续时间应当尽可能短，也就是说制动盘应当在尽可能少的制动之后具有其稳定的制动状态。未涂层的灰口铸铁制动盘在道路交通中在例如大约30次正常制动、也就是说没有非常轻柔的并且也没有过度强烈的制动之后达到其稳定的状态。试验表明，具有其摩擦面的减小磨损的表面涂层的制动盘在120次制动、也就是说四倍的制动次数之后仍还未达到稳定的状态。
发明内容
根据本发明的、具有权利要求1的特征的制动盘具有其表面涂层的、小于2μm的减小的粗糙度，其中Rz指的是平均粗糙度。制动盘的通常已知的减小磨损的表面涂层具有大约8μm的粗糙度，对于非常平滑的表面涂层仍然具有4μm或者更大的粗糙度。试验表明，具有更小的粗糙度的表面涂层缩短了直到制动盘具有稳定的制动性能的介入制动持续时间。对于制动盘的表面涂层的、大约1μm的平均粗糙度Rz来说，制动盘在大约120次制动后达到稳定的制动性能，也就是说在权利要求1中给出的小于2μm的粗糙度已经是高的，优选粗糙度是大约1μm或者更小。在此示出，表面涂层的大约0.3μm的平均粗糙度Rz得出了如对于未涂层的制动盘那样类似的介入制动特性、即在大约30次制动之后稳定的制动性能。因此特别优选的是具有其摩擦面的表面涂层的制动盘，所述表面涂层的粗糙度小于0.5μm并且优选为大约0.3μm或者更小。对于大约0.5μm的粗糙度来说，表面涂层不再显得无光泽，而是显得反射闪光或者说反光；对于小于0.3μm的粗糙度来说则显得镜面反光。
从属权利要求的主题是在权利要求1中给出的发明的有利的设计方案和改进方案。
根据本发明的表面涂层尤其用于金属的制动盘，并且在这里由于例如与钢相比更高的磨损用于由灰口铸铁制成的制动盘。另一种应用情况可以是由纤维强化的塑料、尤其是碳纤维强化的塑料制成的制动盘，其应用由于其高磨损迄今基本上限于赛车运动。通过减小磨损的表面涂层，这种制动盘的耐磨性可能适合于表面涂层的灰口铸铁制动盘的耐磨性，也就是说由碳纤维强化的塑料制成的制动盘通过减小磨损的表面涂层可能具有比未涂层的金属制的制动盘显著更高的耐磨性，正如其现在应用在机动车构造中的那样。
本发明既不限于给出的制动盘材料也不限于给出的涂层材料，还不限于涂层的给出的类型。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例对本发明进行详细说明。附图示出：
图1以透视图示出了根据本发明的制动盘的片段；
图2示出了现有技术的放大的截面示图；并且
图3示出了根据本发明的制动盘的与图2相应的截面示图。
为了理解和说明本发明，附图是示意性的并且部分简化的示图。
具体实施方式
在图1中示出的根据本发明的制动盘1具有圆孔盘状的制动环2和空心柱体的、钵状的轮毂3，所述轮毂与所述制动环2同心并且与所述制动环是一体的。制动环2的圆孔盘状的端面形成制动盘1的摩擦面4，为了制动将未示出的盘式制动器的未示出的摩擦制动衬片压向所述摩擦面。设置制动盘1以应用在机动车中。
制动盘1由灰口铸铁、也就是具有片状石墨的铸铁构成。摩擦面4具有减小磨损的表面涂层5，所述表面涂层在实施例中通过金属喷涂或者电弧喷涂热涂覆。表面涂层5覆盖摩擦面4以及由涂覆方法决定地邻接的区域。但是也可能是，表面涂层5除了摩擦面4还覆盖制动盘1的表面的其他区域，也即覆盖整个制动盘。
减小磨损的表面涂层5具有由碳化铬和/或碳化钨、概括来说也就是金属碳化物、并且更概况来说也就是碳化物构成的颗粒。所述碳化物颗粒放置在例如由镍或者钴制成的金属的基层中。除了耐磨性所述表面涂层5还提高了抗腐蚀性并且改善了制动盘1的制动性能。
图2示出了具有热涂覆的、减小磨损的表面涂层5的制动盘1的制动环2的示意性的截面示图，该示图对应于现有技术。碳化物颗粒6从金属的基层7中突出，表面涂层5具有8μm的平均粗糙度Rz。现有技术的非常平滑的表面涂层仍具有4μm以及更大的平均粗糙度Rz。
如在图3中能够看出的那样，根据本发明的制动盘1的摩擦面4的表面涂层5是更平滑的，所述表面涂层具有优选1μm或者更小的平均粗糙度Rz，将大约2μm的平均粗糙度Rz看作上限值。特别优选减小磨损的表面涂层5的平均粗糙度为大约0.3μm到0.5μm。对于这种粗糙度来说，表面涂层5开始获得镜面效果或者甚至开始变得反光，正如通过在图1中的阴影线（Schraffur）显示的那样。力求达到的是新的、未使用过的制动盘1的表面涂层5的粗糙度，该粗糙度相当于在平均的使用持续时间之后在新状态和磨损状态之间的表面涂层5的粗糙度。由此省掉或者缩短了介入制动持续时间。一般的制动盘从新状态到介入了制动的状态改变了其制动性能、尤其是其摩擦系数，从所述介入了制动的状态起制动性能不再改变，或者至少轻微地或者说不显著地改变。对于介入制动持续时间来说，所述介入制动持续时间也可以以到达到更稳定的制动性能的制动次数来说明。由于减小磨损的表面涂层5的较低的磨损，将直到制动盘1具有稳定的制动性能的介入制动持续时间、尤其是必要的制动次数延长四倍。根据本发明力求达到，在新状态中，表面涂层5的粗糙度已经如同在用过的制动盘1中表面涂层5具有的粗糙度一样，并且所述粗糙度从介入制动持续时间的结束开始直到制动盘1的磨损状态不变化或者至多可忽略地变化。在这种理想情况下根据本发明的制动盘1的制动性能从新状态到磨损状态不变化或者至多可忽略地变化，这省掉了介入制动（Einbremsen）。更大的粗糙度引起了介入制动，其中制动盘1的摩擦面4的减小磨损的表面涂层5的粗糙度如此低，从而所述介入制动持续时间是可接受的。对于在新状态中的表面涂层5的1μm的平均粗糙度Rz来说，介入制动持续大约120次制动并且因此大约是未涂层的灰口铸铁制动盘的介入制动的四倍长。对于表面涂层5的大约0.3μm的平均粗糙度Rz来说，介入制动持续时间缩短到大约30次制动，这相当于未涂层的灰口铸铁制动盘的介入制动持续时间。
为了达到根据本发明的粗糙度，精细地加工根据本发明的制动盘1的减小磨损的表面涂层5。例如精细打磨、平滑打磨、研磨（l?ppen）、搪磨（honen）、超声打磨或者超声研磨表面涂层5。通过尤其切削地进行的精加工，切除碳化物颗粒6的从表面涂层5的基层7突出的尖端和棱边，从而使得碳化物颗粒6从基层7中不突出那么多并且使得碳化物颗粒6的突出的位置更扁平。表面涂层5在新状态中已经具有表面结构和粗糙度，所述表面结构和粗糙度相当于或者至少接近表面涂层5在介入了制动的状态中所具有的表面结构和粗糙度。

Claims (4)

1.一种具有摩擦面（4）的制动盘（1），所述摩擦面具有表面涂层（5），其特征在于，所述表面涂层（5）具有小于2μm的粗糙度。
2.按权利要求1所述的制动盘，其特征在于，精加工所述摩擦面（4）的表面涂层（5）。
3.按权利要求1所述的制动盘，其特征在于，精细打磨、平滑打磨、研磨、搪磨、超声打磨或者超声研磨所述摩擦面（4）的表面涂层（5）。
4.按权利要求1所述的制动盘，其特征在于，所述制动盘（1）由金属、尤其由灰口铸铁制成，或者由纤维强化的塑料、尤其由碳纤维强化的塑料制成。
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