CN106438778A - 铝铁复合制动鼓 - Google Patents

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周家福
周志明
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    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
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Abstract

本发明公开了一种铝铁复合制动鼓，特征是制动鼓本体外圆面上复合一层铝合金散热结构层，铝合金散热结构层与制动鼓本体之间有复合界面，铝合金散热结构层与制动鼓本体为同体。制动鼓本体是铸铁，铝合金散热结构层是高强度的铝合金材料。优点是：既保持铸铁的耐磨、摩擦系数高等特性，也利用了铝合金的密度小、强度高、导热性好的特性，具有显著的散热效果，减轻了重量，提高了制动鼓的强度，优化了散热性能，加快刹车时的制动热量与空气交换，防止热开裂，延长了使用寿命，解决了开裂问题，满足汽车轻量化的要求。

Description

铝铁复合制动鼓
技术领域
本发明属于汽车零部件领域，具体涉及一种铝铁复合制动鼓。
背景技术
制动鼓是汽车制动总成的重要组成部分，其性能好坏直接影响着整车的安全性，而制动鼓的重要失效形式为磨损、龟裂、开裂等。制动鼓与铁蹄离合片摩擦产生大量的热量使制动鼓的工作面温度不断升高，而两者的摩擦多为斑点状接触，接触面因摩擦产生的热量而发生相变，产生相变应力，且受热的不均匀也产生应力，从而使得制动鼓力学性能的不均匀，在频繁的制动载荷下，产生裂纹，随着裂纹的增多和延伸，形成网状裂纹。同时龟裂出现后，在热应力和相变应力作用下，由于组织相变局部强度下降，在频繁的制动下，以及一些用户加装淋水器，使制动鼓表面温度骤降，使得裂纹不断延伸，形成严重的裂纹造成开裂。此外，造成制动鼓失效开裂的另一个重要原因，是制动鼓本身强度不够，主要是生产制动鼓时选用的材质差，化学元素的含量不符合要求，力学性能不达标，存在铸造缺陷，铸件应力过大。
目前，大部分重型商用车，是采用鼓式制动总成，具有结构简单、工作可靠的特点。随着汽车技术的不断发展以及面临不同客户需求，汽车不断向高速、重载、频繁制动等多方面发展，以及山区公路大量投入使用和交通拥挤的加剧，这些都使得制动器在频繁工作时，制动鼓的局部温度会更高，使制动鼓处于严重的热疲劳状态。以前在低速轻载条件下表现尚好的制动鼓使用寿命大大降低。而人们对汽车的安全性要求越来越高，在满足高速、重载的前提下，也要能够满足安全性、耐用性和平顺性要求。
如何防止制动鼓因强度不足、受热相变等原因而产生开裂失效，这是一困扰着汽车制动鼓制造行业的难题。
对比文件1，申请号：CN201010113851，发明名称：一种在线检测强制风冷式刹车鼓，其在轮辐的散热孔上还设置有集风罩，在制动鼓连接的制动凸轮轴上设置有测温传感器、位置传感器。对比文件2，申请号：CN201310023312，发明名称：磁流体浮力刹车鼓，其是在制动盘密封于制动型腔内，磁流体在制动型腔内，刹车爪位于制动盘下以为，刹车爪与外壳连接，电磁线圈设于外壳上，通过磁力线控制器设有控制线与电磁线圈连。对比文件3，申请号：CN201310018403，发明名称：刹车毂，其是在刹车毂本体设有环状板，环状板圆周上有固定孔，刹车毂本体内表面设置有环形槽，环形槽中设有进风通孔。本案与对比文件的技术方案和技术特征不同。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种铝铁复合制动鼓，它可明显提高制动鼓的强度和刚性，具有显著的散热降温效果，有效防止热开裂，重量减轻，使用寿命长，提高使用的安全可靠性。
本发明的技术解决方案是这样的：一种铝铁复合制动鼓，包括制动鼓本体（1）、铝合金散热结构层（2）、复合界面（3），其特征在于，制动鼓本体（1）外圆面上复合一层铝合金散热结构层（2），铝合金散热结构层（2）与制动鼓本体（1）之间有复合界面（3），铝合金散热结构层（2）与制动鼓本体（1）为同体。
制动鼓本体（1）的结构是包含汽车制动鼓刹车面的结构。
制动鼓本体（1）是铸铁。
铝合金散热结构层（2）有一层以上，是铝合金材料。
复合界面（3）是圆柱面或各种形状的曲面。
本发明与现有技术相比的突出效果是：既保持铸铁的耐磨、摩擦系数高等特性，也利用了高强度铝合金的密度小、强度高、导热性好的特性，具有显著的散热效果，减轻了制动鼓的重量，提高了制动鼓的强度，同时优化了制动鼓的散热性能，加快刹车时的制动热量与空气交换，防止了高温产生的热开裂，延长了制动鼓的使用寿命，有效解决了制动鼓使用开裂问题，也更好满足汽车轻量化的要求。完全优于国家标准要求。
附图说明
图1为本发明铝铁复合制动鼓实施例1∽3的结构示意图。
图2为图1中的沿A-A方向的剖视图。
图3为本发明铝铁复合制动鼓实施例2∽4的结构示意图。
图4为图3中的沿B-B方向的剖视图。
附图标记：制动鼓本体（1）、铝合金散热结构层（2）、复合界面（3）。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述，所举实例只是用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1，一种铝铁复合制动鼓，包括制动鼓本体、铝合金散热结构层、复合界面，其特征在于，制动鼓本体（1）外圆面上复合一层铝合金散热结构层（2），铝合金散热结构层（2）与制动鼓本体（1）之间有复合界面（3），铝合金散热结构层（2）与制动鼓本体（1）为同体。
先制好制动鼓本体（1），在复合界面（3）上进行热浸镀工艺，然后通过双金属复合铸造工艺，使铝合金散热结构层（2）浇铸在制动鼓本体（1）上，（1，2）复合成一体。
所述制动鼓本体（1）的结构是包含汽车制动鼓刹车面的结构。材质是灰铸铁或蠕墨球铁等各类铸铁，这样保持有硬度高、耐磨性好、摩擦系数好的铸铁特性。
所述铝合金散热结构层（2）有一层以上，是铝合金材料，有效利用了高强度铝合金的密度小、强度高、导热性好的特性。散热结构使用环形散热片及纵向加强筋结构，使用铸造毛坯面，加大散热面积，同时提高刚性。
所述复合界面（3）是圆柱面或各种形状的曲面,通过热浸镀工艺，在复合界面（3）上预先镀铝薄层，这样可以保证铝合金散热结构层（2）与制动鼓本体（1）能紧密连接成一体，更好地导热。
实施例2， 制动鼓本体（1）是铸铁（国标要求抗拉强度达到250MPa）。
铝合金散热结构层（2）是高强度的铝合金材料，其抗拉强度550MPa以上。
铝合金散热结构层（2）的结构可以是各种形状的散热结构。
复合界面（3）是圆柱面或者各种形状的曲面。
实施例3，如图1和图2所示，铝合金散热结构层（2）仅布置在制动鼓本体（1）的外圆面上，该实例的制动鼓的大部分位置为铸铁，重量减轻了约10%。
实施例4，如图3和图4所示，铝合金散热结构层（2）布置在制动鼓本体（1）的内圆面的其余表面上，该实例的制动鼓的大部分位置为铝合金材料，重量减轻了40%。

Claims (5)

1.一种铝铁复合制动鼓，包括制动鼓本体（1）、铝合金散热结构层（2）、复合界面（3），其特征在于，制动鼓本体（1）外圆面上复合一层铝合金散热结构层（2），铝合金散热结构层（2）与制动鼓本体（1）之间有复合界面（3），铝合金散热结构层（2）与制动鼓本体（1）为同体。
2.按照权利要求1所述的铝铁复合制动鼓，其特征在于制动鼓本体（1）的结构是包含汽车制动鼓刹车面的结构。
3.按照权利要求1所述的铝铁复合制动鼓，其特征在于，制动鼓本体（1）是铸铁。
4.按照权利要求1所述的铝铁同体复合散热制动鼓，其特征在于铝合金散热结构层（2）有一层以上，铝合金散热结构层（2）是铝合金材料。
5.按照权利要求1所述的铝铁复合制动鼓，其特征在于复合界面（3）是圆柱面和/或各种形状的曲面。
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