CN109210111A - 具有装饰性插入件的制动盘 - Google Patents

Abstract

一种制动盘，该制动盘包括制动衬块磨损表面；顶盖表面；装饰性插入件，该装饰性插入件包括插入件材料，该装饰性插入件布置在制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上；其中装饰性插入件和制动衬块之间的摩擦系数中的至少一个与制动衬块磨损表面和制动衬块之间的摩擦系数基本相同，装饰性插入件的磨损率基本等于或者大于制动衬块磨损表面的磨损率，或者装饰性插入件的磨损率基本等于或者大于顶盖表面的磨损率；并且该装饰性插入件的至少一部分在制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上可见。

Description

具有装饰性插入件的制动盘

引言

本公开涉及一种具有装饰性插入件的制动盘。

盘式制动器通常用于使车辆车轮的旋转减慢或停止。通常，盘式制动系统包括连接到车辆的车轮和/或车轴的制动盘和制动钳。由于标记困难，许多制造部件(诸如制动盘)未标记。对于在使用过程中会发生磨损的部件，有效的标记是具有挑战性或无法维护。关于制动盘(例如，包括印刷品、标签或摩擦表面上的蚀刻的标记)因日常驾驶条件可能很快地磨损。

因此，希望提供一种方法有效且持久地标记部件，而不增加制造过程的昂贵成本或降低部件质量。

发明内容

在一个示例性实施例中，制动盘包括制动衬块磨损表面、顶盖表面和包括插入件材料的装饰性插入件。装饰性插入件设置在制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上。装饰性插入件和制动衬块之间的摩擦系数中的至少一个基本等于制动衬块磨损表面和制动衬块之间的摩擦系数，装饰性插入件的磨损率基本等于或大于制动衬块磨损表面的磨损率，或者装饰性插入件的磨损率基本等于或大于顶盖表面的磨损率。装饰性插入件的至少一部分在制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上是可见的。

除了本文描述的一个或多个特征之外，插入件材料包括金属材料、陶瓷材料、矿物材料、玻璃材料或其组合。

在一个实施例中，插入件材料包括铝、铜、锰、搪瓷、钛、钢、不锈钢、镍、锆、碳化硅、碳化硼、碳化钨、氧化镍、氧化锆、碳化铬、氧化铝、铝钛、锆酸镁、氮化硅、氮化硼、二硼化钛、硅酸盐矿物或包括前述至少一种的组合。

在一个实施例中，装饰性插入件设置在制动衬块磨损表面上。

在一个实施例中，装饰性插入件限定了定制设计特征。

在一个实施例中，制动盘包括铁、钛、钢、铜、碳、碳化硅、镍、硼化钛、铝、氮化硼、钴、镁、锰、其合金、其金属基体复合材料、或者包括前述至少一种的组合。

在另一示例性实施例中，用于在制动盘的制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上形成装饰性插入件的方法包括将插入件材料定位到模具中，并将制动盘围绕插入件材料铸造在模具中。对制动盘进行处理，使得至少一部分插入件材料在制动盘的制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上可见。装饰性插入件和制动衬块之间的摩擦系数中的至少一个基本等于制动衬块磨损表面和制动衬块之间的摩擦系数，装饰性插入件的磨损率基本等于或大于制动衬块磨损表面的磨损率，或者装饰性插入件的磨损率基本等于或大于顶盖表面的磨损率。

在一个实施例中，装饰性插入件的厚度约为0.5mm至约10mm，优选地，约0.5mm至约5mm，更优选地，0.5mm至约3.0mm。

在一个实施例中，插入件材料包括金属材料、陶瓷材料、矿物材料、玻璃材料或其组合。

在一个实施例中，插入件材料包括铝、铜、锰、搪瓷、钛、钢、不锈钢、镍、锆、碳化硅、碳化硼、碳化钨、氧化镍、氧化锆、碳化铬、氧化铝、铝钛、锆酸镁、氮化硅、氮化硼、二硼化钛、硅酸盐矿物或包括前述至少一种的组合。

在一个实施例中，该方法还包括执行至少一个过程，该过程包括：渗氮过程；渗碳过程；渗硼过程；或氧化过程，在铸造步骤之后施加到制动盘。

在一个实施例中，其中装饰性插入件形成在制动衬块磨损表面上。

在又一示例性实施例中，一种用于在制动盘的制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上形成装饰性插入件的方法包括：提供在制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上具有至少一个凹陷的制动盘。将插入件材料施加到所述至少一个凹陷以形成装饰性插入件。装饰性插入件和制动衬块之间的摩擦系数中的至少一个基本等于制动衬块磨损表面和制动衬块之间的摩擦系数，装饰性插入件的磨损率基本等于或大于制动衬块磨损表面的磨损率，或者装饰性插入件的磨损率基本等于或大于顶盖表面的磨损率。装饰性插入件的至少一部分在制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上是可见的。

在一个实施例中，还包括在制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上化学或机械地形成的至少一个凹陷。

在一个实施例中，该至少一个凹陷的深度约为0.50mm至约为1mm，优选地，约0.50mm至约5mm，更优选地，0.50mm至约3.mm。

在一个实施例中，插入件材料通过以下方式中的至少一种进行施加：激光粉末熔敷、激光喷射、激光沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、溅射沉积、粉末涂覆、热喷涂、等离子喷涂、烧结、电沉积、真空电镀或其组合。

在一个实施例中，插入件材料包括金属材料、陶瓷材料、矿物材料、玻璃材料或其组合。

在一个实施例中，插入件材料包括铝、铜、锰、搪瓷、钛、钢、不锈钢、镍、锆、碳化硅、碳化硼、碳化钨、氧化镍、氧化锆、碳化铬、氧化铝、铝钛、锆酸镁、氮化硅、氮化硼、二硼化钛、硅酸盐矿物或包括前述至少一种的组合。

在一个实施例中，该方法还包括执行至少一个过程，该过程包括：渗氮过程；渗碳过程；渗硼过程；或氧化过程，在施加插入件材料的步骤之后施加到制动盘。

在一个实施例中，装饰性插入件形成在制动衬块磨损表面上。

通过以下结合附图时的详细描述，本公开的以上特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。

附图说明

其他特征、优点和详细情况仅以示例的方式在以下详细描述中出现，详细描述参考附图，其中：

图1是根据一个实施例的制动盘的平面图；

图2是根据一个实施例的制动盘的透视图；

图3是根据一个实施例的制动盘的剖视图；

图4是根据一个实施例的方法的示意图；

图5是根据一个实施例的方法的示意图；

图6是根据一个实施例的制动盘的平面图；和

图7是根据一个实施例的制动盘的透视图。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、其应用或用途。应该理解，虽然术语第一、第二、第三等可在此用来描述各种元件、组件、和/或部分，但是这些元件、组件、和/或部分不应该受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件或部分与另一个元件、部件或部分区分开来。因此，在不脱离本公开的教导的情况下，以下讨论的第一元件、部件或部分可以被称为第二元件、部件或部分。

除非另有限定，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。应进一步理解的是，诸如在通常使用的词典中限定的那些术语，应被解释为具有与它们在相关领域和在本公开文件的范围内的含义相一致的含义，不应以理想化的或过于形式的认识来解释，除非在本说明书是明显地如此限定。

根据示例性实施例，提供了一种包括装饰性插入件的制动盘。装饰性插入件包括插入件材料，并且布置在制动盘的制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上。在制动盘中，装饰性插入件的至少一部分在制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上是可见的。

如本文所使用的，布置在制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上的装饰性插入件意味着装饰性插入件的至少一部分在制动盘的这些表面中的一个或多个表面上是可见的。换句话说，装饰性插入件的部分可以定位在制动盘的这些可见表面之上，而装饰性插入件的部分也可以定位在制动盘的这些可见表面之下。

图1和图2示出了根据示例性实施例的制动盘的视图。制动盘100包括制动衬块磨损表面106和顶盖表面104。顶盖表面104包括用于容纳螺栓的螺栓开口108，该螺栓将制动盘100连接到车轮和车身上——即轴毂(未示出)。图3示出了制动衬块120和制动衬块磨损表面106之间相互作用的视图；为了简单起见，省略了包括在制动盘100相对侧上的第二制动衬块的附加部件。如图3所示，当安装在车辆上进行运行时，制动衬块磨损表面106被定位成邻近制动衬块120。在运行中，当车辆驾驶员施加制动时，在制动盘100旋转的同时，制动衬块120接触制动衬块磨损表面106，从而引起制动转子100并因此使车辆减速。为此目的，制动盘100必须高度坚固并且制动衬块磨损表面106必须在制动盘100的使用寿命期间能够承受较大的间歇摩擦力。

装饰性插入件110/112能够定位在制动衬块磨损表面106的任何位置和/或制动盘100的顶盖表面104上。在一个实施例中，装饰性插入件110/112定位在制动衬块磨损表面106和顶盖表面104二者上的多个位置。在又一个实施例中，制动盘100可以包括尺寸、材料组成、深度、外观和形状不同的多个装饰性插入件110/112。在一个实施例中，顶盖表面104包括装饰性插入件112。在一个实施例中，装饰性插入件110被定位(即，布置)在制动衬块磨损表面106上。

在一个实施例中，装饰性插入件110/112限定了定制的设计特征。定制的设计特征可以包括公司符号、设计、图形、标识、字母数字符号和图像，诸如车辆图像。在所示出的实施例中，装饰性插入件是被称为“蝴蝶结”标志的汽车品牌的符号。定制的设计特征还可以包括物主自定义的符号、设计、图形、标识、字母数字符号和图像。装饰性插入件的形状可用于提供视觉上不同的外观，诸如以指示标记的组件的来源、物主或类型。该标记可以用于识别(例如识别与库存、分销，所有权和/或销售相关的部分)用于品牌化、用于定制或用于美学目的。作为特定示例识别目的，装饰性插入件110/112能够在车辆运行期间(即，当制动盘100处于其车辆上的运行位置时)作为可见的区别特征而进行操作。

在一个实施例中，装饰性插入件110/112的厚度为约0.50mm至约10mm、约0.5mm至约7.5mm、约0.5mm至约5mm、约0.5mm至约4mm、约0.5mm至约3mm、约0.5mm至约2mm或约0.5mm至约1mm。例如，装饰性插入件110/112的厚度为约0.75mm至约8mm、约1.0mm至约6mm、约1.25mm至约4mm、约1.5mm至约3mm或约1.75mm至约2.0mm。如本文所使用的，厚度是装饰性插入件110/112在垂直于制动衬块磨损表面106和顶盖表面104的平面中的最大特征。在又一个实施例中，提供了多个装饰性插入件110/112，其中每个装饰性插入件独立地具有所述的厚度。

在一个实施例中，装饰性插入件110/112具有的宽度为约10mm至约150mm、约25mm至约150mm、约50mm至约150mm或约75mm至约150mm。例如，装饰性插入件110/112具有的宽度为约20mm至约120mm、约20mm至约100mm或约20mm至约80mm。如本文所使用的，宽度是装饰性插入件110/112在制动衬块磨损表面106和顶盖表面104的平面中的最宽的水平特征。在又一个实施例中，提供多个装饰性插入件110/112，其中每个装饰性插入件110/112独立地具有如所描述的宽度。

在一个实施例中，包括多个装饰性插入件110/112，并且具有的间距为约0.5mm至约150mm、约0.5mm至约100mm、约0.5mm至约50mm、约0.5mm至约25mm、约0.5mm至约15mm、约0.5mm至约10mm，约0.5mm至约5mm、约0.5mm至约2.5mm或约0.5mm至约1.0mm。在又一个实施例中，包括多个装饰性插入件110/112，其中每个装饰性插入件110/112独立地具有与所述相邻的装饰性插入件110/112之间的间距。

在制动盘100中，装饰性插入件110和制动衬块120之间的摩擦系数中的至少一个基本等于制动衬块磨损表面106和制动衬块120之间的摩擦系数，装饰性插入件110的磨损率基本等于或者大于制动衬块磨损表面106的磨损率，或者装饰性插入件110的磨损率基本等于或者大于顶盖表面104的磨损率。换言之，包括装饰性插入件110的制动衬块磨损表面106部分中的至少一个在装饰性插入件110和制动衬块120之间具有的摩擦系数基本等于制动衬块磨损表面106和制动衬块120(不包括装饰性插入件110的制动衬块磨损表面106的部分)之间的摩擦系数，包括装饰性插入件110的制动衬块磨损表面106的部分具有的磨损率基本等于或者大于不包括装饰性插入件110的制动衬块磨损表面106的磨损率，包括装饰性插入件110的顶盖表面104的部分具有的磨损率基本等于或者大于不包括装饰性插入件110的顶盖表面104的磨损率。

在一个实施例中，装饰性插入件110与制动衬块120之间的摩擦系数为制动衬块磨损表面106与制动衬块120之间的摩擦系数的±0.1，±0.08，±0.05或±0.03。在一个实施例中，装饰性插入件110与制动衬块120之间的摩擦系数为制动衬块磨损表面106与制动衬块120之间的摩擦系数的±10％、±8％、±5％或±0.3％。合适的制动衬块包括本领域可用的制动衬块，并且能够包括有机制动衬块、半金属制动衬块、陶瓷制动衬块等。制动衬块材料包括但不限于玻璃、纤维、橡胶、碳、凯夫拉尔、钢、铁、铜、锰、石墨、陶瓷、陶瓷复合材料等。摩擦系数能够通过标准工业方法测得，其包括但不限于JASO C-406或SAE J2430。

在一个实施例中，装饰性插入件110的磨损率比制动衬块磨损表面106的磨损率大于约10％、大于约8％、大于约5％、大于约3％或大于约1％。在一个实施例中，装饰性插入件110的磨损率比顶盖表面104的磨损率大于约10％、大于约8％、大于约5％、大于约3％或大于约1％。磨损率可以通过标准工业方法测得，这些标准工业方法包括但不限于JASO C427-83或SAE J2707。

插入件材料可以包括金属材料、陶瓷材料、矿物材料、玻璃材料或其组合。在一个实施例中，插入件材料包括铝、铜、锰、搪瓷、钛、钢、不锈钢、镍、锆、碳化硅、碳化硼、碳化钨、氧化镍、氧化锆、碳化铬、氧化铝、铝钛、锆酸镁、氮化硅、氮化硼、二硼化钛、硅酸盐矿物或包括前述中的至少一种组合。

在一个实施例中，陶瓷材料可以包括但不限于钛酸钡、氧化硼、氮化硼、铁氧体、陶瓷、氧化铝、氮氧化硅铝、碳化硅、氮化硅、硅酸镁、碳化钛、氧化锌、二氧化锆、二氧化钛、氧化铝、氧化铍、二氧化铈、氧化锆、碳纤维、其合金、其复合材料，其金属基质或包含前述至少一种的组合。

在一个实施例中，矿物材料可以包括以下材料中的一种或多种：硅酸盐矿物、碳化物矿物、磷化物矿物、硫化物矿物、硫酸盐矿物、卤化物矿物、氧化物矿物、尖晶石群、氢氧化物矿物、碳酸盐矿物、硝酸盐矿物、硼酸盐矿物、硫酸盐矿物或磷酸盐矿物。

在一个实施例中，搪瓷可以包括包含石英、长石、大理石、高岭土、硼酸、硼砂、Na₂O、K₂O、Li₂O、MnO、silica、ZrO₂、BaO、ZnO、SnO、CaO、MgO、CoO、Fe₂O₃、F₂、NiO、P₂O₅、Al₂O₃、TiO₂或其组合。在一些实施例中，搪瓷可以包括选自金、银、铂、钯、铁、铬、铜、钴、锰，其合金以及它们的组合的金属纳米颗粒。

在一个实施例中，硅酸盐矿物可以包括以下材质中的一种或多种：云母、橄榄石、石英、长石、沸石、莫来石、榍石、粒硅镁石、硅镁石、斜硅镁石、红柱石、蓝晶石、硅线石、蓝线石、黄玉、十字石、硅灰硼石、锆石、钍石、铪石、硅铍石、硅锌矿、镁橄榄石、铁橄榄石、锰橄榄石、镁铝榴石、铁铝榴石、锰铝榴石、钙铝榴石、钙铬榴石、钙铁榴石、异极矿、硬柱石、斧石、黑柱石、绿帘石、黝帘石、坦桑黝帘石、斜黝帘石、褐帘石、蓝锥矿、绿宝石、钪绿柱石、苏纪石、电气石、绿柱石、大隅石、堇青石、铁堇青石、顽辉石、铁辉石、易变辉石、透辉石、辉石、硬玉、锥辉石、钙硅石、蔷薇辉石、针钠钙石、透闪石、叶蛇纹石、纤维蛇纹石、利蛇纹石、利蛇纹石、高岭石、伊利石、蒙脱石、蛭石、滑石、海泡石、坡缕石、叶蜡石、黑云母、铬云母、白云母、金云母、锂云母、珍珠云母、海绿石、绿泥石、白榴石、方钠石、透锂长石、钠柱石、钙柱石、钠沸石、毛沸石、丝光沸石。

在一个实施例中，玻璃材料可以包括以下中的一种或多种：SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、K₂O、Li₂O、CaO、MgO、BaO、CaO、MgO、SrO、Sb₂O₃、Fe₂O₃、MnO₂、CeO₂、SnO₂、TiO₂、ZnO、P₂O₅、Sb₂O₃、2MgO·Sb₂O₅、7MgO·Sb₂O₅、2ZnO·Sb₂O₅、7ZnO·Sb₂O₅、3CaO·Sb₂O₅、6CaO·Sb₂O₅、2SrO·Sb₂O₅、6SrO·Sb₂O₅、BaO·Sb₂O₅、4BaO·Sb₂O₅、Li₂O·Sb₂O₅、2Li₂O·Sb₂O₅、K₂O·Sb₂O₅、LaSbO₄、SbNbO₅、Sr(Ca_0.33Sb_0.67)O₃、LiZnSbO₄、Li_1.0Sb_0.5O₄、Ba₂Al_0.5Sb_0.5O₆、Ba₂Ce_0.75SbO₆、ZrSbPO₇、Ba(Sb_0.5Sn_0.5)O₃、LiSiSbO₅、Li₂Zr₂Sb₂SiO₁₁、NaNO₃、KNO₃、Ba(NO₃)₂、Na₂SO₄、K₂SO₄、CaSO₄、BaSO₄、NaCl、KCl、CaCl₂、CaF₂、Na₂SiF₆、LiF、KF、或无机元素，诸如Al、Si、Zn、Ga、Fe、Sn。

在一个实施例中，在施加插入件材料的步骤之后，包括装饰性插入件的制动盘通过渗氮过程、渗碳过程、渗硼过程或氧化过程中的一个或多个而进行改性。可以使用任何合适的渗氮、渗碳、渗硼和/或氧化过程(包括本领域可用的过程)来提供N、C、B和/或O向制动盘的扩散。下文描述这些过程的详细情况。

根据另一个示例性实施例，用于在制动盘的制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上形成装饰性插入件的方法包括将插入件材料定位到模具中，并将制动盘围绕插入件材料铸造在模具中。然后对制动盘进行处理，使得在制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上可见至少一部分插入件材料。在一种方法中，装饰性插入件和制动衬块之间的摩擦系数中的至少一个基本等于制动衬块磨损表面和制动衬块之间的摩擦系数，装饰性插入件的磨损率基本等于或者大于制动衬块磨损表面的磨损率，或者装饰性插入件的磨损率基本等于或者大于顶盖表面的磨损率。

图4示意性地示出了用于在制动盘100的制动盘磨损表面106、顶盖表面104或两者上形成装饰性插入件110/112的示例性方法200的步骤。应该理解的是，方法200的步骤不一定以任何特定的顺序呈现，并且所有步骤或一些步骤可以以不同的顺序执行。在图3中提供的步骤便于描述和说明。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以添加、省略或同时执行该步骤。

在图3中，方法200从步骤204开始，将插入件材料定位在模具的空腔中。在步骤206中，将熔融材料引入到模具的空腔中。在步骤208中，将包括装饰性插入件的制动盘从模具移除。在步骤210中，对制动盘进行热过程以释放或除去残余应力。在步骤212中，制动盘被加工成规格并且校正公差。步骤214包括铁素体氮碳共渗(FNC)过程以获得具有装饰性插入件的完整制动盘。

在一个实施例中，可以使用任何合适的方式将插入件材料定位在模具的空腔中。例如，插入件材料可以使用另一种材料附接到模具空腔的侧面，另一材料将溶解或以其他方式释放插入材料，以免在铸造过程期间或之后固定到模腔的侧面。在一个实施例中，插入件材料以反映期望的装饰性插入件110/112的期望位置的布置而定位在模具的空腔中。

在一个实施例中，铸件包括使用任何合适的方法将熔融材料引入模具的空腔中。熔融材料可以包括铁、钛、铝、钢、不锈钢或其组合。在另一个实施例中，熔融材料包括制动盘材料。

在铸造步骤之后，打开模具并将制动盘100从空腔移除以提供制动盘100。然后过程包括装饰性插入件110/112的制动盘100，使得插入件材料的至少一部分(如装饰性插入件110/112)在制动盘100的制动衬块磨损表面106、顶盖表面104或两者上可见。合适的处理方法包括切割、研磨、机械加工、打磨、刮削、抛光等。

在一个实施例中，该方法还包括在铸造步骤之后对制动盘100执行包括渗氮过程、渗碳过程、渗硼过程或氧化过程的至少一种过程。可以使用任何合适的渗氮、渗碳、渗硼和/或氧化过程(包括本领域可用的过程)来提供N、C、B和/或O向制动盘的扩散。该过程还可以包括诸如氮碳共渗的组合过程。在一种实施例中，在执行至少一个附加过程之后，至少一部分装饰性插入件110/112在制动盘100的制动衬块磨损表面106、顶盖表面104或两者上可见。

在一个实施例中，渗氮过程能够包括将制动盘100浸入无水熔盐浴中，通过该无盐熔盐浴，以取决于所采用温度的速率引入合适的释放氮气态物质(例如，干燥的气态氨)，以确保氨解离并通过制动盘100引起氮的最佳吸收。

在一个实施例中，渗碳过程能够包括在足以形成辉光放电的温度下使用碳氢化合物气体在真空中进行等离子渗碳，并使制动盘100作为阴极。在等离子体渗碳之后，可以使用扩散处理来扩散制动盘100内吸收的碳以形成合适厚度的渗碳层。

在一个实施例中，渗硼过程能够包括用有机粘合剂预涂覆制动盘100，并随后用硼包装预涂覆的制动盘100，接着进行加热。渗硼过程能够进一步使用添加剂(诸如卤化物、金属氧化物等)进行改性和/或增强。

在一个实施例中，氧化过程可以包括微弧氧化或用于在金属衬底中产生金属氧化物层的其他合适的电化学表面过程。

在另一个实施例中，该方法能够进一步包括铁素体氮碳共渗(FNC)过程。制动盘100能够通过FNC过程进行表面硬化以增强耐磨性和耐腐蚀性。在FNC过程中，氮和碳扩散到制动盘100中一例如扩散到包括表面和超出表面的表面部分中，以达到部件一定深度。FNC过程可以针对金属在亚临界温度的黑色金属而进行。在一个实施例中，温度可以是大约525℃至大约625℃特别地，对于FNC，组件材料(例如，钢或其他铁合金)应当处于该范围内的温度，在该温度下，组件材料处于其铁素体相中，而不是使材料处于奥氏体相的温度。FNC处理有四种主要类型或类别：气态、盐浴、离子、等离子和流态化床。在公布号为2008/0000550的美国专利中描述了在制动盘上使用FNC处理，其全部内容通过引用的方式并入本文。制动盘100在铸造后或加工后也可以消除应力，以提供能由FNC过程引起的热稳定性和抗变形性。

根据又一个示例性实施例，提供了一种用于在制动盘100的制动衬块磨损表面106、顶盖表面104或两者上形成装饰性插入件110/112的方法。现在参考图6和7，该方法包括在制动衬块磨损表面406、顶盖表面404或两者上提供具有至少一个凹陷410/412的制动盘子400。插入件材料被施加到至少一个凹陷410/412以提供包括装饰插入件110/112的制动盘100，其结构如上所述(图1-图2)。

制动盘400可以是例如通过任何合适的铸造或模制方法制备的汽车部件。制动盘可以包括合适的材料，该材料包括铁、钛、钢、铜、碳、碳化硅、镍、硼化钛、铝、氧化铝、氮化硼、钴、镁、锰、其合金，其金属基质复合物或包含前述至少一种的组合。例如，制动盘可以包括铸铁、灰铸铁、不锈钢、碳纤维增强碳(碳-碳)、碳纤维增强碳化硅、陶瓷基体复合材料、莫来石、铝金属基体复合材料(MMC)、碳纤维、石墨、氧化铝等。在一个实施例中，制动盘包括铸铁。例如，另外的合金和/或基体元素包括C、Si、Mn、P、S、Cr、Fe、Ni、Cu、V、Al、N、Ti、W、Mo、Li、Na、K、Mg、B、Zr或其他合适的元素。

图5示出了用于在制动盘100的制动衬块磨损表面106、顶盖表面104或两者上形成装饰性插入件110/112的示例性方法300的步骤。应该理解的是，方法300的步骤不一定以任何特定的顺序呈现，并且所有步骤或一些步骤可以以不同的顺序执行。在图5中提供的步骤便于描述和说明。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以添加、省略或同时执行该步骤。

在图5中，方法300从步骤304开始，在制动衬块磨损表面406、顶盖表面404或两者中形成至少一个凹陷410/412。在步骤306中，将插入件材料施加到至少一个凹陷410/412。在步骤308中，例如通过烧结或固化来的方式进一步处理插入件材料。在步骤310中，制动盘被加工成规格以校正公差。步骤312包括铁素体氮碳共渗(FNC)过程，以获得具有装饰性插入件110/112的完整制动盘100。

在一个实施例中，该方法还包括化学或机械地在制动衬块磨损表面406、顶盖表面404或两者上形成至少一个凹陷410/412。凹陷410/412可以使用任何合适的方法(其包括本领域可用的那些方法)形成。在一个实施例中，可以通过以下方法形成凹陷410/412：激光切割、机械切割、化学蚀刻、铣削、烧蚀、钻孔、等离子切割、喷砂、助熔剂切割、碳弧切割，放电加工。在另一个实施例中，形成凹陷410/412的方法包括铸造具有预形成的凹陷410/412的制动盘400，例如，具有在铸造过程期间或通过铸造过程形成的凹陷410/412。凹陷410/412可以可选地使用任何合适的方法进行清洁、平滑或抛光。

在一个实施例中，至少一个凹陷410/412可以用于预先限定装饰性插入件110/112的形状。例如，可以使用机械方法来形成指定的凹陷图案。或者，掩蔽件可以在具有装饰性插入件110/112的形状的区域周围应用到制动盘，然后可以施加蚀刻剂，继而可以去除掩蔽件以提供凹陷410/412。可以使用任何合适的蚀刻剂和掩蔽剂，例如基于制动盘100/400的材料。

在一个实施例中，该至少一个凹陷410/412的深度为约0.5mm至约10mm、约0.5mm至约7.5mm、约0.5mm至约5mm、约0.5mm至约4mm、约0.5mm至约3mm、约0.5mm至约2mm、或约0.5mm至约1mm。例如，该至少一个凹陷410/412的深度为约0.75mm至约8mm、约1.0mm至约6mm、约1.25mm至约4mm、约1.5mm至约3mm或约1.75mm至约2.0mm。如本文所使用的，深度是垂直于制动衬块磨损表面406或顶盖表面404的平面中的至少一个凹陷410/412的最大特征。在又一个实施例中，提供了多个凹陷410/412，其中每个凹陷410/412独立地具有所述的厚度。

在一个实施例中，该至少一个凹陷410/412的宽度为约10mm至约150mm、约25mm至约150mm，约50mm至约150mm或约75mm至约150mm。例如，至少一个凹陷410/412的宽度为约20mm至约120mm、约20mm至约100mm或约20mm至约80mm。如本文所使用的，该宽度是凹陷410/412在制动衬块磨损表面406或顶盖表面404的平面中的最宽的水平特征。在又一个实施例中，提供了多个凹陷410/412，其中每个凹陷410/412独立地具有所述的宽度。

在一个实施例中，提供了多个凹陷410/412，并且凹陷之间的间距为约0.5mm至约150mm、约0.5mm至约100mm、约0.5mm至约50mm、约0.5mm至约25mm、约0.5mm至约15mm、约0.5mm至约10mm、约0.5mm至约5mm、约0.5mm至约2.5mm或约0.5mm至约1.0mm。在又一个实施例中，提供多个凹陷410/412，其中每个凹陷独立地具有距所述的相邻凹陷410/412的间隔。

在一个实施例中，插入件材料通过以下方式中的至少一种进行施加：激光粉末熔覆、激光喷涂，激光沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、溅射沉积、粉末涂覆、热喷涂等离子喷涂、烧结、电沉积、真空镀膜、玻璃搪瓷、浸渍、电喷射或其组合。应用的方法可以基于插入件材料和制动盘材料来确定。在一个实施例中，所施加的插入件材料可以通过诸如烧结、固化、搪瓷或基于插入件材料和施加方法的其他合适的方法的方法而进一步处理。在一个实施例中，插入件材料通过提供多孔表面的方法进行处理，该多孔表面可以匹配制动盘表面的磨损率或其他特性。

在一个实施例中，至少一个凹陷410/412的体积的至少一部分未填充插入件材料。在一个实施例中，凹陷410/412的整个体积填充有插入件材料。在其他实施例中，提供多个凹陷410/412，其中每个凹陷独立地具有未填充有插入件材料的体积的至少一部分或填充有插入件材料的凹陷410/412的整个体积。在一个实施例中，每个凹陷410/412的体积独立地填充有插入材料百分体积的约20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、99％或100％。

在另一个实施例中，至少一个凹陷410/412被设置为一系列微凹陷，每个微凹陷的深度为约0.5mm至约10mm，宽度为约0.1mm至约10mm，并且凹陷之间的间距为约0.1mm至约1mm。一个或多个微凹陷可以用插入件材料来填充。微凹陷可以被布置成以类似于凹陷410/412的方式来定义定制的设计特征。换言之，可以使用相邻的填充微凹陷来提供定制的设计特征，以提供与单个凹陷410/412提供的类似布置的预设计特征类似(或不同)的外观。

在一个实施例中，如上所述，该方法还包括执行以下过程的至少一个过程，包括：渗氮过程、渗碳过程、渗硼过程，或如上所述在施加步骤之后至制动盘进行的氧化过程。

在又一个实施例中，制动盘100可以在表面上进一步涂覆有牺牲或隔离式涂层。牺牲涂层(诸如富锌涂层)可以提供额外的防腐蚀保护。该牺牲涂层可以补充或替换为隔离涂层以进一步防止腐蚀。此外，制动盘100的车轮界面上的涂层可以包含聚四氟乙烯(PTFE)以增强对车轮咔嗒声的抵抗力。

尽管已经参考示例性实施例描述了以上公开内容，但是本领域技术人员将理解，在不脱离其范围的情况下，可以做出各种改变并且可以用等同物替换其元件。另外，在不脱离其基本范围的情况下，可以做出许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导。因此，其旨在本公开不限于所公开的特定实施例，而是将包括落入其范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种制动盘，包括：

制动衬块磨损表面；

顶盖表面；

装饰性插入件，所述装饰性插入件包括插入件材料，所述装饰性插入件布置在所述制动衬块磨损表面、所述顶盖表面或两者上。

其中以下至少之一：

所述装饰性插入件和制动衬块之间的摩擦系数基本等于所述制动衬块磨损表面和所述制动衬块之间的摩擦系数；

所述装饰性插入件的磨损率基本等于或大于所述制动衬块磨损表面的磨损率；或

所述装饰性插入件的磨损率基本等于或大于所述顶盖表面的磨损率；和

所述装饰性插入件的至少一部分在所述制动衬块磨损表面、所述顶盖表面或两者上可见。

2.如权利要求1所述的制动盘，其中所述插入件材料包括金属材料、陶瓷材料、矿物材料、玻璃材料或包括前述中的至少一种的组合。

3.如权利要求1所述的制动盘，其中所述插入件材料包括铝、铜、锰、搪瓷、钛、钢、不锈钢、镍、锆、碳化硅、碳化硼、碳化钨、氧化镍、氧化锆、碳化铬、氧化铝、铝钛、锆酸镁、氮化硅、氮化硼、二硼化钛、硅酸盐矿物或包括前述中的至少一种组合。

4.如权利要求1所述的制动盘，其中所述装饰性插入件布置在所述制动衬块磨损表面上。

5.如权利要求1所述的制动盘，其中所述装饰性插入件限定定制的设计特征。

6.如权利要求1所述的制动盘，其中所述制动盘包括铁、钛、钢、铜、碳、碳化硅、镍、硼化钛、铝、氧化铝、氮化硼、钴、镁、锰、其合金，其金属基质复合物或包含前述至少一种的组合。

7.一种用于在制动盘的制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上形成装饰性插入件的方法，所述方法包括：

将插入件材料定位到模具中；

围绕所述插入件材料在所述模具中铸造制动盘；和

对所述制动盘进行处理，使得所述插入件材料的至少一部分在所述制动盘的所述制动衬块磨损表面、所述顶盖表面或两者上可见。

其中，所述装饰性插入件的厚度为约0.5mm至约10mm，优选地，约0.5mm至约5mm，更优选地，0.5mm至约3.0mm，和

其中以下至少之一：

所述装饰性插入件和制动衬块之间的摩擦系数基本等于所述制动衬块磨损表面和所述制动衬块之间的摩擦系数；

所述装饰性插入件的磨损率基本等于或大于所述制动衬块磨损表面的磨损率；或

所述装饰性插入件的磨损率基本等于或大于所述顶盖表面的磨损率。

8.如权利要求7所述的方法，还包括执行至少一个过程，所述过程包括：

渗氮过程；

渗碳过程

渗硼过程；或

氧化过程，在铸造步骤之后施加到制动盘。

9.一种用于在制动盘的制动衬块磨损表面、顶盖表面或两者上形成装饰性插入件的方法，所述方法包括：

在所述制动衬块磨损表面、所述顶盖表面或两者上提供具有至少一个凹陷的制动盘；和

将插入件材料施加到所述至少一个凹陷以形成所述装饰性插入件，其中以下至少之一：

所述装饰性插入件和制动衬块之间的摩擦系数基本等于所述制动衬块磨损表面和所述制动衬块之间的摩擦系数；

所述装饰性插入件的磨损率基本等于或大于所述制动衬块磨损表面的磨损率；或

所述装饰性插入件的磨损率基本等于或大于所述顶盖表面的磨损率；和

所述装饰性插入件的至少一部分在所述制动衬块磨损表面、所述顶盖表面或两者上可见。

10.如权利要求9所述的方法，还包括在所述制动衬块磨损表面、所述顶盖表面或两者上化学或机械地形成的至少一个凹陷。

其中所述至少一个凹陷的深度为约0.5mm至约10mm，优选地，约0.5mm至约5mm，更优选地，0.5mm至约3.0mm。