CN111271397A - 双金属复合制动盘及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

双金属复合制动盘及其制造方法，包括连接机构和制动盘本体，连接机构包括一体成型的法兰、连接体和复合体；连接体将法兰和复合体连接，连接体呈圆形管状结构，一端设置有一体成型的法兰连接，另一端设置有一体成型的复合体，复合体呈圆环形状，复合体具有内圆环边沿与连接体连接；制动盘本体呈圆环形状结构，包括两个制动盘面，两个所述制动盘面表面平行，且之间通过若干均匀交叉分布的圆柱连接，将两个制动盘面连接为一体，从而两个制动盘面之间形成通风道。连接机构采用高强度钢板制作，产品使用过程中不会出现法兰开裂或脱顶现象，保证了车辆行驶安全性能；减轻了产品重量；由于连接机构采用高强度钢板制作，可减少产品壁厚，重量减轻。

Description

双金属复合制动盘及其制造方法
技术领域
本发明属于汽车轮端总成技术领域，尤其涉及一种双金属复合制动盘及其制造方法。
背景技术
由于盘式制动器具有刹车灵敏、散热性能好等优点，现已在豪华大巴、公共汽车和载重车推广使用，逐步由盘式制动替代现有的鼓式制动。前盘后鼓已成趋势，后续国家要求挂车全部切换为盘式制动，制动盘的需求将迅猛增长。
一直以来，用于商用载重车和豪华大巴、公共汽车的制动盘均采用灰铁铸造，见图1，这种产品在使用过程中存在以下不足：
1、灰铁材料强度偏低，一般要求HT250甚至HT200；导致制动盘使用过程中法兰底开裂，造成安全隐患；
2、对于使用要求而言，需要制动盘面具有良好的散热性能，但受法兰处强度要求所限，无法将材料中碳含量提高，制动盘面材料导热性能不佳，刹车过程中制动盘面温升过高，盘面极易产生疲劳龟裂纹，甚至开裂，影响车辆制动性能，制动盘产品使用寿命偏低；
3、汽车轻量化已成为发展主题，由于灰铁材料强度所限，为达到产品结构强度，各部位壁厚设计较厚，增加了灰铁制动盘产品重量。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于，提供一种双金属复合制动盘，旨在解决用于商用载重车和豪华大巴、公共汽车的制动盘法兰底开裂，制动盘面温升过高，发生龟裂纹，影响制动性能和寿命偏低的缺陷。
为了达到上述目的，进而采取的技术方案如下：
双金属复合制动盘，包括连接机构和制动盘本体，所述连接机构包括一体成型的法兰、连接体和复合体；
所述连接体将法兰和复合体连接，所述连接体呈圆形管状结构，一端设置有一体成型的法兰连接，另一端设置有一体成型的复合体，所述复合体呈圆环形状，所述复合体具有内圆环边沿与连接体连接；
所述制动盘本体呈圆环形状结构，包括两个制动盘面，两个所述制动盘面表面平行，且之间通过若干均匀交叉分布的圆柱连接，将两个制动盘面连接为一体，从而两个制动盘面之间形成通风道；
所述复合体穿插在两个制动盘面之间，且穿过两个制动盘之间最内侧的圆柱；
远离法兰的制动盘面的内圆环面上设置有用于加强复合体复合强度和改善散热条件的散热筋。
所述连接机构的材料需用高强度碳素钢板冲压或旋压制成，所述制动盘本体采用高碳灰铸铁制成，所述高碳灰铸铁的化学成分按质量百分比计为：
C：3.40～3.90，Si：1.50～2.10，Mn：0.50～1.10，P：≤0.10，S：≤0.12，Cr：0.20～0.60，其余为Fe。
作为本发明进一步的改进，所述复合体的壁厚为两个制动盘之间的通风道宽度的25-50％。
作为本发明进一步的改进，所述复合体穿过两个制动盘之间最内侧的圆柱并延伸出距离为3-10mm。
作为本发明进一步的改进，所述高碳灰铸铁加入化学成分按质量百分比计为：Cu：0.30～0.60％或Mo：0.20～0.50％，以增加制动盘本体的强度和硬度。
作为本发明进一步的改进，所述高碳灰铸铁加入化学成分按质量百分比计为：Cu：0.30～0.60％和Mo：0.20～0.50％，以增加制动盘本体的强度和硬度。
双金属复合制动盘的制造方法，以下步骤：
S1：选用碳素钢，采用旋压或者冲压方式制得法兰、连接体和复合体；
S2：制动盘面制作：
S2-1：将步骤S1制作好的法兰、连接体和复合体放入制动盘面模具型腔内，制作制动盘面浇注砂型；
S2-2：将符合成分要求的制动盘面铁水浇入砂型型腔内，完成制动盘面毛坯的制作，以及法兰、连接体和复合体与盘面的复合，制成双金属复合制动盘毛坯；
S3：对双金属复合制动盘毛坯进行相应的机加工，制成双金属复合制动盘成品。
本发明的有益效果是：
1.法兰及连接体采用高强度钢板制作，产品使用过程中再不会出现法兰开裂或脱顶现象，保证了车辆行驶安全性能；
2、提高了产品制动性能和使用寿命；制动盘面采用高导热性能材料，车辆制动过程中产生的热量可以快速散发出去，阻止了制动盘面温度的升高，防止了制动效能的降低，同时提高了制动盘面使用寿命；
3、减轻了产品重量；由于法兰和连接体采用高强度钢板制作，可以减少产品壁厚，同时，产品重量减轻10％。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的全剖结构示意图；
图2为发明半剖结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
请参考图1和图2：
实施例一
双金属复合制动盘，包括连接机构100和制动盘本体200，所述连接机构100包括一体成型的法兰101、连接体102和复合体103；
所述连接体102将法兰101和复合体103连接，所述连接体102呈圆形管状结构，一端设置有一体成型的法兰101连接，另一端设置有一体成型的复合体103，所述复合体103呈圆环形状，所述复合体103具有内圆环边沿与连接体102连接；
所述制动盘本体200呈圆环形状结构，包括两个制动盘面201，两个所述制动盘面201表面平行，且之间通过若干均匀交叉分布的圆柱202连接，将两个制动盘面201连接为一体，从而两个制动盘面201之间形成通风道a；
所述复合体103穿插在两个制动盘面201之间，且穿过两个制动盘之间最内侧的圆柱202，所述复合体103的壁厚为两个制动盘面201之间的通风道a宽度的25-50％，以及复合体103穿过两个制动盘面201之间最内侧的圆柱202并延伸出距离为3-10mm。
远离法兰101的制动盘面201的内圆环面上设置有用于加强复合体103复合强度和改善散热条件的散热筋203。
所述制动盘本体200采用高碳灰铸铁制成，所述高碳灰铸铁的化学成分按质量百分比计为：
C：3.40～3.90，Si：1.50～2.10，Mn：0.50～1.10，P：≤0.10，S：≤0.12，Cr：0.20～0.60，其余为Fe。
所述连接机构100的材料需用高强度碳素钢板冲压或旋压制成，一般选用Q235B，最高用Q275，具体见下表1
表1：
Figure BDA0002416943610000051
双金属复合制动盘的制造方法：
S1：选用碳素钢，采用旋压或者冲压方式制得法兰101、连接体102和复合体103；
S2：制动盘面201制作：
S2-1：将步骤S1制作好的法兰101、连接体102和复合体103放入制动盘面201模具型腔内，制作制动盘面201浇注砂型；
S2-2：将符合成分要求的制动盘面201铁水浇入砂型型腔内，完成制动盘面201毛坯的制作，以及法兰101、连接体102和复合体103与盘面的复合，制成双金属复合制动盘毛坯；
S3：对双金属复合制动盘毛坯进行相应的机加工，制成双金属复合制动盘成品。
实施例二
基于实施例一的基础，对高碳灰铸铁的化学成分做出调整，所述制动盘本体200采用高碳灰铸铁制成，所述高碳灰铸铁的化学成分按质量百分比计为：
C：3.40～3.90，Si：1.50～2.10，Mn：0.50～1.10，P：≤0.10，S：≤0.12，Cr：0.20～0.60，Cu：0.30～0.60％，其余为Fe。
实施例三
基于实施例一的基础，对高碳灰铸铁的化学成分做出调整，所述制动盘本体200采用高碳灰铸铁制成，所述高碳灰铸铁的化学成分按质量百分比计为：
C：3.40～3.90，Si：1.50～2.10，Mn：0.50～1.10，P：≤0.10，S：≤0.12，Cr：0.20～0.60，Mo：0.20～0.50％，其余为Fe。
实施例四
基于实施例一的基础，对高碳灰铸铁的化学成分做出调整，所述制动盘本体200采用高碳灰铸铁制成，所述高碳灰铸铁的化学成分按质量百分比计为：
C：3.40～3.90，Si：1.50～2.10，Mn：0.50～1.10，P：≤0.10，S：≤0.12，Cr：0.20～0.60，Cu：0.30～0.60％，Mo：0.20～0.50％，其余为Fe。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.双金属复合制动盘，其特征在于，包括连接机构和制动盘本体，所述连接机构包括一体成型的法兰、连接体和复合体；
所述连接体将法兰和复合体连接，所述连接体呈圆形管状结构，一端设置有一体成型的法兰连接，另一端设置有一体成型的复合体，所述复合体呈圆环形状，所述复合体具有内圆环边沿与连接体连接；
所述制动盘本体呈圆环形状结构，包括两个制动盘面，两个所述制动盘面表面平行，且之间通过若干均匀交叉分布的圆柱连接，将两个制动盘面连接为一体，从而两个制动盘面之间形成通风道；
所述复合体穿插在两个制动盘面之间，且穿过两个制动盘之间最内侧的圆柱；
远离法兰的制动盘面的内圆环面上设置有用于加强复合体复合强度和改善散热条件的散热筋；
所述连接机构的材料需用高强度碳素钢板冲压或旋压制成，所述制动盘本体采用高碳灰铸铁制成，所述高碳灰铸铁的化学成分按质量百分比计为：
C：3.40～3.90，Si：1.50～2.10，Mn：0.50～1.10，P：≤0.10，S：≤0.12，Cr：0.20～0.60，其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的双金属复合制动盘，其特征在于，所述复合体的壁厚为两个制动盘面之间的通风道宽度的25-50％。
3.根据权利要求1所述的双金属复合制动盘，其特征在于，所述复合体穿过两个制动盘面之间最内侧的圆柱并延伸出距离为3-10mm。
4.根据权利要求1所述的双金属复合制动盘，其特征在于，所述高碳灰铸铁加入化学成分按质量百分比计为：Cu：0.30～0.60％或Mo：0.20～0.50％，以增加制动盘本体的强度和硬度。
5.根据权利要求1所述的双金属复合制动盘，其特征在于，所述高碳灰铸铁加入化学成分按质量百分比计为：Cu：0.30～0.60％和Mo：0.20～0.50％，以增加制动盘本体的强度和硬度。
6.一种权利要求1所述的双金属复合制动盘的制造方法，其特征在于，以下步骤：
S1：选用碳素钢，采用旋压或者冲压方式制得法兰、连接体和复合体；
S2：制动盘面制作：
S2-1：将步骤S1制作好的法兰、连接体和复合体放入制动盘面模具型腔内，制作制动盘面浇注砂型；
S2-2：将符合成分要求的制动盘面铁水浇入砂型型腔内，完成制动盘面毛坯的制作，以及法兰、连接体和复合体与盘面的复合，制成双金属复合制动盘毛坯；
S3：对双金属复合制动盘毛坯进行相应的机加工，制成双金属复合制动盘成品。
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