CN116940771A - 用于制造由钛制成的制动盘的制动带的方法、制动带和由钛制成的制动盘 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造盘式制动器的制动盘(1)的制动带(2)的方法包括以下操作步骤：a)提供设置有基部带(20)的制动带(2)，基部带具有上面部(20a)和下面部(20b)，下面部设置在与上面部(20a)相反的一侧上，即，下面部设置成与上面部相反，下面部和上面部各自至少部分地限定了制动盘的两个侧部中的一个侧部，基部带(20)由钛或钛合金制成；b)将包括陶瓷以及金属和/或金属间颗粒的呈颗粒形式的材料直接沉积在至少上面部(20a)和/或下面部(20b)上，以形成适于承受盘式制动器的卡钳的制动作用的上涂覆层(3)和/或下涂覆层(3’)。

Description

用于制造由钛制成的制动盘的制动带的方法、制动带和由钛 制成的制动盘
技术领域
本发明涉及用于盘式制动器的制动盘的制动带、制动盘、以及制造制动带和制动盘的方法。
背景技术
车辆的盘式制动系统的制动盘包括：环状结构或制动带；以及被称为钟状件的中央固定元件，制动盘借助于该中央固定元件固定至车辆的悬挂装置的旋转部分例如轮毂。制动带设置有两个相反的制动侧部(或制动表面)，制动侧部适于与摩擦元件(刹车片)协作，这些摩擦元件被安置在至少一个卡钳本体中，该卡钳本体被放置成跨置于所述制动带，并与车辆的悬架装置的非旋转部件结合成一体。相反的刹车片和制动带的相反制动表面之间的受控的相互作用通过摩擦产生制动作用，从而使车辆减速或停止。
一般来说，制动盘是由灰铸铁或钢制成的。事实上，这种材料允许以相对较低的成本获得良好的制动性能(特别是在有限的磨损方面)。由碳或碳陶瓷材料制成的制动盘提供较高的性能，但成本要高得多。
由铸铁或钢制成的传统盘的局限性与过大的重量、过度的磨损和过度的腐蚀有关。就灰铸铁制盘而言，另一非常消极的方面是与过度的表面氧化并由此形成铁锈有关。这方面既影响制动盘的性能，也影响其外观，因为制动盘上的锈迹在审美上是用户无法接受的。为了解决这些问题，人们尝试用灰铸铁或钢制造具有保护性涂层的盘。保护性涂层减少了制动盘的磨损，并保护灰铸铁基部不被表面氧化，从而避免了铁锈层的形成。目前可用的、应用于盘的保护性涂层虽然提供了抗磨损性，但是会出现剥落，导致所述涂层从制动盘本身脱落。
在例如US4715486中描述了这种类型的保护性涂层，该保护性涂层涉及一种低磨损的盘式制动器。特别地由铸铁制成的制动盘的涂层由通过高动能冲击技术沉积在盘上的颗粒材料制成。传统的保护性涂层易于从灰铸铁或钢制成的这种制动盘脱落；在涂层内形成微气泡，这些微气泡会阻止涂层与制动盘之间的充分附着，从而促进所述涂层的脱落。
在EP3658798A1中也描述了具有保护性涂层的铸铁制动盘的另一示例。这种类型的制动盘需要在铸铁与涂层之间有粘附层或表面处理部，以使附着更有效。
从上文可以看出，由灰铸铁或钢制成并设置有保护性涂层的制动盘不适于高性能制动系统领域。
因此，在该领域中，非常需要解决参照现有技术所陈述的缺点。特别地，需要提供一种能够提高抗磨损和抗腐蚀但同时又尽可能轻的制动盘。
发明内容
通过根据所附独立权利要求所述的一种用于制造制动带和制动盘的方法、一种制动带和一种用于盘式制动器的制动盘来满足提供下述盘的需要：该盘设置有不易于剥落或通常不分离的涂层，该盘确保长期抗磨损和抗腐蚀以及具有尽可能控制的重量。
附图说明
本发明的另外的特征和优点将从以下对本发明的优选的、非限制性实施方式的详细描述中变得更加明显，在附图中：
-图1示出了根据本发明的实施方式的制动盘的俯视平面图；
-图2示出了图1的制动盘沿着图1中所示截面线A-A的截面图；
-图3示出了根据本发明的实施方式的图2的放大的细节，该细节与图2中所示的框B中指示的制动带的一部分有关；
-图4示出了根据本发明的另一实施方式的图2的放大细节，该细节与图2中所示的框B中指示的制动带的一部分有关。
以下描述的实施方式中共同的元件或元件的部分将用相同的附图标记表示。
具体实施方式
参照上述附图，附图标记1整体表示根据本发明的制动盘。
根据本发明的如附图所示的一般实施方式，制动盘1包括制动带2，制动带2设置有两个相反的制动表面2a和2b，制动表面2a和2b中的每一者至少部分地限定了制动盘的两个主侧部(或主表面)中的一个主侧部。
制动带2包括基部带20，该基部带20具有上面部20a和下面部20b，下面部20b设置在与上面部20a相反的一侧上，即，下面部20b设置成与上面部20a相反。上面部20a和下面部20b各自至少部分地对制动盘1的两个侧部中的一个侧部进行限定。
基部带20主要或完全由钛或钛合金制成，优选地，基部带20主要或完全由钛(Ti)和铝(Al)的合金制成，甚至更优选地，基部带20主要或完全由钛(Ti)、铝(Al)和钒(V)的合金制成，优选地，基部带20主要或完全由Ti6Al4V合金制成。
根据实施方式，基部带20主要或完全由Ti6242(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo)制成。
在本讨论的继续中，应理解对钛合金的提及也旨在包括上述钛合金。
因此，明显的是，钛和铝的合金旨在指适于被用于拉拔工艺(drawing process)和后续机械加工中、或者被用于铸造工艺和后续机械加工的所有可能的合金。
根据实施方式，整个制动盘1由钛或钛合金制成。
制动带2设置有上涂覆层3，该上涂覆层3沿着上面部20a接合至、即优选地直接接合至基部带20。
制动带2设置有下涂覆层3’，该下涂覆层3’沿着下面部20b接合至、即优选地直接接合至基部带20。
上涂覆层3和下涂覆层3’包括陶瓷以及金属和/或金属间颗粒的混合物。
根据一种实施方式，在上涂覆层3和/或下涂覆层3’直接接合至基部带20的变型中，陶瓷和金属颗粒的混合物包括碳化铬(CrC)和镍铬(NiCr)、或者镍铬超合金。
根据一种实施方式，在上涂覆层3和/或下涂覆层3’直接接合至基部带20的变型中，陶瓷和金属颗粒的混合物包括碳化铬和铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)。
在其他替代性实施方式中，前述所有变型中的碳化铬可以用选自碳化钨(WC)、碳化硅(SiC)、碳化铌(NbC)和碳化钛(TiC)的碳化物来代替。
在其他替代性实施方式中，与镍铬(NiCr)一起、或与铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)的混合物一起，可以使用以下碳化物中的一者或更多者的混合物：碳化铬(CrC)、碳化钨(WC)、碳化硅(SiC)、碳化铌(NbC)和碳化钛(TiC)。
由钛或钛合金制成的基部带与设置有陶瓷和金属颗粒的上涂覆层3或下涂覆层3’之间的协同组合使得可以令人惊讶地确保具有相对于SCE(饱和甘汞电极)的大于-400mV的极高的腐蚀电位(腐蚀电位越大，所制造的产品的腐蚀越小)。因此，由钛或钛合金制成的基部带与上涂覆层3或下涂覆层3’之间的协同组合使得可以确保比目前已知的且通常用于制造制动盘的解决方案更强的抗腐蚀能力。
根据有利的实施方式，上涂覆层3和下涂覆层3’包括颗粒的混合物，所述颗粒的混合物具有至少一种过渡金属碳化物以及至少一种金属或金属间化合物(合金)。
更特别地，根据更有利的实施方式，上涂覆层3和下涂覆层3’包括碳化钨(WC)、铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)，并且上涂覆层3和下涂覆层3’通过使用适合的沉积技术将碳化钨(WC)、铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)以颗粒形式直接沉积在基部带20上而获得。沉积技术优选地是喷涂技术，喷涂技术例如为HVOF(高速氧气燃料)技术、或HVAF(高速空气燃料)技术、或KM(动力学金属化)技术。此外，沉积技术优选地为等离子体沉积技术例如APS(大气等离子体沉积)、或激光沉积技术例如激光熔覆技术。
根据本发明的另一方面，如图4中示意性地示出的，通过所述上涂覆层3或下涂覆层3’获得的制动表面2a或2b没有直接粘附至基部带20，而是在制动表面2a或2b与基部带20之间设置有保护性基部涂层30，该保护性基部涂层30在与制动盘1安装在轮毂上时的制动盘1的旋转轴线X平行的轴向方向上直接沉积在基部带20与上涂覆层3或下涂覆层3’之间。
保护性基部涂层30包括具有下述各者的呈颗粒形式的材料：
-碳化铬(Cr3C2)和镍铬(NiCr)；或者
-镍-铬(NiCr)、铁(Fe)、钼(Mo)、钴(Co)、锰(Mn)和铝(Al)，
所述材料通过喷涂沉积技术、或者通过激光沉积技术、或者通过激光熔覆技术、或者通过热喷涂技术进行沉积，喷涂沉积技术优选地为HVOF(高速氧气燃料)、或HVAF(高速空气燃料)技术、或KM(动力学金属化)技术。
因此，保护性基部涂层30直接附接至形成制动带2的基部带20的钛或钛合金上。
保护性基部涂层30优选地包括：
-65％至95％的碳化铬(Cr3C2)并且其余为镍铬(NiCr)；或者
-按重量计含量为40％至75％的镍-铬(NiCr)、按重量计含量为14％至30％的铬(Cr)、其余为铁(Fe)、钼(Mo)、可选的钴(Co)、锰(Mn)和铝(Al)。
上涂覆层3或下涂覆层3’优选地包括按重量计75％至87％的碳化钨(WC)并且其余为铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)。上涂覆层3或下涂覆层3’甚至更优选地包括按重量计75％至87％的碳化钨(WC)并且其余部分为铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)。
有利地，保护性基部涂层30具有介于10μm与250μm之间的厚度、优选地介于15μm与150μm之间的厚度、甚至更优选介于20μm与90μm之间的厚度的厚度，而上涂覆层3或下涂覆层3’具有介于10μm与250μm之间的厚度、优选地介于15μm与150μm之间的厚度、甚至更优选地介于20μm与90μm之间的厚度。
令人惊讶地可以验证的是，钛以及由陶瓷和金属形成的涂覆层——即分散在金属和/或金属间基质中的陶瓷化合物的颗粒形成的涂覆层——的存在使得可以显著降低制动盘的可腐蚀性，同时防止发生涂层剥落或总体脱离的现象。
保护性基部涂层30的厚度以及上涂覆层3和下涂覆层3’的厚度被限定成防止形成：太薄的厚度，否则可能在制动期间被磨损(或产生较少的防腐蚀效果)；以及太厚的厚度，否则可能导致脱离问题。在厚度较大的情况下，脱离可能是由于钛相对于涂层材料的不一致的行为造成的：较厚的刚性层可能无法模仿盘的变形，从而导致保护性基部、或者上涂覆层、下涂覆层断裂及脱离。换句话说，保护性基部涂层30的厚度、或者上涂覆层3和下涂覆层3’的厚度会在涂层与下面的材料之间的接合部上产生过大或过小的机械应力，这会有导致涂层本身的脱离的风险。
此外，已经令人惊讶地通过实验验证了：由钛合金制成的基部带20与优选地由碳化钨和铁、铬和铝形成的涂覆层之间的组合确保了相对于SCE的大于-370mV的腐蚀电位。
还通过实验验证的是，这种制动带确保了比铸铁/钢制成的盘高的机械强度和低的脆性。
此外，防腐作用在任何情况下都通过基部涂覆层30的存在而被进一步增强。通过该保护性基部涂层30的组成(Cr3C2和NiCr、或者NiCr、Fe、Mo、Co、Mn和Al)以及沉积方法，该涂层30也在制动盘的制动表面上起到防腐作用。
防腐作用也有利于上涂覆层3和下涂覆层3’的完整性以及上涂覆层3和下涂覆层3’与制动盘的附着力，尽管这不是必不可少的。
在保护性基部涂层30由Cr3C2和NiCr、或者NiCr、Fe、Mo、Co、Mn和Al形成的实施方式中，该基部涂层30还起到与钛的热膨胀相配的机械作用，从而减少局部削弱的风险。
为了简化讨论，现在将结合根据本发明的方法来描述制动带2和制动盘1。
制动盘1包括本文所述的制动带2和连接至所述制动带2的钟状件5。
根据一种实施方式，钟状件5与制动带2连接成一件式，并且包括与基部带20共铸的钛或钛合金。
根据一种实施方式，钟状件5与制动带2连接成一件式，并且包括与由钛或钛合金制成的基部带20共铸的铝合金。
显然，根据本发明的制动带2也可以连接至不是共铸的(或制成一件式的)钟状件5，而可以借助于根据已知技术(装配、过盈配合、铆接等)的钟状件-带的连接方式进行连接。
制动带2优选地但不一定使用现在要描述的根据本发明的方法制造。
根据本发明的方法的一般实施方式，该方法包括以下操作步骤：
步骤a)：提供设置有基部带20的制动带2，基部带20具有上面部20a和下面部20b，下面部20b设置在与上面部20a相反的一侧上，即，下面部20b设置成与上面部20a相反，下面部和上面部各自至少部分地对制动盘1的两个侧部中的一个侧部进行限定，基部带20由钛或钛合金制成；
步骤b)：将包括陶瓷和金属颗粒的呈颗粒形式的材料直接沉积在至少上面部20a和/或下面部20b上，以形成适于承受盘式制动器的卡钳的制动作用的上涂覆层3和/或下涂覆层3’。
根据一种实施方式，为了制造步骤a)的制动带2，因此在步骤b)之前，可选地提供以下步骤：
a1)钛通过冲裁、或铸造、或机械加工、或锻造来制造基部带20；
a2)对上面部20a和下面部20b进行机械加工，以获得适于对包括陶瓷和金属颗粒的呈颗粒形式的材料进行接纳的表面。
在制动盘1的变型实施方式中，制动盘1通过对铝制成的钟状件进行共铸而制造，该方法包括以下步骤：
s1)将在步骤a)中获得的制动带2定位在用于铝铸造的模具中；
s2)通过在模具中对铝进行铸造来进行模制，例如借助于使用重力铸造、或低压铸造、或压铸、或半固态金属铸造、或挤压铸造等的模制技术来模制；
S3)将通过钛制动带和共铸铝制钟状件的共铸获得的毛坯制动盘移除；
s4)可选地，将毛坯制动盘沿着上面部20a和下面部20b进行加工，以获得适于对包括陶瓷和金属颗粒的呈颗粒形式的材料进行接纳的表面。
明显的是，即使在该变型实施方式中，制动带2也包括由钛制成的基部带20，该基部带20通过冲裁、或铸造、或机加工、或锻造而获得。
根据制动盘1的变型实施方式，制动盘1通过对铝制钟状件进行共铸而制造，因此上述步骤s1)、s2)和s3)在形成上涂覆层3和/或下涂覆层3’的步骤b)之前执行，使得将尚未进行涂覆的制动带2定位在共铸模具中。
根据制动盘1的另一变型实施方式，制动盘1通过对铝制共铸钟状件进行共铸而制造，上述步骤s1)、s2)和s3)在形成上涂覆层3和/或下涂覆层3’的步骤b)之后进行，使得将已经被涂覆的制动带2定位在共铸模具中。因此，在该变型中，步骤s1)包括将步骤a)和步骤b)实施后获得的制动带2定位在用于铝铸造的模具中。然后在步骤s1)之后执行步骤s2)和s3)。在步骤b)中进行的处理优选地包括下述步骤：通过沉积技术优选地通过喷涂沉积技术，将包括碳化钨(WC)、铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)的呈颗粒形式的材料直接沉积在至少上面部20a和/或下面部20b上，从而形成适于承受盘式制动器的卡钳的制动作用的上涂覆层3和/或下涂覆层3’，即，从而形成制动带2的两个制动表面2a、2b中的至少一个制动表面，喷涂沉积技术例如为HVOF(高速氧气燃料)技术、或HVAF(高速空气燃料)技术、或KM(动力金属化)技术。
根据按照本发明的方法的第二方面，在将包括陶瓷和金属颗粒的呈颗粒形式的材料直接沉积在至少上面部20a和/或下面部20b上之前，步骤b)可以包括通过喷涂沉积技术，将包括下述各者的呈颗粒形式的材料进行沉积，从而形成保护性基部涂层30，所述材料为：
-碳化铬(Cr3C2)和镍铬(NiCr)，或者
-镍铬(NiCr)、铁(Fe)、钼(Mo)、钴(Co)、锰(Mn)和铝(Al)，
喷涂沉积技术优选地为HVOF(高速氧气燃料)技术、或HVAF(高速空气燃料)技术、或KM(动力学金属化)技术，保护性基部涂层30对基部带20的至少上面部20a和/或下面部20b进行覆盖并设置在适于承受盘式制动器的卡钳的制动作用的上涂覆层3和/或下涂覆层3’下方(under)。
如上所述，基部带20的钛合金优选地为钛(Ti)和铝(Al)的合金、更优选地为钛(Ti)、铝(Al)和钒(V)的合金、甚至更优选地为Ti6Al4V合金。
在沉积步骤b)中沉积以获得保护性基部涂层30的呈颗粒形式的材料优选地包括按重量计65％至95％的碳化铬(Cr3C2)并且剩余为镍铬(NiCr)。
在沉积步骤b)中沉积以获得上涂覆层3或下涂覆层3’的呈颗粒形式的材料优选地包括按重量计75％至87％的碳化钨(WC)并且其余为铁(Fe)、铬(Cr)、和铝(Al)；优选地，在沉积步骤b)中沉积以获得上涂覆层3或下涂覆层3’的呈颗粒形式的材料包括按重量计10％至17％的铁(Fe)、按重量计2.5％至5.8％的铬(Cr)、按重量计0.6％至2.2％的铝(Al)并且其余为碳化钨(WC)；甚至更优选地，在沉积步骤b)中沉积以获得上涂覆层3或下涂覆层3’的呈颗粒形式的材料包括按重量计85％的碳化钨(WC)、按重量计15％的铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)。
有利的是，制动盘1设置有适于将制动盘固定至车辆的部分，该部分包括与制动盘1同中心并与制动带2同心地设置的环状部分4。固定部分4对连接元件5与轮毂(即钟状件)进行支撑。钟状件可以与环状固定部分4制成一件式，或者钟状件也可以单独制作，然后通过适合的连接元件固定至固定部分。
环状固定部分4可以由与制动带2相同的材料即钛或钛合金、或钢或铝制成。钟状件5也可以由钛或钛合金制成、或者可以由其他适合的材料例如钢或铝制成，铝确保可以保持盘的较小的重量。特别地，整个盘(即制动带、固定部分和钟状件)可以由钛或钛合金制成。
制动带2优选地通过铸造制成。类似地，固定部分4和/或钟状件5可以通过铸造制成。
环状固定部分4可以与制动带2制成为一件式，或者环状固定部分4可以作为单独的部件制成并机械地连接至制动带。
如前所述，形成保护性基部涂层30的材料(分散在镍铬(NiCr)中的碳化铬(Cr3C2)、或者镍铬(NiCr)、铁(Fe)、钼(Mo)、钴(Co)、锰(Mn)和铝(Al))、以及形成上涂覆层3或下涂覆层3’的材料(例如分散在铁中的碳化钨、铬和金属间铝)以颗粒形式沉积，优选地使用HVOF技术、或HVAF技术、或KM技术、或APS技术、或激光熔覆技术进行沉积。
三种沉积技术对本领域技术人员而言是已知的，并且因此将不再在下文中详细描述。
HVOF(高速氧气燃料)是一种粉末喷涂沉积技术，这种技术使用设置有混合及燃烧室以及喷嘴的喷射装置。室被提供有氧气和燃料。在接近1兆帕的压力处形成的热燃烧气体使粉末材料穿过收敛-发散型喷嘴，从而达到高超音速(即高于5马赫(MACH))。要被沉积的粉末材料被注入到热气流中，粉末材料在此迅速熔化并被加速到约1000米/秒的速度。在撞击到沉积表面上时，融化的材料迅速冷却，由于高动能的撞击，形成非常致密且紧凑的结构。
HVAF(高速空气燃料)沉积技术与HVOF技术类似。不同的是，在HVAF技术中，燃烧室被供给的是空气而不是氧气。因此，所涉及的温度比HVOF的温度低。这允许对涂层的热改变进行更好的控制。
KM(动力学金属化)沉积技术是一种固态沉积工艺，其中，金属粉末通过两相超声沉积喷嘴喷出，该喷嘴在惰性气体流中使金属颗粒加速并进行静电充电。热能被提供给运输流。该过程将压缩的惰性气体的内部能和所提供的热能转化成粉末的动能。在加速到高速并带电时，粒子就被引导到沉积表面上。金属颗粒与该表面的高速碰撞导致颗粒的巨大变形(在撞击的法线方向上为约80％)。这种变形导致颗粒的表面积的大大增加。因此，在撞击后，效果是颗粒与沉积表面之间的亲密接触，这导致了金属键的形成和具有非常致密且紧凑结构的涂层。
有利的是，作为上述三种沉积技术(均为高动能撞击沉积技术)的替代，也可以使用其他技术，这些技术利用不同的沉积方法，但能够生成具有非常致密且紧凑结构的涂层。
HVOF、或HVAF、或KM沉积技术与用于形成涂层3和基部涂层30的化学成分的组合允许获得具有对于下面的材料而言较高的结合强度的涂层，该涂层被沉积在该材料上。
APS(大气等离子体沉积)技术的独特性在于它能够在相对较低的基底温度处形成复杂的薄膜。这些工艺通过控制等离子体的条件，例如等离子体的电子密度、能量和分布函数，可以广泛改变薄膜的特性。特别地，APS技术使得可以获得符合连续流工艺的极高的沉积速度，但不需要任何真空系统，因此允许在现有的生产线上实施廉价且相对有效的生产过程。此外，APS技术在沉积前可用于清洁表面的等离子体源方面具有较高的通用性，并具有开发建模或纳米结构化表面的惊人能力。
添加性激光焊接技术——也被称为激光熔覆——也可使用粉末来执行。使用的激光束局部加热基体的表面，从而在表面上形成焊接池，粉末涂层材料同时被引导至该焊接池，以便被激光焊接。作用时间很短，而且在任何情况下都只引起最小的变形；冷却过程发生得很快。因此，获得的涂层通过冶金过程与基部材料接合。这种涂层比那些通过热喷涂技术生产的涂层更坚固，因此对环境的影响也更小。
因此，激光熔覆技术的优点是通过比热喷涂产生的结合力更强的方式将涂层的材料接合至基部的材料，同时具有最佳的表面质量和较少的变形，同时还确保更好的能源效率。
如附图所示，盘1优选地设置有上涂覆层3和下涂覆层3’，这些涂覆层覆盖两个面部20a、20b，从而形成制动带2的两个制动表面2a和2b。
明显的是，在一种变型中，可以仅提供上涂覆层3、或仅提供下涂覆层3’，以仅在一个制动表面上覆盖制动带。
根据附图中未示出的实施方式，上涂覆层3或下涂覆层3’也可以延伸至盘1的其他部分比如环状固定部分4和钟状件5，直至对盘1的整个表面进行覆盖。特别地，上涂覆层3或下涂覆层3’、以及保护性基部涂层30除了覆盖制动带之外也可以仅覆盖固定部分或钟状件。
根据该方法的特别优选的实施方式，用于形成保护性基部涂层30的沉积步骤b)包括将呈颗粒形式的材料沉积在同一表面上以形成保护性涂层的两个或更多个不同的阶段。
更详细地说，上述沉积步骤b)包括：
-第一阶段：将呈颗粒形式的材料直接沉积在盘上以形成保护性基部涂层30的第一层；以及
-第二阶段：将呈颗粒形式的材料沉积在第一层上以形成第二层。
正如将在下文中说明的那样，第二精加工层使得可以设置保护性基部涂层3的表面处理部。
将沉积步骤b)分成两个或更多个阶段特别地使得可以至少区分不同阶段中使用的呈颗粒形式的材料的颗粒度。这使得沉积步骤b)更灵活。
根据该方法的特别优选的实施方式，对形成上涂覆层3或下涂覆层3’的颗粒材料(WC+Fe+Cr+Al)进行沉积的步骤b)包括以类似于针对保护性基部涂层30所述的方式将颗粒材料沉积在同一表面上以形成保护性涂层的两个或更多个不同阶段。
从已经描述的内容可以理解，根据本发明的制动带、制动盘以及用于制造制动带和制动盘的方法使得可以克服现有技术的缺点。
事实上，根据本发明制造的制动带和被涂覆的制动盘比现有技术的铸铁/钢制盘更耐磨损和更耐腐蚀。
此外，以特别创新的方式，与铸铁/钢制的制动盘相比，根据本发明制造的制动带和制动盘不需要特别处理来确保涂覆层在钛制成的基部带上的有效附着。
换句话说，在对陶瓷和金属颗粒的混合物进行沉积的步骤之前，除了可能的清洁和除油过程之外，不需要中间层或夹层、机械活化或其他预处理。这使得可以获得易于制造的且可靠的制动带和被涂覆的制动盘。
此外，协同地，同时获得特别轻的盘，该盘具有较高的机械强度并且适于承受机械应力，甚至在高温处也是如此，并且与现有技术的铸铁制盘相比，该盘还具有较低的累积机械和热变形的倾向，这也是热膨胀系数低的结果。
由于钛合金和优选地由碳化钨、铁、铬和铝制成的涂层的协同组合，获得了具有有限热膨胀的制动盘和制动带，这使得所制造的产品在温度方面更稳定，并确保涂层不会脱落，因此，确保了改进的抗腐蚀能力，由于钛合金和涂覆层的组合作用，达到了与不锈钢相当的强度。
此外，由被涂覆的钛制成的制动盘确保超越了用于结构应用的钛的热限制(通常为550/580℃)，该限制是由影响钛及其合金的氧化和热的现象引起的。涂覆层确保了基部材料(钛)不受氧化现象的影响，否则就不可能形成能够确稿高性能制动盘——例如跑车的制动盘——所需的轻质规格的制动盘。换句话说，在没有涂覆层的情况下，就必须设计出较重的、具有相对较大的尺寸以及较高的热惯性的制动盘，也就是说，与已经用于制造制动盘的标准材料相比，没有任何优势。
还可以验证，根据本发明的被涂覆的制动盘在抗环境条件(热冲击和盐水侵蚀)方面具有更好的性能。
由于简化了用于制造涂覆层的过程，制动盘1通常以相对较便宜的成本来制造。
此外，与现有技术的烧结技术——其中钛和陶瓷颗粒同时在单个阶段中在混合器中烧结在一起，所以钛和陶瓷颗粒要经受800℃与1200℃之间的压力)相比，根据本发明的制造方法使得可以在更低的温度处(在实质上的“较冷”的温度处)对上涂覆层3和/或下涂覆层3’进行沉积。因此，基部带20的微观结构和机械性能得到了更好的保存，并且特别地，使得基部带20的微观结构和机械性能与陶瓷颗粒(以及因此的涂覆层)的机械性能脱离关系。因此，作为本发明的结果，基部带20的刚度和断裂载荷独立于涂覆层的硬度、耐磨损和耐腐蚀特性而被优化。
此外，将涂覆层在没有中间层的情况下直接沉积在由钛制成的基部带上有利地使沉积过程更有效。应注意的是，与铸铁的典型热膨胀系数相比，钛具有减小的热膨胀系数。这允许热膨胀的更有效的相配，因此，可以不必在基部带与涂覆层之间使用中间层进行结合。
本领域的技术人员为了满足偶然和特定的需要，可以对上述发明进行许多修改和变型，这些修改和变型都包含在本发明的所附权利要求所限定的范围内。

Claims (15)

1.一种用于制造盘式制动器的制动盘(1)的制动带(2)的方法，所述方法包括以下操作步骤：
a)提供设置有基部带(20)的制动带(2)，所述基部带(20)具有上面部(20a)和下面部(20b)，所述下面部(20b)设置在与所述上面部(20a)相反的一侧上，即，所述下面部(20b)设置成与所述上面部(20a)相反，所述下面部和所述上面部各自至少部分地对所述制动盘(1)的两个侧部中的一个侧部进行限定，所述基部带(20)由钛或钛合金制成；
b)将包括陶瓷以及金属和/或金属间颗粒的呈颗粒形式的材料直接沉积在至少所述上面部(20a)和/或所述下面部(20b)上，以形成适于承受盘式制动器的卡钳的制动作用的上涂覆层(3)和/或下涂覆层(3’)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤b)包括下述步骤：通过喷涂沉积技术、或APS(大气等离子体沉积)技术、或激光沉积技术，将包括碳化钨(WC)、铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)的呈颗粒形式的材料直接沉积在至少所述上面部(20a)和/或所述下表面(20b)上，从而形成适于承受盘式制动器的所述卡钳的所述制动作用的上涂覆层(3)和/或下涂覆层(3’)，即，从而形成所述制动带的两个制动表面中的至少一个制动表面，所述喷涂沉积技术优选地为HVOF(高速氧气燃料)技术、或HVAF(高速空气燃料)技术、或KM(动力学金属化)技术，所述激光沉积技术例如为激光熔覆技术。
3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤b)包括：在将包括陶瓷以及金属和/或金属间颗粒的呈颗粒形式的材料直接沉积在至少所述上面部(20a)和/或所述下面部(20b)上之前，通过喷涂沉积技术、或通过APS(大气等离子体沉积)技术、或通过激光沉积技术，将包括下述各者的呈颗粒形式的材料进行沉积，从而形成保护性基部涂层(30)：所述材料为：
-碳化铬(Cr3C2)和镍-铬(NiCr)；或者
-镍-铬(NiCr)、铁(Fe)、钼(Mo)、钴(Co)、锰(Mn)和铝(Al)，
所述喷涂沉积技术优选地为HVOF(高速氧气燃料)技术、或HVAF(高速空气燃料)技术、或KM(动力学金属化)技术，所述激光沉积技术例如为激光熔覆技术，所述保护性基部涂层(30)对所述基部带(20)的至少所述上面部(20a)和/或所述下面部(20b)进行覆盖并设置在适于承受盘式制动器的所述卡钳的所述制动作用的所述上涂覆层(3)和所述下涂覆层(3’)下方。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述基部带(20)的所述钛合金是钛(Ti)和铝(Al)的合金。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基部带(20)的所述钛合金是钛(Ti)、铝(Al)和钒(V)的合金，优选地，所述基部带(20)是Ti6Al4V合金。
6.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的方法，其中，在所述沉积步骤b)中进行沉积以获得所述保护性基部涂层(30)的呈颗粒形式的材料包括按重量计65％至95％的碳化铬(Cr3C2)并且其余为镍-铬(NiCr)。
7.根据前述权利要求中的一项或更多项所述的方法，其中，在所述沉积步骤b)中进行沉积以获得所述上涂覆层(3)或所述下涂覆(3’)的呈颗粒形式的材料包括按重量计75％至87％的碳化钨(WC)并且其余为铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)；优选地，在所述沉积步骤b)中进行沉积以获得所述上涂覆层(3)或所述下涂覆层(3’)的呈颗粒形式的材料包括按重量计10％至17％的铁(Fe)、按重量计2.5％至5.8％的铬(Cr)、按重量计0.6％至2.2％的铝(Al)并且其余为碳化钨(WC)；甚至更优选地，在所述沉积步骤b)中进行沉积以获得所述上涂覆层(3)或所述下涂覆层(3’)的呈颗粒形式的材料包括按重量计85％的碳化钨(WC)和按重量计15％的铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)。
8.一种用于制造制动盘(1)的方法，所述方法包括提供根据权利要求1至7中的任一项的方法制造的制动带(2)和连接至所述制动带(2)的钟状件(5)的步骤。
9.一种用于盘式制动器的制动盘(1)的制动带(2)，所述制动带(2)包括：
-制动带(20)，所述制动带(20)具有上面部(20a)和下面部(20b)，所述下面部(20b)设置在与所述上面部(20a)相反的一侧上，即，所述下面部(20b)设置成与所述上面部(20a)相反，所述下面部(20b)和所述上面部(20a)各自至少部分地对所述制动盘(1)的两个侧部中的一个侧部进行限定；
-上涂覆层(3)，所述上涂覆层(3)沿着所述上面部(20a)接合至所述基部带(20)，
-下涂覆层(3’)，所述下涂覆层(3’)沿着所述下面部(20b)接合至所述基部带(20)，
所述制动带(2)的特征在于，所述基部带(20)完全由钛或钛合金制成，
所述上涂覆层(3)和所述下涂覆层(3’)包括陶瓷以及金属和/或金属间颗粒的混合物。
10.根据权利要求9所述的制动带(2)，其中，所述上涂覆层(3)和所述下涂覆层(3’)包括颗粒的混合物，所述颗粒的混合物具有至少一种过渡金属碳化物以及至少一种金属或金属间化合物。
11.根据权利要求10所述的制动带(2)，其中，所述上涂覆层(3)和所述下涂覆层(3’)包括碳化钨(WC)、铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)，以及所述上涂覆层(3)和所述下涂覆层(3’)是通过沉积技术将碳化钨(WC)、铁(Fe)、铬(Cr)、和铝(Al)以颗粒形式直接沉积在所述基部带(20)上获得的，所述沉积技术为优选地是通过喷涂实现的沉积技术，所述沉积技术比如为HVOF(高速氧气燃料)技术、HVAF(高速空气燃料)技术、或KM(动力学金属化)技术。
12.一种用于盘式制动器的制动盘，所述制动盘包括根据权利要求9至11中的任一项所述的制动带(2)、以及连接至所述制动带(2)的钟状件(5)。
13.根据权利要求12所述的用于盘式制动器的制动盘，其中，所述钟状件(5)与所述制动带(2)连接成一件式，以及所述钟状件(5)包括与所述基部带(20)共铸的钛合金。
14.根据权利要求12所述的用于盘式制动器的制动盘，其中，所述钟状件(5)与所述制动带(2)连接成一件式，以及所述钟状件(5)包括与所述基部带(20)共铸的铝合金。
15.根据权利要求12所述的用于盘式制动器的制动盘，其中，所述钟状件(5)没有与所述制动带(2)共铸成一件式，而是借助于钟状件-带的连接方式连接至所述制动带(2)，所述钟状件-带的连接方式例如为组装、或过盈配合、或钉合连接。
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