CN204387165U - 一种耐磨制动盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种耐磨制动盘，包括中空的圆盘基体、覆于圆盘基体上的耐磨涂层，圆盘基体采用原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料，耐磨涂层为爆炸喷涂方法制备的碳化钨金属陶瓷涂层，碳化钨金属陶瓷涂层的厚度为2-3mm，圆盘基体上开设有散热孔。本实用新型具有耐磨性好、重量轻、导热性好等优点，集各种制动盘的优点于一体，同时能够克服现有制动盘的缺点，满足了飞机和机动车辆对零部件的诸多要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种制动装置，更具体地涉及一种用于飞机或机动车辆的耐磨制动盘。
背景技术
磨损是材料失效的三种主要形式之一，设备的故障往往是个别零件磨损失效造成的。最初只靠发展结构材料来提高材料的耐磨性能，但结构材料的发展已经接近极限，然而爆炸喷涂技术的发展为解决材料磨损问题带来了新的途径。爆炸喷涂是利用气体爆炸产生高能量，将喷涂粉末加热加速，使粉末以较高的温度和速度轰击到工件表面形成涂层。由于喷涂时粉末颗粒撞击到工件表面后受到急冷在涂层中形成超细晶相组织，涂层具有较高的硬度。同时由于喷涂速度快，粉末与喷涂气流作用时间短，从而大大降低了粉末材料的氧化和分解，能够较好的保持粉末和涂层成分的一致性。爆炸喷涂因其涂层结合强度高、致密性好，对工件无热影响及涂层均匀、表面光洁度好等优点，成为高质量耐磨涂层的主要制备技术。
近年来，飞机和机动车辆朝向减重、高速、安全等方向发展，从而对关键零部件材料的性能和使用寿命提出了更高的要求。制动盘即刹车盘，是一个金属圆盘，固定在车轮上，随车轮转动，车辆行驶过程中踩刹车时制动卡钳夹住制动盘起到减速或者停车的作用。目前，飞机和机车车辆使用的制动盘材料主要为纯铝合金材料、铁质金属材料或碳∕碳复合材料三大类，纯铝合金材料和铁质金属材料的耐磨性能差，而且铁质金属材料还存在密度大、导热性差和易出现热裂纹的缺点；碳∕碳复合材料具有质轻、耐磨损摩擦性能好等优点，但是其导热性差、制备工艺复杂，成本高昂。同时，德国和日本研制了粉末冶金铝基复合材料的制动盘，重量减轻了40%以上，材料的疲劳寿命也有了一定提高，但铝基复合材料的耐磨损使用寿命却较短，制动系统的维护和检修成本较高。
因此，针对目前刹车盘结构材料的诸多不足，如何设计一种耐磨性好、重量轻、导热性好的制动盘，是业界亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种耐磨制动盘，具有耐磨性好、重量轻、导热性好等优点，集各种制动盘的优点于一体，同时能够克服现有制动盘的缺点，满足了飞机和机动车辆对零部件的诸多要求。
本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：一种耐磨制动盘，包括中空的圆盘基体，还包括覆于圆盘基体上的耐磨涂层，圆盘基体采用原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料，耐磨涂层为爆炸喷涂方法制备的碳化钨金属陶瓷涂层。
所述碳化钨金属陶瓷涂层的厚度为2-3mm。
所述圆盘基体上开设有多个均匀分布的散热孔。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：通过制动盘表面的高硬度的碳化钨金属陶瓷涂层提供优异的耐磨性能，该涂层具有良好的导热和散热性能，而且爆炸喷涂方法制备的涂层与铝基复合材料基体表面结合强度高，对基体无热影响，不会引起应力腐蚀。原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料散热性能好，能够保证制动盘工作时摩擦产生的热量及时扩散，避免裂纹和变形的产生；该材料的密度只有铁质金属的1/3左右，重量轻；同时，强度、耐疲劳性及加工性能都明显优于粉末冶金制备的铝基复合材料。因此，本实用新型延长了制动盘的工作寿命，减少了飞机及机动机车的维修和检测成本。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中A-A面的纵剖面视图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。
请参见图1至图2，本实用新型涉及一种耐磨制动盘，包括圆盘基体1、及耐磨涂层2，耐磨涂层2覆于圆盘基体1上，圆盘基体1的中心为中空结构。圆盘基体1由原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料制造，原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料使制动盘基体具有良好的散热性和耐疲劳强度，以保证制动盘工作时，及时把制动摩擦产生的热量散开，并使制动盘不会产生裂纹、变形等失效。且通过原位合成技术制备的TiB2颗粒增强铝基复合材料可直接进行常规的铸造成型、机械切削、焊接和变形加工。圆盘基体1上开设有多个均匀分布的散热孔3，同时还能达到了减轻重量的目的。
耐磨涂层2为爆炸喷涂方法制备的碳化钨金属陶瓷涂层，根据实际的需要，碳化钨金属陶瓷涂层的厚度为2-3mm，此厚度既能保证制动盘的耐磨性能，同时制造材料用量又是最合理的设计。通过爆炸喷涂在圆盘基体表面高速轰击得到碳化钨金属陶瓷涂层，耐磨涂层与圆盘基体间通过机械咬合和冶金结合实现极高的界面结合强度，使制动盘具有良好的耐冲击和抗摩擦磨损性能。爆炸喷涂方法制得的涂层的厚度容易控制，加工余量小，维修操作方便能保证涂层组织成分与粉末成分的一致性。当碳化钨金属陶瓷涂层磨损到一定程度后，通过爆炸喷涂方法对制动盘进行修复，操作方便。
以上具体实施例仅用以举例说明本实用新型的结构，本领域的普通技术人员在本实用新型的构思下可以做出多种变形和变化，这些变形和变化均包括在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种耐磨制动盘，包括中空的圆盘基体（1），其特征在于：还包括覆于圆盘基体（1）上的耐磨涂层（2），圆盘基体（1）采用原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料，耐磨涂层（2）为爆炸喷涂方法制备的碳化钨金属陶瓷涂层。
2.根据权利要求1所述的耐磨制动盘，其特征在于，所述碳化钨金属陶瓷涂层的厚度为2-3mm。
3.根据权利要求1或2所述的耐磨制动盘，其特征在于，所述圆盘基体（1）上开设有多个均匀分布的散热孔（3）。
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