CZ20031247A3

CZ20031247A3 - Brzdový kotouč a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ20031247A3
Application number: CZ20031247A
Authority: CZ
Inventors: Suryakant Khambekar; Hans Baumgartner; Wolfgang Pahle
Original assignee: Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2003-12-17
Also published as: ATE407302T1; EP1336054A1; DE50114290D1; BR0115309A; JP2004513311A; US20050082123A1; AU2002224827A1; US7261192B2; DE10056161A1; WO2002038978A1; EP1336054B1; US20040031652A1

Description

Brzdový kotouč a způsob jeho výroby

Oblast techniky

Vynález se týká brzdového kotouče s axiálními třecími plochami podle předvýznaku prvního nároku a způsobu jeho výroby podle předvýznaku nároku 27.

Známý stav techniky

Brzdový kotouč tohoto druhu je znám ze spisu DE G 298 13 236. Brzdový kotouč znázorněný v tomto spisu je zvláště dobře vhodný pro vysoká zatížení nastávající u užitkových vozidel a osvědčil se jako odolný proti opotřebení. Při každodenním nasazení není životnost nákladních vozidel 300.000 km a více žádnou vzácností. Proto je podstatná potřeba dalšího zvýšení odolnosti proti opotřebení, přičemž náklady na výrobu brzdových kotoučů mají zůstat ekonomicky únosné.

Sice se v novější době diskutuje o nasazení keramických brzdových kotoučů, které se v oblasti sportovních vozů již v malých sériích vyrábějí. Náklady na výrobu takovýchto brždových kotoučů jsou však v oblasti více tisíc DM. Zvláště v oblasti užitkových vozidel se jeví naszení takovýchto brzdových kotoučů jako nehospodárné. Nastává daleko větší potřeba výrazného zvýšení odolnosti proti opotřebení při únosných stávajících výrobních nákladech brzdových kotoučů.

Není však jednoduše možné zvýšit odolnost proti opotřebení brzdového kotouče zvýšením tvrdosti materiálu pro brzdové

kotouče, neboť by brzdový kotouč měl vyhovět nejenom odolnosti proti opotřebeni, ale i dalším okrajovým podmínkám. S legovanými druhy šedé litiny podle spisu DE G 298 13 236 se mohly již splnit požadavky na odolnost proti teplu při současném dobrém odvodu tepla z brzdového kotouče a tím vysoké výkonnosti. U těchto materiálů se rovněž zlepšily poměry související s opotřebením a to vytvářením sekundárních karbidů ve struktuře oproti obvyklým brzdovým kotoučům ze šedé litiny. Většina požadavků na materiály ze šedé litiny v oblasti vozidel se vcelku plní. Přesto je potřeba ještě důkladnějšího zvýšení odolností brzdového kotouče proti opotřebení. Takovéto zvýšení odolnosti proti opotřebení se nedá lehce dosáhnout tím, že se zvýší tvrdost šedé litiny variací legovacích přísad, neboť se zvyšující se tvrdostí zhoršují se kromě jiného jiné vlastnosti brzdového kotouče, jako sklon k tvorbě prasklin nebo jejich tepelná vodivost. Při extremním nároku mohou brzdové kotouče s lepší konstrukcí a výběrem materiálu vykazovat pak trhliny vlivem tepla. Další zůstávající problém u brzdových kotoučů ze šedé litiny je nerovnoměrné vytváření brzdového momentu (vydírání při brzdění) vznikající při určitých provozních podmínkách.

Materiály pro brzdové kotouče musí tak splňovat velice rozdílné požadavky, které vyžadují protichůdné vlastnosti materiálů.

Tak pro přenos kroutícího momentu by měly materiály vykazovat vysokou pevnost, tažnost a vysoký E-modul.

Na základě tepla vznikajícího při brzdění měl by být materiál rovněž s vysokým, resp. dobrým odvodem tepla.

K tomu je třeba vysoká tepelná vodivost a vysoký stupeň emisivity.

• ·

Dále je požadována vysoká odolnost proti vzniku tepelných trhlin v důsledku tepla. K tomu by mělý mít brzdové kotouče vysokou tepelnou vodivost, nízký E-rtiodul a nízkou tepelnou roztažnost.

Žádoucí je rovněž malé opotřebení brzdového kotouče. Pro toto je výhodná vysoká tvrdost, vysoká houževnatost a vysoká odolnost proti oxidaci.

Š ohledem na pokud možno stejnoměrné třecí vlastnosti se rovněž požaduje vysoká homogenita materiálu rovněž při silné tepelné zátěži a rovněž zamezení kolísání tloušžky stěn vlivem nerovnoměrného otěru.

Dále je požadováno, jako u všech neodpružených hmot na nápravě vozidla, pokud možno co nejnižší váha a pokud možno co nejnižší náklady na výrobu.

Šedá litina použitá u brzdových kotoučů tohoto druhu - zvláště s obsahem C od 3,8 do 4%, s obsahem Mo mezi 0,6 a 0,8 % a zvláště s obsahem Cr od 0,2-0,3^, jako přednostně s dalšími přísadami jako Mn,P,S,Cu a/nebo Ni - je při relativně nízkých výrobních nákladech již dobře odolná proti opotřebení.

Bylo by u užitkových vozidel, kde výměna brzdového kotouče může být relativně nákladná, žádoucí, takové zvýšení odolnosti proti opotřebení, že by nebylo nutno během živitnosti vozidla měnit brzdový kotouč. V tomto případě by se mohly náklady na výrobu brzdového kotouče zvýšit, avšak pouze tak, že by zůstala ještě ekonomická výhoda oproti výměně brzdového kotouče.

Cílem vynálezu je s ohledem na tyto potíže, vytvořit brzdový kotouč tohoto druhu, který by při jednoduché vyrobitelnosti byl pokud možno co nejodolnější proti opotřebení. Zvláště by se přitom oproti stavu techniky neměly ostatní vlastnosti brzdového

kotouče pokud možno mnoho zhoršit. Rovněž je dále cílem výhodný způsob výroby brzdového kotouče podle vynálezu.

Podstata vynálezu

Podstata vynálezu s ohledem na brzdový kotouč je řešena předmětem nároku 1 a ve vztahu k jeho výrobě předmětem nároku 27.

Podle vynálezu je vytvořen brzdový kotouč s axiálními třecími plochami, přednostně pro pozemní vozidla, který může být rovněž vnitřně chlazen a který je opatřen na alespoň jedné své axiální třecí ploše částečně nebo zcela kovovou, nekeramřckou vrstvou.

Protože je namísto keramické vrstvy použita kovová vrstva, je přilnavost vrstvy k brzdovému kotouči oproti kotouči s keramickou vrstvou jednoduchým způsobem optimalizována. Tento brzdový kotouč je vhodný zvláště pro použití pro nákladní vpzidla, je však rovněž použitelný pro osobní vozidla.

Zvláště je výhodné, když brzdový kotouč obsahuje kotoučovité jádro z litiny, které je alespoň na jedné své axiální straně opatřeno kovovou vrstvou nástřikové litiny nebo explozní vrstvou.

Jsou o sobě známy vrstvy na třecích plochách chránící proti opotřebení brzdových kotoučů (EP 0674 114 Bl). Takovéto vrstvy na keramické bázi mají vhodné vlastnosti s ohledem na opotřebení, jsou však problematické ohledně různých vlastností základního materiálu pro brzdové kotouče ze šedé litiny a na základě problémů s přilnavostí na základě namáhání teplotním šokem při povrstvování.

• ·* · • · ·

Vynález naproti tomu vytváří jednoduchý způsob nenákladného navrstvení brzdových kotoučů, které ochraňuje proti opotřebení a které je kompatibilní s brzdovými materiály z litiny - zvláště šedé litiny, přičemž je s překvapením možné při použití optimálních látek u brzdových kotoučů zvýšit životnost proti opotřebení, při zachování příznivých vlastností, tak, že se brzdové kotouče musí vyměnit jenom zcela zřídka, zvláště pri intenzivním opotřebení s ohledem na dosažení hraniční míry opotřebení.

Navrstvení umožňuje dále snížení tvorby tepelných trhlin brzdových kotgučů, přičemž je zamezítelný efekt vydírání při brždění v důsledku výkyvů tloušťky stěny brzdového kotouče vzniklých při provozu.

U vynálezu se naháší povrstvení na brzdový kotouč ze šedé litiny, který tak tvoří určitý druh jádra, zvláště tepelně nastřikovacím způsobem.

Způsoby tepelně nastřikovacích způsobů jsou o sobě známy, tak např. při navrstvení pístních kroužků (viz např. K.Kirner, Nanášení ochranných vrstev na techpické díly pomocí termického nástřikového způsobu; Kunst a kol. Vrstvy brzdící opotřebení svazek 436, Kontakt&Studium, materiály, nakladatelství Expert). Jejich nasazení v oblasti navrstvení brzdových kotoučů pro zhotovení kovové vrstvy na brzdovém kotouči nebylo však dosud bráno v úvahu, nebož se myslilo, že kovové nástřikové vrstvy by mohly zhoršit požadované vlastnosti železného jádra.

Při použití takovýchto termických nástřikových vrstev na brzdové kotouče ze šedé litiny se však objevil překvapující poznatek, že tyto termické nástřikové vrstvy neočekávaně positivně ovlivňují na základě metalurgických reakcí s materiálem brzdového kotouče, • · ě · · · ·<· »· · · · ··.·. · · · · · • ···· · ···· · · ·· · · · · · · · · • · · · · · · · ·· ··· ·· ··· ·· jakož průběhem tvrdnutí ovlivněným vysokou tepelnou kapacitou brzdového kotouče, nejenom chování při opotřebení brzdového kotouče i při vysokých teplotách, ale i snižuj.! tvorbu trhlin za tepla a výkyvy brzdového momentu.

Alternativní způsoby přednostníhó a osvědčeného nástřiku obloukem jsou nástřik plamenem, plazmový nástřik a explozní nástřik.

Vynálezem je tedy vytvořena ochranná vrstva pro brzdové kotouče z litiny, která je nanesena na třecí plochy brzdového kotouče termickým nástřikem, přičemž nástřikovým materiálem je kov. Zvláště je volen nástřikový materiál tak, že se dosáhne vedle ochrany proti Qtěru rovněž ochrana proti oxidaci a proti nežádoucím metalurgickým změnám třecí plochy.

Přednostně sestává nástřikové navrstvení z tvrdého materiálu jako jádra, zvláště z nelegované nebo legované oceli. Přednostně je nástřiková vrstva z legované oceli obsahující Cr. Obsah Cr ve vrstvě je mezi 10 a 20%, mezi 13 a 19%, mezi 15 a 17% nebo zvláště výhodně 16%.

Zvláště se osvědčil brzdový kotouč, u kterého obsahuje legovaná ocel tvořící navrstvení přísady: 16%Cr, 0,44%Ni, 0,43%Mn, 0,01%Mo a 0,3 6%C.

Dále se osvědčilo, když je jádro z cenově výhodné šedé litiny. Přednostně je šedá litina vysoce uhlíková šedá litina, která obsahuje obsah uhlíku od 3,7-4,0% a Mn a/nebo Cr. Obsah Mo jádra leží přednostně mezi 6-8^ a obsah Cr je menší než 5%.

Dále se osvědčily axiální tloušťky navrstvení od 0,3 do 1,5 mm, přednostně 0,5 - 1,2 mm, zvláště 0,6 - 0,9 mm.

···· ·· ···· • · · · · · · · 4 • 4 4 4· · · · · · · · 4

4 4; · 4 4 4 4 4 ·

4 4 ·· · ····

S tloušťkou navrstvení 0,7 mm se nechá dosáhnout při nasazení nástřikového navrstvení s vysokým obsahem Cr často dvojnásobná životnost brzdového kotouče.

Vynález je použitelný přednostně u brzdových kotoučů užitkových vozidel, s tloušťkou kotouče od 38 do 45 mm a se šířkou vzduchového kanálu od 12 mm.

Přednostně splňuje poměr mezi tloušťkou kotouče Dl a šířkou D2 vzduchového kanálu podmínku 3,2<D1/D2<= 4.

Přednostně jsou v přechodové oblasti mezi jádrem a navrstvením z nástřikové litiny vytvořeny střídavě do sebe zasahující kontury, zvláště drážkové a/nebo nopové.

Účelně obsahují třecí kroužky na vnitřním a/nebo vnějším obvodovém okraji alespoň jeden axiální nákružek, jehož výška odpovídá přednostně axiálnímu rozprostření navrstvení.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených výkresech jsou znázorněny příklady provedení podle vynálezu, kde znázorňuje:

obr.l řez prvním příkladem provedení brzdového kótouče podle vynálezu;

obr.2 řez v oblasti třecích prstenců dalšího příkladu provedení brzdového kotouče podle vynálezu;

obr.3 a 4 vytvoření a rozdělení tvrdých látek zvyšujících odolnost proti otěru, při zvětšení 1.000:1;

obr.5 výbrus navrstvení ve zvětšení zhruba 500:1.

·· ···· ·♦ ···· «· ··*· ··· · · · · · ♦ • ···· · · · · · · · · • · · · · · ···· · • · · · · · · · · · ·· ··· ·· ··· ·♦ ··

Příklady provedení vynálezu

Obr.l znázorňuje brzdový kotouč 1, který obsahuje dva třecí prstence 2^3, které jsou spolu spojeny v jeden kus přes stojiny _4, přičemž mezi třecími prstenci a stojinami £ je vytvořen vzduchový kanál _5. Na jednom třecím prstenci 2^ je hrncovité osazení 6 pro upevnění brzdového kotouče na zde ňeznázorněný náboj kola.

Oba třecí prstence 2,3 a stojiny 4 (a zde rovněž osazení 6) tvoří spolu jednodílné těleso brzdového kotouče 1, resp. jádro 1_. To je na svých obou axiálních vnějších plochách opatřeno vždy kovovou, nekeramickou nástřikovou vpstvou j3, která je odolná proti opotřebení. Podle obr.l jsou vnější axiální plochy zcela potaženy nástřikovou vrstvou Ό.

Při brzdění jsou tedy vystaveny otěru vznikajícímu při brždění pouze tyto plochy, až do úplného otěru nástřikové vrstvy 8. Protože je kovová nástřiková vrstva 8 tvrdší než jádro 7 ze šedé litiny, zvýší se tak životnost brzdového kotouče 1. Protože je však podstatný objemový podíl brzdového kotouče 1, a to jádra 7_, ze šedé litiny, udrží se jeho výhodné další vlastnosti např. s ohledem na tepelnou vodivost a sklon k tvorbě trhlin, nebo se nanesením nástřikové vrstvy 8^ zlepší.

Podle obr.2 je alternativně myslitelné vytvarování, na vnější a/nebo vnitřní obvodové oblasti, určitého druhu axiálního nákružku 9 na jádro j_, jehož axiální rozsah odpovídá axiálnímu rozsahu vrstvy j3. Jestliže je vytvořen na vnitřním a vnějším okraji třecí plochy vždy jeden axiální nákružek 9, vzniká mezi • · · · ♦ » · · · · · · · · · 9 · · a · · · 9 9 99 9 · ··· 9 · 99· · · · ·· ·· ·· ··'·· · ·· · ·· · ···· ·· ··· ·· ··« ·· ·· oběma nákružky 9 určitý druh prohloubení pro zachycení vrstvy É3 (zde nezakresleno).

Podle obr.2 je dále patrná ne rovná hraniční plocha mezi vrstvou (3 a jádrem 7, ale prostorová struktura na vrchní ploše, do které axiálně zasahuje vrstva (3 a jádro Ί_·

Tato struktura vznikne tím, že jsou v axiálních vnějších plochách jádra 7_ vytvořeny lichoběžníkovité drážky 10, které zasahují do vrstvy (3, přičemž vrstva 8^ je vytvořena axiálně do takové tloušťky, že se rozprostírá axiálně nad drážky 10. Tím se vytvoří axiálně nad drážkami 10 plošná oblast vrstvy, která zakrývá axiální vnější plochy brzdovéhg kotouče 1^ až k oblasti nákružků 9.

Vytvoření prostorové struktury, na obr.2 znázorněné pouze jako příklad, v oblasti mezi vrstvou <3 a jádrem 7 má více výhod. Tak se zamezí strmému přechodu do materiálu šedé litiny a tím relativně strmému přechodu k jinému chování při brždění. Nadto se zlepší přídržnost vrstvy j3 na třecích prstencích 2,3, mimo jiné tím, že se zvětší kontaktní plochy mezi vrstvou E3 a jádrem, resp. třecími prstenci

V přechodové oblasti mezi jádrem Ί_ a nástřikovou vrstvou. j3 jsou realizovatelné hej různější geometrické struktury, tak např. střídavě do sebe zabírající lichoběžníkové nebo pravoúhlé tvary nebo nopková struktura na vrchní ploše třecích prstenců 2,Zr která je zakryta nástřikovou vrstvou EL

Dále budou popsány další podrobnosti výroby brzdového kotouče podle vynálezg.

Zvláště se v rámci vynálezu osvědčil pro zhotovení nástřikové vrstvy E3 na brzdový kotouč, způsob nástřiku světelným obloukem.

·* ···· • ·

Přitom se z oblouku, ve kterém je teplota do 4000°C, nanese prostřednictvím rozprašovacího plynu, v nej jednodušším případě tlakového vzduchu, na vrchní plochu brzdového kotouče 1^ při současném postupném pohybu, tenká vrstva. Například se nastřikne na třecí plochy brzdového kotouče 1^ o průměru 4 30 mm a váhy cca 25 kg na každou stranu materiál vrstvy o váze 250 až 450 gramu.

Na základě velké hmotnosti brzdového kotouče 1 a ve spojení s velkou tepelnou vodivostí materiálu brzdového kotouče 1^, dochází po dopadu nástřikových kapek na brzdový kotouč JL po krátké metalurgické reakci s materiálem brzdového kotouče _1 k extremně rychlému ztuhnutí a ochlazeni nastříknutého materiálu. Následkem toho se dosáhne z části potlačená struktura v nástřikové vrstvě 8^, která má za následek oproti normální struktuře stejného materiálu, podstatně zlepšené mechanické vlastnosti a vlastnosti související s opótřebením.

Jako základní materiál se upřednostňuje železo, přednostně šedá litina, přičemž jsou myslitelné i jiné litiny.

Brzdové kotouče ze šedé litiny obsahují podle pravidel obsah uhlíku v oblasti (např. 3-4) několika váhových procent. Zvláště materiály šedé litiny, které jsou uvedeny ve Spisu DE G 298 13 236 jsou pro dosažení pokud možno co nejvyšší tepelné vodivosti nasyceny uhlíkem až na hranici sytosti. Zde se realizuje obsah uhlíku od 3,7 do 4,0 váhových procent. Kovové částice ze světelného oblouku reagují při dopadu na brzdový kotouč s částečkami materiálu brzdového kotouče, zvláště s vysokým podílem uhlíku, a vytvářejí přitom tvrdý kov - uhlíkové spojení.

4*> 0404

0 · • · 44 0

4

0

0000

0 0 ©

• 0 004

0

Další upřednostněný materiál vrstvy podle látky č.1.4122, má např. podle analýzy následující složení (váhové):

- 16% Cr

- 0,44% Ni

- 0,43% Mn

- 1,01% Mo

- 0,36% C

Vysoký podíl chrómu vytváří ve spojení s ostatními legujícími přísadami a á uhlíkem chromkarbid, kterým se zvýší odolnost nástřikové vrstvy proti opotřebeni.

Tvorba tepelných trhlin na ploše brzdového kotouče je způsobena následujícím mechanismem. Během pochodu brždění se v nejvíce vnější vrstvě třecí plochy vytváří teplo, které vede v důsledku ohraničené schopnosti odvodu tepla spolu s vysokými teplotami v této nejvíce vnější vrstvě k jeho nahromadění.

V důsledku vysokých teplot se nejvíce vnější vrstva roztáhne,

Toto teplotní roztažení je však potlačováno, neboť základní materiál brzdového kotouče £ není ještě ohřát odpovídajícím způsobem.

Nejvíce vnější vrstva třecí plochy tak začíná v důsledku vysokého tlakového napětí téci. Při ochlazení třecí plochy brzdového kotouče 1^ po brzdovém pochodu, je rovněž potlačeno následné smršťování nejvíce vnější vrstvy třecí plochy, takže dochází k vysokým tažným napětím a popraskání této nejvíce vnější vrstvy třecí plochy. Tyto tepelné trhliny jsou zprvu zcela jemné. Opakovaným zatížením výše popsaným způsobem dochází k růstu trhlin.

Tepelnou nástřikovou vrstvou se tvoření trhlin ovlivní takovým způsobem, že v důsledku vyšší pevnosti materiálu vrstvy oproti šedé litině nedochází při zahřívací fázi běhen brzdění tak rychle k tečení materiálu a tím se potlačí vysoká napětí v tahu při fázi ochlazení,.čímž se ve spojení s vyšší pevností materiálu žamezí tvorbě trhlin.

Problémy vydírání brzdových kotoučů jsou vyvolány výkyvy tloušťky brzdových prstenců, které jsou důsledkem chyb při výrobě nebo vlivů při provozu.

Takovýmito vlivy při provozu mohou být vymílání třecích ploch během jízdy, tedy v nezabrzděném stavu, v důsledku periodických nárazů brzdového obložení do brzdového kotouče (vydírání za studená).

Takovýmto projevům se dá zamezit ze strany brzdového kotouče pouze pokud možno nej lepší odolnosti proti opotřebení ve vztahu k popsaným namáháním. Tato zvýšená odolnost proti opotřebení se dosáhne tepelnými nástřikovými vrstvami, takže se tím dosáhne účinek proti vydírání za studená.

Druhý způsob vyvolání vydírápí se vyvolá změnami struktury matriálu brzdového kotouče v důsledku působení tepla. Zde se místně vytvoří z části jako následek reakcí s materiálem brzdového obložení, struktura s podílem tvrdých láték, které mají oproti základní struktuře zvýšený objem, takže tyto přeměněné partie vyrůstají z třecí plochy brzdového kotouče. Protože se tyto partie v důsledku podílu tvrdých látek méně opotřebovávají než nepřeměněné oblasti třecí plochy, zesiluje se toto vyrůstání s přibývajícím opotřebením brzdového kotouče a tím také v důsledku toho vznikající vydíraní. Protože jsou pro nástřikovou vrstvu použity relativně inertní materiály, jako např.popsaná chromová ocel, může se zamezit popsaným změnám třecí plochy a tím vydíráním za tepla.

• ·

Výhodný proces vytváření vrstev - nástřik světelným obloukem pro výrobu brzdového kotouče podle vynálezu je popsán blíže následně.

Nejprve se doporučuje obráběcí příprava tělesa neobrobeného obrobku, např. jemným soustružením na tloušťku třecího prstence, která je pod žádanou koncovou hodnotou o hodnotu požadované tloušťky vrstvy.

Dále se potom doporučuje mechanické čištění brzdového kotouče a zdrsnění tryskáním jemným korundem nebo materiálem se srovnatelnými vlastnostmi. Přednostně nastává po čištění brzdového kotouče od zbytků po opracování rovněž zdrsnění vrchní plochy, jakož zvláště odstranění oxidačních vrstev otryskáním.

Povlékání brzdového kotouče:

Zvláště se použijí následující parametry procesu:

Nástřikový drát: látka č.4122; průměr 1,6 mm

Dráhy nástřiku: 5 jednotlivých drah s paralelním posuvem 160 mm/min

Otáčky obrobku: 60 otáček/min

Tloušťka vrstvy: ca.: 0,7 mm

Parametry nástřiku: proud 300 A, napětí 30 V

Rozprašovací plyn: 80 qm/h tlakový vzduch při 5 barech

Množství drátu na kotouč: ca.: 0,8 kg

Čas nástřiku: 3 min

Vedle nástřiku brzdového kotouče světelným obloukem jsou použitelné nástřiky plamenem a plazmové nástřiky. Tyto způsoby jsou popsány ve výtazích z odborné knihy Vrstvy brzdící opotřebení, Helmut Kunst a 7 spoluautorů, svazek 436 - kontakt a studium látek, nakladatelství Expert.

• · ··· · • · · · · • ·· ·

Konečné opracování brzdového kotouče:

Protože má brždový kotouč po navrstvení relativně drsné vnější plochy, je žádoucí obrábění načisto pro vyhlazení vrchní plochy. To se dosáhne zvláště mechanicky broušením. Pro zamezení ztráty materiálu navrstvení se může však použít rovněž beztřískové konečné zpracování jako např. válečkování. Pro konečné opracování je dále výhodné jemné soustružení.

Obr.5 ukazuje výbrus ve zvětšení 500:1. Výbrus navrstvení zvýrazňuje požadavky na kvalitu provedení ochranné vrstvy. Podstatné je zde ohraničení porozity. Tmavé body odpovídají pórům, tedy dutým místům ve vrstvě.

Porozita nemá být větší než 5%, t.zn. podíl tmavých bodů ve zobrazení výbrusu by neměl být větší než 5%.

Obr.3 a 4 znázorňují ve zvětšení 1.000:1 tvqrbu a rozdělaní tvrdých látek zvyšujících odolnost proti opotřebení, které jsou znatelné leptáním jako světlé skvrny.

Světlé skvrny představují karbidy, které sestávají v podstatě z chromkarbidů. Mohou však být vytvořeny karbidy, které vznikly z jiných legujících podílů, jako kovové oxidy, které mají rovněž pozitivní vliv na tvrdost a odolnost vrstvy proti opotřebení.

Tvrdost vrstvy má být od 350 do 500 HV1. Měly by být ve struktuře k dispozici karbidy a Oxidy, které odpovídají velikostí, rozdělením a četností zvláště typu přiložených obrázků výbrusu.

Ve vyleptaném výbrusu, v průřezu struktury, resp. struktuře vrstvy by se mělo objevit alespoň 5 procent plochy obrazu výbrusu, zvláště 10 až 20 procent plochy, jako světlé pásy disponováním jemně rozptýlených karbidů a oxidů, aby se vytvořilo zvláště účinné navrstvení odolné proti opotřebení.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Brzdový kotouč pro pozemní vozidla, s axiálními třecími plochami, zvláště brzdový kotouč (1) vnitřně chlazený vzduchem, se dvěma třecími prstenci (2,3) spojenými přes stojiny (45), přičemž brzdový kotouč (1) obsahuje kotoučové jádro (7) z litiny, které je alespoň na jedné ze svých axiálních třecích ploch opatřeno vrstvou (8), vyznačený tím, že Vrstva je vytvořena jako kovová, nekeramická nástřiková vrstva (8) explozního navrstvení, která sestává z tvrdšího materiálu než jádro (7), přičemž jsou ve struktuře navrstvení karbidy a oxidy, které jsou v navrstvení brzdového kotouče vytvořeny tak, že se objevují ve vyleptaném výbrusu na řezu strukturou navrstvení jako světlá místa alespoň na 5 procentech plochy výbrusu, v podobě jemně rozdělených karbidů a oxidů.
2. Brzdový kotouč podle nároku 1, vyznačený tím, že nástřiková vrstva (8) je vytvořena jako nástřik plamenem-, obloukem- nebo plazmový nástřik.
3. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že nástřiková vrstva (8) je vytvořena odolnější proti oxidaci a opotřebení než jádro (7).
4. Brzdový kotouč podle některého z předchozích náróků, vyznačený tím, že vrstva (8) sestává z nelegované nebo legované oceli.
5. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, r, vyznačený tím, že vrstva 8 sestává z ocelové slitiny obsahující chrom. ) • · • · • · • · · • · · • · ·· · · ·
6. Brzdový kotouč, podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že obsah Cr vrstvy (8) leží mezi 10 a 20%.
7. Brzdový kotouč podle některéhp z předchozích nároků, vyznačený tím, že obsah Cr vrstvy (8) leží mezi 13 a 19·%.
8. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že obsah Cr vrstvy (8) leží mezi 15 a 17%.
9. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že obsah Cr vrstvy leží kolem 16%.
10. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že legovaná ocel tvořící vrstvu (8) obsahuje následující přísady:

16 O, Ό Cr 0, 44% Ni 0, 43% Mn i, 01% Mo a 0, 36% C.
11. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že jádro (7) sestává ze šedé litiny.
12. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že šedá litina tvořící jádro (7) je vysoce uhlíková šedá litina, která má obsah uhlíku 3,7 - 4,0%.
13. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že šedá litina tvořící jádro (7) obsahuje a/nebo Cr.

·· ·*·· • · · ·
14. Brzdový kotouč podle některého vyznačený tím, že obsah Mo v jádru obsah Cr je menší než 5%.

z předchozích nároků, (7) leží od 0,6 do 0,8% a
15. Brzdový kotouč podlé některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že třecí prstence (2,3) obsahují na vnitřním a/nebo vnějším obvodu axiální nákružek (8), jehož výška odpovídá axiálnímu rozprostření vrstvy (8).
16. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že vrstva (8) má axiální rozprostření od 0,3 do 1, 5 mm.
17. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že vrstva (8) má axiální rozprostření Od 0,5 do 1,2 mm.
18. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že vrstva (8) má axiální rozprostření od 0,6 do 0, 9 mm.
19. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že vrstva (8) má axiální rozprostření 0,7 mm.
20. Brzdový kotouč podle některého vyznačený tím, že tloušťka kotouče vzduchového kanálu 12 mm.

z předchozích nároků, je 38 až 45 mm a šířka
21. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že poměr mezi tloušťkou Dl kotouče a šířkou D2 vzduchového kanálu splňuje podmínku 3,2 <D1/D2 <4 \17 • · · · · « • · * • · · »« ·· ·
22. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že v přechodové oblasti mezi jádrem (7) a nástřikovou vrstvou (8) je vytvořen střídavě do sebe zasahující kontura, zvláště drážky (10 a/nebo nopová struktura.
23. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že ve vrstvě (8) je vytvořen karbid chrómu.
24. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že porozita vrstvy (8) je menší než 5%.
25. Brzdový kotouč podle něktěrého z předchozích nároků, vyznačený tím, že tvrdost vrstvy (8] je 350 a6 500 HV 1.
26. Brzdový kotouč podle některého z předchozích nároků, vyznačený tím, že karbidy a oxidy jsou ve struktuře jemně rozděleny.
27. Způsob výroby brzdového kotouče podle některého z předešlých nároků, vyznačený tím, že těleso brzdového kotouče z litiny je úsekovítě nebo na alespoň jedné ze svých axiálních ploch opatřen kovovou nekeramickou vrstvou, která je nanesena způsobem nástřiku plamenem-, obloukem nebo plazmovým nástřikem nebo způsobem explozivního nástřiku, vyznačený následujícími kroky:

přípravou tělesa odlitku obráběním, čištěním brzdového kotouče od zbytků opracování, zvláště zdrsněním vrchní plochy a/nebo odstranění vrstev oxidů otryskáním, nanesením vrstvy na brzdový kotouč a dohotovením načisto pro vyhlazení vrchní plochy a/nebo jemným soustružením.