DE102004028902A1 - Bremsscheibe - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für Hochleistungs-Scheibenbremsen von Personenkraftwagen, bestehend aus Gusseisen mit Lamellengraphit. DOLLAR A Um eine robuste, wirtschaftlich herstellbare Bremsscheibe für Hochleistungs-Scheibenbremsen von Personenkraftwagen zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass das Gusseisen der Bremsscheibe folgende Legierungsbestandteile (in Masse-%) aufweist: 3,7-3,9% Kohlenstoff, 0,9-1,2% Silizium, 0,4-0,6% Mangan, 0,4-0,6% Kupfer, maximal 0,5% Phosphor, maximal 0,1% Schwefel und als Rest Eisen, einschließlich weiterer unvermeidbarer Legierungsbestandteile und/oder Verunreinigungen von zusammen insgesamt maximal 0,5%.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für Hochleistungs-Scheibenbremsen von Personenkraftwagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Bremsscheiben aus Gusseisen mit Lamellengraphit werden bei Scheibenbremsen von Fahrzeugen eingesetzt. Sie bestehen aus einem Scheibentopf sowie mindestens einer mit dem Scheibentopf verbundenen Reibringscheibe. Dazu sind die günstigen Eigenschaften von Gusseisen als Bremsenwerkstoff hinreichend bekannt.
- Spezielle Hochleistungs-Scheibenbremsen, welche auf sehr hohe Verzögerungswerte ausgelegt sind, kommen in sportlichen, hoch motorisierten und/oder schweren Personenkraftwagen zum Einsatz. Hier werden natürlich ganz andere Anforderungen an Bremsenwerkstoffe gestellt als bei anderen, herkömmlichen Personenkraftwagen. Wegen der geforderten Verschleißfestigkeit sowie der entsprechenden thermischen Belastbarkeit hat man daher bereits Bremsscheiben aus Keramik oder Kohlefaser-Verbundwerkstoffen für Hochleistungs-Scheibenbremsen eingesetzt. Diese sind relativ teuer und aufwändig zu fertigen.
- Aus der
EP 1 004 789 A3 ist eine Bremsscheibe für Nutzfahrzeugbremsen bekannt, die aus Gusseisen mit Lamellengraphit hergestellt ist und aus 3,9 bis 4,2 Masse-% Kohlenstoff, 0,7 bis 1,2 Masse-% Silizium, weniger als 0,02 Masse-% Phosphor, weniger als 0,02 Masse-% Schwefel, weniger als 0,05 Masse-% Aluminium, wahlweise einem oder mehreren der Legierungselemente Mn, V, Cu, Mo, Cr mit einem Anteil von insgesamt maximal 1,6 Masse-%, und als Rest Eisen, einschließlich unvermeidbarer Verunreinigungen, besteht. Generell sind aber Nutzfahrzeug-Bremsscheiben wesentlich stärker dimensioniert als Bremsscheiben von Personenkraftwagen. Sie erstarren wegen der deutlich größeren Masse langsamer. Daher wird in derEP 1 004 789 A3 auch darauf hingewiesen, dass Nutzfahrzeug-Bremsscheiben, welche unter Verwendung der erfindungsgemäß zu diesem Zweck vorgesehenen Graugusslegierung gegossen worden sind, gerade noch grau erstarren, während Bremsscheiben für Personenkraftwagen aus derselben Legierung weiß erstarren würden und dann unbrauchbar wären. - Die Ursache der Rissbildung, insbesondere Thermorissbildung, bei herkömmlichen Legierungen mit einem relativ hohen Siliziumanteil liegt in der so genannten inneren Oxidation des Gusseisens bei längerer thermischer Belastung mit Temperaturen oberhalb von 650 °C. Dabei dringt Sauerstoff entlang der Graphitlamellen in die metallische Matrix ein. Zu Beginn dieses Prozesses entstehen durch Silizium-Diffusion in Richtung der Graphit-Lamellen an deren Rändern Bänder aus Ferrit und einem komplexen Silikat. Der Graphit bleibt am Anfang erhalten. Im weiteren Verlauf werden die Graphit-Lamellen so weit thermisch zersetzt, dass an Stelle des Graphits überwiegend Eisenoxid und ein Ferrit-/Silikat-Gemenge vorliegt. In allen Stufen der inneren Oxidation tritt eine Volumenzunahme ein, welche bis zur Rissbildung führen kann.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine robuste, wirtschaftlich herstellbare Bremsscheibe für Hochleistungs-Scheibenbremsen von Personenkraftwagen zu schaffen.
- Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Gekennzeichnet ist die Bremsscheibe dadurch, dass das Gusseisen folgende Legierungsbestandteile (in Masse-%) aufweist: 3,7 – 3,9 % Kohlenstoff, 0,9 – 1,2 % Silizium, 0,4 – 0,6 % Mangan, 0,4 – 0,6 % Kupfer, maximal 0,5 % Phosphor, maximal 0,1 % Schwefel und als Rest Eisen, einschließlich weiterer unvermeidbarer Legierungsbestandteile und/oder Verunreinigungen von zusammen insgesamt maximal 0,5 %. Das Gefüge des Gusseisens ist rein perlitisch erstarrt und eine unzulässige Weißeinstrahlung tritt nicht auf.
- Die erfindungsgemäße Bremsscheibe eignet sich als robuste, wirtschaftlich herstellbare Bremsscheibe für Hochleistungs-Scheibenbremsen von Personenkraftwagen. Die Legierungsbestandteile sind auf den gegenüber herkömmlichen Legierungen relativ hohen Siliziumanteil genau abgestimmt, so dass eine Rissbildung, insbesondere Thermorissbildung, ausbleibt. Daher hat eine erfindungsgemäße Bremsscheibe eine verbesserte Verschleißbeständigkeit.
- Die Zugfestigkeit des erfindungsgemäßen Bremsenwerkstoffes liegt bei Raumtemperatur über 170 N/mm2 und in einem Ausführungsbeispiel besitzt er in Abhängigkeit der Temperatur die folgenden Eigenschaften:
Claims (2)
- Bremsscheibe für Hochleistungs-Scheibenbremsen von Personenkraftwagen, bestehend aus Gusseisen mit Lamellengraphit, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusseisen die Legierungsbestandteile (in Masse-%) C: 3,7 – 3,9 % Si: 0,9 – 1,2 % Mn: 0,4 – 0,6 % Cu: 0,4 – 0,6 % P: maximal 0,5 % S: maximal 0,1 % und als Rest Eisen, einschließlich weiterer unvermeidbarer Legierungsbestandteile und/oder Verunreinigungen von zusammen insgesamt maximal 0,5 %, aufweist.
- Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusseisen rein perlitisch erstarrt ist.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104073712A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-10-01 | 四川省富邦钒钛制动鼓有限公司 | 高碳钒钛灰铸铁及制造方法、车辆制动盘及制造方法 |
| CN116287960A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-06-23 | 山东宏马工程机械有限公司 | 高导热刹车盘及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4807728A (en) * | 1986-03-20 | 1989-02-28 | Hitachi Metals, Ltd. | Brake member and method of manufacturing same |
| EP1004789A2 (de) * | 1998-11-26 | 2000-05-31 | Fritz Winter Eisengiesserei GmbH & Co. KG | Bremsscheibe für Nutzfahrzeuge |
| WO2005007913A1 (de) * | 2003-07-16 | 2005-01-27 | Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg | Eisengusswerkstoff |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4807728A (en) * | 1986-03-20 | 1989-02-28 | Hitachi Metals, Ltd. | Brake member and method of manufacturing same |
| EP1004789A2 (de) * | 1998-11-26 | 2000-05-31 | Fritz Winter Eisengiesserei GmbH & Co. KG | Bremsscheibe für Nutzfahrzeuge |
| WO2005007913A1 (de) * | 2003-07-16 | 2005-01-27 | Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg | Eisengusswerkstoff |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| KEINER,W., WERNING,H.: "Hochgekohlter Grauguss GG-15HC-idealer Werkstoff für Bremsscheiben und Bremstrommeln", in: Konstruieren + gießen 15 (1990) Nr.4, S.4-14 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104073712A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-10-01 | 四川省富邦钒钛制动鼓有限公司 | 高碳钒钛灰铸铁及制造方法、车辆制动盘及制造方法 |
| CN116287960A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-06-23 | 山东宏马工程机械有限公司 | 高导热刹车盘及其制备方法 |
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