DE102019202492A1 - Friction brake body for a friction brake of a motor vehicle, friction brake and method for producing the friction brake body - Google Patents

Friction brake body for a friction brake of a motor vehicle, friction brake and method for producing the friction brake body Download PDF

Info

Publication number
DE102019202492A1
DE102019202492A1 DE102019202492.0A DE102019202492A DE102019202492A1 DE 102019202492 A1 DE102019202492 A1 DE 102019202492A1 DE 102019202492 A DE102019202492 A DE 102019202492A DE 102019202492 A1 DE102019202492 A1 DE 102019202492A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
base body
friction brake
friction
brake
contact surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102019202492.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Ilja Potapenko
Christian Schnatterer
Kangjian Wu
Simon Loskyll
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102019202492.0A priority Critical patent/DE102019202492A1/en
Publication of DE102019202492A1 publication Critical patent/DE102019202492A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/125Discs; Drums for disc brakes characterised by the material used for the disc body
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00Parts or details
    • F16D65/02Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12Discs; Drums for disc brakes
    • F16D65/127Discs; Drums for disc brakes characterised by properties of the disc surface; Discs lined with friction material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2200/00Materials; Production methods therefor
    • F16D2200/0004Materials; Production methods therefor metallic
    • F16D2200/0008Ferro
    • F16D2200/0013Cast iron
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2200/00Materials; Production methods therefor
    • F16D2200/0004Materials; Production methods therefor metallic
    • F16D2200/0008Ferro
    • F16D2200/0021Steel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/0038Surface treatment
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/0038Surface treatment
    • F16D2250/0053Hardening

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reibbremskörper für eine Reibbremse (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Bremsscheibe (1), wobei der Reibbremskörper einen Basiskörper (3) aus Grauguss oder kohlenstofflegiertem Stahl mit zumindest einer Reibkontaktoberfläche (4) aufweist. Es ist vorgesehen, dass der Basiskörper (3) zumindest im Bereich der Reibkontaktoberfläche (4) ein Härtegefüge aufweist, das Martensit und Restaustenit enthält.The invention relates to a friction brake body for a friction brake (2) of a motor vehicle, in particular a brake disc (1), the friction brake body having a base body (3) made of gray cast iron or carbon-alloyed steel with at least one friction contact surface (4). It is provided that the base body (3) has a hardness structure, at least in the area of the frictional contact surface (4), which contains martensite and retained austenite.

Description

Die Erfindung betrifft einen Reibbremskörper für eine Reibbremse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Bremsscheibe, wobei der Reibbremskörper einen Basiskörper aus Grauguss oder kohlenstofflegiertem Stahl mit zumindest einer Reibkontaktoberfläche aufweist.The invention relates to a friction brake body for a friction brake of a motor vehicle, in particular a brake disk, the friction brake body having a base body made of gray cast iron or carbon-alloyed steel with at least one friction contact surface.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Reibbremse für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Bremsscheibe und mit wenigstens einem Bremsklotz, wobei die Bremsscheibe ein wie vorstehend beschrieben ausgebildeter Reibbremskörper ist.The invention further relates to a friction brake for a motor vehicle, with at least one brake disc and with at least one brake pad, the brake disc being a friction brake body designed as described above.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Reibbremskörpers.The invention also relates to a method for producing such a friction brake body.

Stand der TechnikState of the art

Reibbremskörper der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Heutzutage werden Reibbremskörper, insbesondere Bremsscheiben, üblicherweise aus Grauguss gefertigt. Das Graugussgefüge liegt dabei in der Regel ferritisch-perlitisch oder perlitisch vor. Während eines Bremsvorgangs, bei welchem ein Bremsklotz einer Reibbremse gegen die Bremsscheibe gepresst wird, erfolgt aufgrund der Relativbewegung zwischen Bremsscheibe und Bremsklotz ein Abrieb der Graugussscheibe, durch welchen Bremsstaub entsteht und die Bremsscheibe verschleißt. Zur Verminderung des Verschleißes ist es bekannt, an der Reibkontaktoberfläche des Basiskörpers, die dazu dient, mit dem Bremsklotz zusammenzuwirken, eine verschleißmindernde Maßnahme vorzusehen, wie beispielsweise eine Verschleißschutzschicht auf Basis von Hartmetallen und Karbiden.Friction brake bodies of the type mentioned are already known from the prior art. Nowadays, friction brake bodies, in particular brake disks, are usually made of gray cast iron. The gray cast iron structure is usually ferritic-pearlitic or pearlitic. During a braking process in which a brake pad of a friction brake is pressed against the brake disc, the relative movement between the brake disc and the brake pad causes abrasion of the gray cast iron disc, which creates brake dust and wears the brake disc. To reduce wear, it is known to provide a wear-reducing measure, such as a wear protection layer based on hard metals and carbides, on the frictional contact surface of the base body, which serves to interact with the brake pad.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der erfindungsgemäße Reibbremskörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass auf eine aufwendige Beschichtung des Reibbremskörpers sowie auf kostenintensive Mittel bei der Herstellung verzichtet werden kann und dennoch eine erhöhte Verschleißbeständigkeit des Reibbremskörpers geboten wird. Dabei sieht die Erfindung vor, dass der Grauguss des Basiskörpers selbst zumindest im Bereich der Reibkontaktoberfläche strukturverändert, insbesondere mikrostrukturell verändert ist. Erfindungsgemäß weist der Basiskörper dazu zumindest im Bereich der Reibkontaktoberfläche ein Härtegefüge auf, welches Martensit und Restaustenit enthält. Durch das Härtegefüge wird die Härte der Reibkontaktoberfläche von etwa 200 bis 300 HV des perlitischen Grauguss auf Werte von 500 bis 900 HV erhöht. Weil die Verschleißbeständigkeit proportional zur Härte steigt, werden der Abrieb der Bremsscheibe und damit die Entstehung des Bremsstaubs und damit der Verschleiß deutlich reduziert. Der Restaustenit im Härtegefüge bewirkt durch seine vergleichsweise hohe Zähigkeit eine Reduzierung der Sprödigkeit des Härtegefüges und führt so zu einer erhöhten Rissbeständigkeit zumindest im Bereich der Reibkontaktoberfläche.The friction brake body according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that an expensive coating of the friction brake body and cost-intensive means in the production can be dispensed with, while increased wear resistance of the friction brake body is still offered. The invention provides that the gray cast iron of the base body itself is structurally changed, in particular microstructurally, at least in the area of the friction contact surface. According to the invention, the base body has a hardness structure that contains martensite and retained austenite, at least in the area of the frictional contact surface. Due to the hardness structure, the hardness of the frictional contact surface is increased from around 200 to 300 HV of pearlitic gray cast iron to values of 500 to 900 HV. Because the wear resistance increases proportionally to the hardness, the abrasion of the brake disc and thus the generation of brake dust and thus the wear are significantly reduced. The residual austenite in the hardened structure causes a reduction in the brittleness of the hardened structure due to its comparatively high toughness and thus leads to increased crack resistance at least in the area of the frictional contact surface.

Vorzugsweise ist der Basiskörper zum Einstellen des Härtegefüges zumindest in einer Randschicht des Basiskörpers wärmebehandelt. Dadurch ergibt sich eine kostengünstige Herstellung der verbesserten Reibkontaktoberfläche des Basiskörpers.The base body is preferably heat-treated in at least one edge layer of the base body in order to adjust the hardness structure. This results in a cost-effective production of the improved frictional contact surface of the base body.

Insbesondere ist der Basiskörper zur Wärmebehandlung laserstrahlbehandelt. Durch die Laserstrahlbehandlung ergibt sich eine gezielte Wärmebehandlung des Basiskörpers, sodass insbesondere nicht der gesamte Basiskörper wärmebehandelt ist, sondern nur Bereiche des Basiskörpers. Besonders bevorzugt sind nur Bereiche der Reibkontaktoberfläche laserstrahlbehandelt, um ein vorteilhaftes Verschleißverhalten des Reibbremskörpers zu gewährleisten. In particular, the base body is laser-beam treated for heat treatment. The laser beam treatment results in a targeted heat treatment of the base body, so that in particular not the entire base body is heat-treated, but only areas of the base body. It is particularly preferred that only areas of the friction contact surface are laser-beam treated in order to ensure an advantageous wear behavior of the friction brake body.

Besonders bevorzugt ist der Basiskörper, insbesondere nur im Bereich oder zumindest im Bereich der Reibkontaktoberfläche, gitterförmig oder schachbrettmusterförmig laserstrahlbehandelt. Dadurch ist nicht der gesamte Basiskörper oder die gesamte Reibkontaktoberfläche laserstrahlbehandelt und mikrostrukturell umgewandelt, sondern nur der Bereich der Gitterform beziehungsweise des Schachbrettmusters. Dadurch, dass insbesondere die Reibkontaktoberfläche nicht insgesamt laserstrahlbehandelt wird, verbleiben Bereiche, in welchen sich das durch die Laserstrahlbehandlung und daraus resultierender Gefügeumwandlung vergrößerte Volumen ausdehnen kann, ohne dass die Gefahr einer Überspannung in dem Reibbremskörper aufgrund des lokal vergrößerten Volumens entsteht. Vorzugsweise greift die Einhärtung beziehungsweise das Härtegefüge nur derart tief in den Basiskörper hinein, wie es für die Aufrechterhaltung der Funktionalität über die Lebensdauer des Reibbremskörpers erforderlich ist, um das Risiko einer Rissbildung oder eines Verzugs des Reibbremskörpers bei der Laserstrahlbehandlung zu vermeiden.The base body is particularly preferably treated with a laser beam in the form of a grid or a checkerboard pattern, in particular only in the area or at least in the area of the friction contact surface. As a result, not the entire base body or the entire frictional contact surface is laser-beam treated and microstructured, but only the area of the grid shape or the checkerboard pattern. Because the friction contact surface, in particular, is not entirely laser beam treated, areas remain in which the volume increased by the laser beam treatment and the resulting structural transformation can expand without the risk of overvoltage in the friction brake body due to the locally increased volume. The hardening or the hardening structure preferably only engages as deeply into the base body as is necessary to maintain functionality over the life of the friction brake body in order to avoid the risk of cracking or warping of the friction brake body during laser treatment.

Die erfindungsgemäße Reibbremse mit den Merkmalen des Anspruchs 5 zeichnet sich durch die Ausbildung der Bremsscheibe als erfindungsgemäßer Reibbremskörper aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen.The friction brake according to the invention with the features of claim 5 is characterized by the design of the brake disc as a friction brake body according to the invention. This results in the advantages already mentioned. Further advantages and preferred features and combinations of features emerge in particular from what has been described above.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest die Reibkontaktoberfläche des Basiskörpers derart wärmebehandelt wird, dass in dem Basiskörper ein Härtegefüge entsteht, welches Martensit und Restaustenit aufweist. Es ergeben sich die bereits genannten Vorteile.The inventive method with the features of claim 6 is characterized in that at least the friction contact surface of the The base body is heat-treated in such a way that a hardness structure is created in the base body, which has martensite and retained austenite. The advantages already mentioned result.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Basiskörper zur Herstellung des Härtegefüges s laserstrahlbehandelt wird. Hierdurch ist eine präzise Erwärmung und Gefügeumwandlung in dem Grauguss des Reibbremskörpers gewährleistet.Furthermore, it is preferably provided that the base body is laser-beam treated to produce the hardness structure. This ensures precise heating and structural transformation in the gray cast iron of the friction brake body.

Optional wird der Laserstrahl gitterförmig oder schachbrettmusterförmig über den Basiskörper geführt, insbesondere im Bereich der Reibkontaktoberfläche, bevorzugt nur im Bereich der Reibkontaktoberfläche.Optionally, the laser beam is guided over the base body in the form of a grid or a checkerboard pattern, in particular in the area of the friction contact surface, preferably only in the area of the friction contact surface.

Vorzugsweise wird der Laserstrahl derart über die zu behandelnde Oberfläche geführt, dass die bestrahlte Oberfläche des Basiskörpers insbesondere nur kurzzeitig auf mindestens 800°C, besonders bevorzugt auf über 1000°C, erwärmt wird.The laser beam is preferably guided over the surface to be treated in such a way that the irradiated surface of the base body is heated in particular only briefly to at least 800 ° C., particularly preferably to over 1000 ° C.

Vorzugsweise wird das erzeugte Härtegefüge des Basiskörpers zur Reduzierung von mechanischen Spannungen anschließend angelassen. Durch das Anlassen wird eine kurzzeitige Erwärmung der Oberflächenschicht des Basiskörpers erreicht, wodurch die Sprödigkeit des Härtegefüges weiter reduziert und die Gefahr der Rissbildung weiter verringert wird. Das Anlassen kann vollständig oder partiell beziehungsweise lokal auf der Oberfläche des Basiskörpers durchgeführt werden.The hardness structure produced in the base body is then preferably tempered in order to reduce mechanical stresses. Tempering briefly heats the surface layer of the base body, which further reduces the brittleness of the hardness structure and further reduces the risk of cracking. The tempering can be carried out completely or partially or locally on the surface of the base body.

Vorzugsweise wird zum Anlassen der Basiskörper kurzzeitig zumindest an seiner Oberfläche oder Randschicht auf Temperaturen von maximal 400°C erhitzt.For tempering, the base body is preferably briefly heated to temperatures of a maximum of 400 ° C. at least on its surface or edge layer.

Besonders bevorzugt wird der Basiskörper zum Anlassen laserstrahlbehandelt. Dadurch ist insbesondere ein nur lokales beziehungsweise nur partielles Anlassen des Basiskörpers, insbesondere im Bereich der Reibkontaktoberfläche, vorzugsweise im Bereich des Härtegefüges, gewährleistet.The base body is particularly preferably treated with a laser beam for tempering. In particular, this ensures only local or only partial tempering of the base body, in particular in the area of the frictional contact surface, preferably in the area of the hardened structure.

Obwohl in der vorliegenden Beschreibung die Erfindung anhand einer Bremsscheibe beschrieben wird, soll hier deutlich darauf hingewiesen werden, dass der erfindungsgemäße Reibbremskörper neben einer Bremsscheibe auch den Reibbremskörper bei einer Trommelbremse betrifft.Although in the present description the invention is described with reference to a brake disk, it should be clearly pointed out here that the friction brake body according to the invention relates not only to a brake disk but also to the friction brake body in a drum brake.

Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen

  • 1 eine vorteilhafte Bremsscheibe in einer perspektivischen Darstellung,
  • 2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines vorteilhaften Verfahrens zum Herstellen der Bremsscheibe und
  • 3 ein vereinfachtes Schaubild zur weiteren Erläuterung des Verfahrens.
Further advantages and preferred features and combinations of features emerge from what has been described above and from the claims. The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. To show
  • 1 an advantageous brake disc in a perspective view,
  • 2 a flow chart to explain an advantageous method for producing the brake disc and
  • 3 a simplified diagram to further explain the process.

1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine Bremsscheibe 1 für eine hier nicht näher dargestellte Rad- oder Reibbremse 2 eines Kraftfahrzeugs. Die Bremsscheibe 1 ist kreisringförmig ausgebildet und weist entsprechend einen kreisringförmigen Basiskörper 3 auf, der aus Grauguss oder kohlenstofflegiertem Stahl gefertigt ist. Ein optional vorhandener Bremsscheibentopf ist in 1 nicht dargestellt. An den Stirnseiten weist der Basiskörper 3 jeweils eine kreisringförmige Reibkontaktoberfläche 4 auf, die dazu dient, mit einem verlagerbaren Bremsklotz der Reibbremse 2 zusammenzuwirken. Wird der Bremsklotz gegen die Bremsscheibe 1 beziehungsweise die Reibkontaktoberfläche 4 gepresst, so entsteht aufgrund der Relativbewegung zwischen Bremsscheibe 1 und Bremsklotz Reibung, die zu einem Abrieb einer Bremsscheibe 1 im Bereich der Reibkontaktoberfläche 4 führt. Bei der Bremsscheibe 1 handelt es sich somit um einen Reibbremskörper. 1 shows a simplified representation of a brake disc 1 for a wheel or friction brake not shown here 2 of a motor vehicle. The brake disc 1 is circular and accordingly has a circular base body 3 made of gray cast iron or carbon alloy steel. An optionally available brake disc chamber is in 1 not shown. The base body has on the end faces 3 each has a circular frictional contact surface 4th on, which is used with a movable brake pad of the friction brake 2 to work together. If the brake pad is against the brake disc 1 or the frictional contact surface 4th pressed, it arises due to the relative movement between the brake disc 1 and brake pad friction that leads to abrasion of a brake disc 1 in the area of the friction contact surface 4th leads. With the brake disc 1 it is therefore a friction brake body.

Im Bereich der jeweiligen Reibkontaktoberfläche 4 ist der Basiskörper 3 vorteilhafterweise derart wärmebehandelt, dass der Basiskörper 3 an seiner Oberfläche beziehungsweise seiner zur Oberfläche reichenden Randschicht 8 anstelle des ansonsten vorhandenen perlitischen oder ferritisch-perlitischen Gefüge ein Härtegefüge aufweist, das Martensit und Restaustenit enthält.In the area of the respective friction contact surface 4th is the basic body 3 advantageously heat-treated in such a way that the base body 3 on its surface or its edge layer reaching to the surface 8th instead of the otherwise existing pearlitic or ferritic-pearlitic structure, it has a hardness structure which contains martensite and retained austenite.

Anhand von 2, welche ein Flussdiagramm zeigt, soll im Folgenden ein vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen der Bremsscheibe 1 erläutert werden.Based on 2 , which shows a flow chart, is intended below to describe an advantageous method for producing the brake disc 1 explained.

In einem ersten Schritt S1 wird der Basiskörper 3 auf herkömmliche Art und Weise in Form einer Graugussbremsscheibe bereitgestellt. Alternativ wird die Bremsscheibe 1 beziehungsweise der Basiskörper 3 aus kohlenstofflegiertem Stahl hergestellt. Optional sind die Reibkontaktoberflächen 4 bereits mechanisch vorbehandelt, um eine vorbestimmte Rauigkeit zu gewährleisten.In a first step S1 becomes the base body 3 provided in a conventional manner in the form of a cast iron brake disc. Alternatively, the brake disc 1 or the base body 3 Made from carbon alloy steel. The friction contact surfaces are optional 4th already mechanically pretreated to ensure a predetermined roughness.

In einem zweiten Schritt S2 wird der Basiskörper 3 zumindest im Bereich der Reibkontaktoberflächen 4 mittels eines Laserstrahls wärmebehandelt. Dabei ist der Laserstrahl derart eingestellt, dass er die bestrahlte Oberfläche des Basiskörpers 3 beziehungsweise die Randschicht des Basiskörpers 3 lokal auf Temperaturen von über 800°C erhitzt, sodass eine Austenitisierung der Randschicht erfolgt, Aufschmelzungen jedoch unterbleiben. Der Laserstrahl wird dabei über die Oberfläche bewegt, sodass der Basiskörper gezielt bestrahlt wird. Gleichzeitig wird das durch die Strahlungswärme austenitisierte Gefüge durch Wärmeleitung in den Basiskörper 3, als durch eine Selbstabschreckung, derart schnell abgekühlt, dass es zur Umwandlung im Gefüge von Austenit zu Martensit und Restaustenit kommt.In a second step S2 becomes the base body 3 at least in the area of the frictional contact surfaces 4th heat treated by means of a laser beam. The laser beam is set in such a way that it hits the irradiated surface of the base body 3 or the edge layer of the base body 3 Heated locally to temperatures of over 800 ° C, so that the surface layer is austenitized, but no melting occurs. The laser beam is moved over the surface so that the base body is specifically irradiated. At the same time, the structure austenitized by the radiant heat becomes through heat conduction into the base body 3 than by self-quenching, cooled down so quickly that the structure transforms from austenite to martensite and retained austenite.

3 veranschaulicht diesen Prozess. Gezeigt ist in 3 ein Querschnitt durch den Basiskörper 3 sowie der darüber geführte Laserstrahl 5. Der vorliegend einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisende Laserstrahl 5 wird mit einer Vorschubgeschwindigkeit entlang einer Gerade gemäß Pfeil 6 über die Reibkontaktoberfläche 4 des Basiskörpers 3 geführt, sodass sich ein durch Gefügeumwandlung erhärteter Streifen 7 in der Randschicht 8, die in 3 nunmehr ersichtlich ist, ergibt. Weil es während der Bildung des Martensits zu einer Vergrößerung des Volumens lokal kommt, können Spannungen in dem Basiskörper 3, insbesondere in der Randschicht 8 entstehen. Um Rissbildung und eine zu starke Versprödung der gehärteten Oberfläche des Basiskörpers 3 zu vermeiden, erfolgt die Laserstrahlbehandlung optional nur partiell beziehungsweise bereichsweise, sodass Bereiche in der Randschicht 8 verbleiben, die im Vergleich zu den gehärteten Bereichen duktiler sind und dadurch ein Ausweichen des vergrößerten Volumens in der Randschicht erlauben, ohne dass die zu vermeidenden Spannungen entstehen. 3 illustrates this process. Is shown in 3 a cross section through the base body 3 as well as the laser beam guided over it 5 . The present laser beam having a rectangular cross section 5 is at a feed rate along a straight line according to the arrow 6th over the frictional contact surface 4th of the base body 3 out, so that a strip hardened by structural transformation 7th in the edge layer 8th , in the 3 can now be seen, results. Because there is a local increase in volume during the formation of the martensite, stresses can occur in the base body 3 , especially in the edge layer 8th arise. About cracking and excessive embrittlement of the hardened surface of the base body 3 To avoid this, the laser beam treatment is optionally carried out only partially or in areas, so that areas in the edge layer 8th remain, which are more ductile compared to the hardened areas and thus allow the increased volume in the edge layer to evade without the stresses to be avoided occurring.

Hierzu wird der Laserstrahl 5, wie in 3 beispielhaft gezeigt, bevorzugt gitterförmig oder schachbrettmusterförmig über die Reibkontaktoberfläche 4 des Basiskörpers 3 bewegt, sodass sich kreuzende gehärtete Streifen 7 und 9 ergeben, die eine Schachbrettstruktur bilden, also senkrecht zueinander verlaufen, wodurch die vorstehend beschriebenen Vorteile gewährleistet sind. For this purpose the laser beam 5 , as in 3 shown by way of example, preferably in the form of a grid or a checkerboard pattern over the friction contact surface 4th of the base body 3 moved so that intersecting hardened strips 7th and 9 result, which form a checkerboard structure, that is perpendicular to one another, whereby the advantages described above are ensured.

Nach dem Laserstrahlbehandeln zum Herstellen des Härtegefüges wird bevorzugt zur Reduzierung von inneren Spannungen das Härtegefüge angelassen. Bei dem Anlassprozess, der bevorzugt ebenfalls mittels Laserstrahl erfolgt, wird eine kurzzeitige Erwärmung der Randschicht 8 auf Temperaturen von unter 400°C bewirkt, wodurch die Sprödigkeit des Härtegefüges reduziert und die Gefahr der Rissbildung gesenkt wird. Das Anlassen erfolgt entweder vollständig, also über die gesamte Randschicht 8, zumindest an der der jeweiligen Reibkontaktoberfläche 4, oder nur partiell beziehungsweise nur bereichsweise, insbesondere entlang der gehärteten Streifen 7 und 9.After the laser beam treatment to produce the hardened structure, the hardened structure is preferably tempered to reduce internal stresses. During the tempering process, which is also preferably carried out by means of a laser beam, the edge layer is briefly heated 8th at temperatures below 400 ° C, which reduces the brittleness of the hardness structure and the risk of cracking. The tempering takes place either completely, i.e. over the entire surface layer 8th , at least on the respective frictional contact surface 4th , or only partially or only in areas, especially along the hardened strips 7th and 9 .

Durch die vorteilhafte Herstellung der Bremsscheibe 1 wird ressourcensparend eine Verschleißoptimierung gewährleistet, die zu einem geringeren Bremsstaub und einer längeren Haltbarkeit der Bremsscheibe 1 beziehungsweise des Reibbremskörpers führt. Weil auf ein nachträgliches Beschichten der Reibkontaktoberflächen 4 verzichtet wird, ist das Herstellungsverfahren zudem kostengünstig, umweltschonend und auch in kurzer Zeit durchführbar.Due to the advantageous manufacture of the brake disc 1 In a resource-saving way, wear optimization is guaranteed, which leads to less brake dust and a longer service life of the brake disc 1 or the friction brake body leads. Because on a subsequent coating of the friction contact surfaces 4th is dispensed with, the manufacturing process is also inexpensive, environmentally friendly and can also be carried out in a short time.

Claims (12)

Reibbremskörper für eine Reibbremse (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Bremsscheibe (1), wobei der Reibbremskörper einen Basiskörper (3) aus Grauguss oder kohlenstofflegiertem Stahl mit zumindest einer Reibkontaktoberfläche (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (3) zumindest im Bereich der Reibkontaktoberfläche (4) ein Härtegefüge aufweist, das Martensit und Restaustenit enthält.Friction brake body for a friction brake (2) of a motor vehicle, in particular a brake disc (1), the friction brake body having a base body (3) made of gray cast iron or carbon-alloyed steel with at least one friction contact surface (4), characterized in that the base body (3) at least in the area the frictional contact surface (4) has a hardness structure that contains martensite and retained austenite. Reibbremskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (3) zum Einstellen des Härtegefüges in einer Randschicht (8) des Basiskörpers (3) wärmebehandelt ist.Friction brake body after Claim 1 , characterized in that the base body (3) is heat-treated in order to adjust the hardness structure in an edge layer (8) of the base body (3). Reibbremskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (3) zur Wärmebehandlung laserstrahlbehandelt ist.Friction brake body according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (3) is laser-beam treated for heat treatment. Reibbremskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (3) gitterförmig oder schachbrettmusterförmig laserstrahlbehandelt ist.Friction brake body according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (3) is laser beam treated in the form of a grid or a checkerboard pattern. Reibbremse (2) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Bremsscheibe (1) und mit wenigstens einem einer Reibkontaktoberfläche (4) der Bremsscheibe (1) zugeordneten Bremsklotz, gekennzeichnet durch die Ausbildung der Bremsscheibe (1) als Reibbremskörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4.Friction brake (2) for a motor vehicle, with at least one brake disc (1) and with at least one brake pad assigned to a friction contact surface (4) of the brake disc (1), characterized by the design of the brake disc (1) as a friction brake body according to one or more of the Claims 1 to 4th . Verfahren zur Herstellung eines Reibbremskörpers für eine Reibbremse (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Bremsscheibe (1), wobei der Reibbremskörper einen Basiskörper (3) aus Grauguss oder kohlenstofflegiertem Stahl mit zumindest einer Reibkontaktoberfläche (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest im Bereich der Reibkontaktoberfläche (4), insbesondere mittels Wärmebehandlung, ein Härtegefüge erzeugt wird, das Martensit und Restaustenit enthält.A method for producing a friction brake body for a friction brake (2) of a motor vehicle, in particular a brake disc (1), the friction brake body having a base body (3) made of gray cast iron or carbon-alloyed steel with at least one friction contact surface (4), characterized in that at least in the area of the Friction contact surface (4), in particular by means of heat treatment, a hardness structure is produced which contains martensite and retained austenite. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (3) zur Herstellung des Härtegefüges in einer Randschicht (8) des Basiskörpers (3) laserstrahlbehandelt wird.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the base body (3) is laser-beam treated to produce the hardness structure in an edge layer (8) of the base body (3). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl gitterförmig oder schachbrettmusterförmig über den Basiskörper (3) geführt wird.The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the The laser beam is guided over the base body (3) in the form of a grid or checkerboard pattern. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl derart erzeugt wird, dass er die Randschicht (8) des Basiskörpers (3) auf mindestens 800°C, bevorzugt auf über 1000°C lokal erhitzt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the laser beam is generated in such a way that it locally heats the edge layer (8) of the base body (3) to at least 800 ° C, preferably to over 1000 ° C. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das erzeugte Härtegefüge zur Reduzierung von mechanischen Spannungen angelassen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least the hardness structure produced is tempered to reduce mechanical stresses. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anlassen der Basiskörper (3) zumindest bereichsweise kurzzeitig auf Temperaturen von maximal 400°C erhitzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for tempering the base body (3) is briefly heated to temperatures of a maximum of 400 ° C, at least in some areas. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (3) zum Anlassen laserstrahlbehandelt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the base body (3) is treated with a laser beam for tempering.
DE102019202492.0A 2019-02-25 2019-02-25 Friction brake body for a friction brake of a motor vehicle, friction brake and method for producing the friction brake body Ceased DE102019202492A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019202492.0A DE102019202492A1 (en) 2019-02-25 2019-02-25 Friction brake body for a friction brake of a motor vehicle, friction brake and method for producing the friction brake body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019202492.0A DE102019202492A1 (en) 2019-02-25 2019-02-25 Friction brake body for a friction brake of a motor vehicle, friction brake and method for producing the friction brake body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019202492A1 true DE102019202492A1 (en) 2020-08-27

Family

ID=72138913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019202492.0A Ceased DE102019202492A1 (en) 2019-02-25 2019-02-25 Friction brake body for a friction brake of a motor vehicle, friction brake and method for producing the friction brake body

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019202492A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2706597A1 (en) * 1976-02-17 1977-08-18 Honda Motor Co Ltd BRAKE DISC AND MANUFACTURING PROCESS FOR IT
DE3718647C1 (en) * 1987-06-04 1988-06-09 Ford Werke Ag Brake disc for a disc brake, in particular of motor vehicles
DE10119150C1 (en) * 2001-04-19 2002-11-14 Buderus Guss Internally-ventilated brake disc, for automobile disc brake, has ventilation channels formed by removal of material from below partial regions in friction surfaces of coupled friction ring discs
EP1621644A1 (en) * 2003-04-28 2006-02-01 JFE Steel Corporation Martensitic stainless steel for disc brake

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2706597A1 (en) * 1976-02-17 1977-08-18 Honda Motor Co Ltd BRAKE DISC AND MANUFACTURING PROCESS FOR IT
DE3718647C1 (en) * 1987-06-04 1988-06-09 Ford Werke Ag Brake disc for a disc brake, in particular of motor vehicles
DE10119150C1 (en) * 2001-04-19 2002-11-14 Buderus Guss Internally-ventilated brake disc, for automobile disc brake, has ventilation channels formed by removal of material from below partial regions in friction surfaces of coupled friction ring discs
EP1621644A1 (en) * 2003-04-28 2006-02-01 JFE Steel Corporation Martensitic stainless steel for disc brake

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012204409B3 (en) Method for producing a rolling bearing and rolling bearing
DE102005060113B4 (en) Wheel bearing and method for producing the same
DE112015004312T5 (en) METHOD FOR PRODUCING A STRUCTURAL COMPONENT THROUGH A THERMOMAGNETIC TEMPERING PROCESS THAT CAUSES LOCALIZED ZONES
DE112012000489B4 (en) Composite steel part and manufacturing method therefor
EP2192201B1 (en) Hardened spring steel, spring element and method for manufacturing a spring element
DE112012000408B4 (en) Steel gear and manufacturing method therefor
DE112006001926T5 (en) Rounding and straightening of cylindrical parts by laser
DE102009056038B4 (en) Method for producing a bearing ring for a roller bearing, in particular for a thin ring bearing, and roller bearing, in particular thin ring bearing, comprising at least one bearing ring produced according to the method
DE3229115A1 (en) METHOD FOR PRODUCING THE TEETH OF HIGH-PERFORMANCE GEARS
EP3973206B1 (en) Method for producing a friction brake body for a friction brake
DE1955010C3 (en) Process for the surface treatment of a cross member
EP1258647B1 (en) Brake disc for a vehicle and method for its production
DE102015006079A1 (en) Component, in particular for a vehicle, and method for producing such a component
DE102019202492A1 (en) Friction brake body for a friction brake of a motor vehicle, friction brake and method for producing the friction brake body
EP1842617A1 (en) Process and device for partial hardening of metal sheets or semi finished products using a laser beam and protective gas having solid particles; Metal sheet or semi finished product made of steel with a partial hardening
EP3052839B1 (en) Slide rings having a ledeburitic microstructure at the surface
DE102016001059A1 (en) Electrohydraulic valve and method for its manufacture
DE202016000752U1 (en) Tool made of tool steel with improved durability
DE102019209420A1 (en) Friction brake body for a friction brake, friction brake and method for producing a friction brake body
DE202014007106U1 (en) Stainless steel drilling screw made of duplex steel
DE102012107233A1 (en) Disc brake for a commercial vehicle and method for its production
DE102020004685A1 (en) Process for producing a surface-treated solid component from a steel material and such a component
EP3426808B1 (en) Application of thermally treated flat steel product
WO2016139007A1 (en) Method for producing a bearing surface for a seal
DE102014214640A1 (en) Method for producing a component from heat-treated cast iron

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final