DE202011109648U1 - brake disc - Google Patents

brake disc Download PDF

Info

Publication number
DE202011109648U1
DE202011109648U1 DE201120109648 DE202011109648U DE202011109648U1 DE 202011109648 U1 DE202011109648 U1 DE 202011109648U1 DE 201120109648 DE201120109648 DE 201120109648 DE 202011109648 U DE202011109648 U DE 202011109648U DE 202011109648 U1 DE202011109648 U1 DE 202011109648U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
brake disc
surface coating
brake
thermal
heat treatment
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE201120109648
Other languages
German (de)
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 DE201120109648 priority Critical patent/DE202011109648U1/en
Publication of DE202011109648U1 publication Critical patent/DE202011109648U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/02—Braking members; Mounting thereof
    • F16D65/12—Discs; Drums for disc brakes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18—After-treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2200/00—Materials; Production methods therefor
    • F16D2200/0004—Materials; Production methods therefor metallic
    • F16D2200/0008—Ferro
    • F16D2200/0013—Cast iron
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/0038—Surface treatment
    • F16D2250/0046—Coating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs, wobei die Bremsscheibe (1) eine Oberflächenbeschichtung (5) zumindest auf einer ihrer Reibflächen (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei der oberflächenbeschichteten Bremsscheibe (1) die thermische Spannungen zwischen der Bremsscheibe (1) und ihrer Oberflächenbeschichtung (5) durch eine nach dem Auftragen der thermischen Oberflächenbeschichtung (5) durchgeführte Wärmebehandlung verringert sind.Brake disc for a disc brake of a motor vehicle, the brake disc (1) having a surface coating (5) at least on one of its friction surfaces (4), characterized in that, in the case of the surface-coated brake disc (1), the thermal stresses between the brake disc (1) and its Surface coating (5) are reduced by a heat treatment carried out after the application of the thermal surface coating (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a brake disk for a disk brake of a motor vehicle having the features of the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Bremsscheiben von Kraftfahrzeugen bestehen meist aus Grauguss, d. h. aus Gusseisen mit Lamellengraphit. Bekannt ist auch, Bremsscheiben mit einer verschleißmindernden-, reibwertverbessernden- und/oder Verschleißfestigkeit erhöhenden Oberflächenbeschichtung zu versehen. Die Oberflächenbeschichtung ist meist auf die Reibflächen der Bremsscheibe beschränkt, also auf die beiden lochscheibenförmigen Bereiche der Bremsscheibe, gegen die zum Bremsen Reibbremsbeläge gedrückt werden. An die Reibflächen angrenzende Oberflächenschichten werden meist ein Stück weit mitbeschichtet, weil sie sonst beim Beschichten abgedeckt werden müssten. Möglich ist auch eine vollflächige Oberflächenbeschichtung.Brake discs of motor vehicles are usually made of gray cast iron, d. H. cast iron with lamellar graphite. It is also known to provide brake discs with a wear-reducing, reibwertverbessernden- and / or wear resistance increasing surface coating. The surface coating is usually limited to the friction surfaces of the brake disc, so on the two disc-shaped areas of the brake disc, against the brake friction brake linings are pressed. Surface layers adjacent to the friction surfaces are usually partially coated, because otherwise they would have to be covered during coating. Also possible is a full-surface coating.

Die Oberflächenbeschichtung wird thermisch aufgetragen, was thermische Spannungen zwischen der Bremsscheibe und der Oberflächenbeschichtung nach einem Abkühlen wegen unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten der Bremsscheibe und der Oberflächenbeschichtung zur Folge hat. Die thermischen Spannungen verschlechtern eine Haftung der Oberflächenbeschichtung auf der Bremsscheibe, die Oberflächenbeschichtung kann reißen, sich örtlich bis großflächig von der Bremsscheibe lösen und von Korrosion unterwandert werden, was ebenfalls zu einem Ablösen der Oberflächenbeschichtung von der Bremsscheibe führt.The surface coating is thermally applied, resulting in thermal stresses between the brake disk and the surface coating after cooling due to different thermal expansion coefficients of the brake disk and the surface coating. The thermal stresses worsen adhesion of the surface coating to the brake disk, the surface coating can crack, detach from the brake disk to a large extent and be undermined by corrosion, which likewise leads to detachment of the surface coating from the brake disk.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Bremsscheibe nach den Merkmalen des Anspruchs 1 weist eine Oberflächenbeschichtung zumindest einer ihrer Reibflächen auf. Erfindungsgemäß ist die oberflächenbeschichtete Bremsscheibe wärmebehandelt, so dass thermische Spannungen zwischen der Bremsscheibe und ihrer Oberflächenbeschichtung verringert sind. Durch das Erwärmen werden Streckgrenze und maximale Zugfestigkeit herabgesetzt, so dass die thermischen Spannungen zwischen der Oberflächenbeschichtung und der Bremsscheibe zu einem plastischen Fliesen der Oberflächenbeschichtung führen, wodurch die thermischen Spannungen verringert werden. Vorteile der Erfindung sind eine bessere Haftung der Oberflächenbeschichtung auf der Bremsscheibe und eine Verringerung von Korrosion, insbesondere einer Korrosionsunterwanderung der Oberflächenbeschichtung wird entgegengewirkt. Die erfindungsgemäß vorgesehene Wärmebehandlung der Bremsscheibe ist kein Spannungsarmglühen, sie bewirkt keine Gefügeumwandlung der Bremsscheibe. Die erfindungsgemäße Wärmebehandlung der Bremsscheibe erfolgt bei einer Temperatur, die zu niedrig für eine Gefügeumwandlung ist, außerdem dauert die Wärmebehandlung kürzer als ein Spannungsarmglühen.The brake disc according to the features of claim 1 has a surface coating on at least one of its friction surfaces. According to the invention, the surface-coated brake disk is heat-treated, so that thermal stresses between the brake disk and its surface coating are reduced. The heating reduces the yield strength and the maximum tensile strength, so that the thermal stresses between the surface coating and the brake disk lead to a plastic surface coating, which reduces the thermal stresses. Advantages of the invention are a better adhesion of the surface coating on the brake disc and a reduction of corrosion, in particular a corrosion undercutting of the surface coating is counteracted. The inventively provided heat treatment of the brake disc is no stress relief, it does not cause structural transformation of the brake disc. The heat treatment of the brake disk according to the invention takes place at a temperature which is too low for structural transformation, moreover, the heat treatment lasts shorter than stress relief annealing.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung zum Gegenstand.The dependent claims have advantageous embodiments and further developments of the invention specified in claim 1 to the subject.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Bremsscheibe in perspektivischer Darstellung.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. The single FIGURE shows a brake disc in perspective view.

Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention

Die in der Zeichnung dargestellte Bremsscheibe 1 besteht aus Grauguss, d. h. aus Gusseisen mit Lamellengraphit. Sie weist einen kreislochscheibenförmigen Bremsring 2 und eine mit dem Bremsring 2 einstückige, und koaxiale, zylindrische und topfförmige Nabe 3 auf. Kreislochscheibenförmige Oberflächen des Bremsrings 2 bilden Reibflächen 4 der Bremsscheibe, gegen die beim und zum Bremsen nicht dargestellte Reibbremsbeläge gedrückt werden. Die Reibflächen 4 weisen jeweils eine thermische Oberflächenbeschichtung 5 auf. Die Oberflächenbeschichtung 5 ist beispielsweise durch Flammspritzen oder Lichtbogenspritzen aufgetragen, sie weist eine metallische Matrix aus beispielsweise Nickel oder Kobald auf, in die Karbide, beispielsweise metallartige Karbide mit einem Metall aus der Chromgruppe, beispielsweise also Chromkarbid und/oder Wolframkarbid, eingelagert sind. Die Oberflächenbeschichtung 5 erhöht eine Verschleißfestigkeit der Reibflächen 4 der Bremsscheibe 1, erhöht einen Reibwert und wirkt Korrosion entgegen.The brake disc shown in the drawing 1 consists of cast iron, ie cast iron with lamellar graphite. It has a circular disk-shaped brake ring 2 and one with the brake ring 2 one-piece, and coaxial, cylindrical and cup-shaped hub 3 on. Circular disk-shaped surfaces of the brake ring 2 form friction surfaces 4 the brake disc against which friction brake linings, not shown, are pressed during and for braking. The friction surfaces 4 each have a thermal surface coating 5 on. The surface coating 5 is applied for example by flame spraying or electric arc spraying, it has a metallic matrix of, for example, nickel or cobalt, in which carbides, for example metal-like carbides with a metal from the chromium group, for example chromium carbide and / or tungsten carbide, are incorporated. The surface coating 5 increases wear resistance of the friction surfaces 4 the brake disc 1 , increases a coefficient of friction and counteracts corrosion.

Nach dem thermischen Auftrag kühlt die Oberflächenbeschichtung 5 und, sofern sie sich erwärmt hat oder sie erwärmt worden ist, auch die Bremsscheibe 1 ab. Aufgrund der unterschiedlichen Abkühlung und insbesondere unterschiedlicher thermische Ausdehnungskoeffizienten der Oberflächenbeschichtung 5 und des Grauguss der Bremsscheibe 1, entstehen beim Abkühlen nach dem thermischen Beschichten thermische Spannungen zwischen der Oberflächenbeschichtung und der Bremsscheibe 1. Diese sind bei der Bremsscheibe 1 erfindungsgemäß durch eine Wärmebehandlung nach der thermischen Oberflächenbeschichtung verringert. Die Bremsscheibe 1 wird nach dem thermischen Beschichten und Abkühlen auf eine Temperatur von beispielsweise 450 bis 500°C erwärmt und beispielsweise für etwa 5 bis 10 Minuten auf dieser Temperatur gehalten und anschließend vorzugsweise langsam, d. h. während einiger Minuten, abgekühlt. Das Abkühlen kann etwa so lange, länger oder etwas kürzer dauern als das Halten auf der Temperatur der Wärmebehandlung. Dabei werden Streckgrenze und maximale Zugfestigkeit herabgesetzt, so dass die thermische Spannung in der Oberflächenbeschichtung 5 bzw. die thermischen Spannungen zwischen der Oberflächenbeschichtung 5 und der Bremsscheibe 1, verringert werden. Die Erwärmung dauert wenige Minuten. Die erfindungsgemäße Wärmebehandlung der Bremsscheibe 1 ist kürzer oder erfolgt bei einer niedrigeren Temperatur als sie zu einer Gefügeumwandlung der Oberflächenbeschichtung 5 und/oder des Grauguss der Bremsscheibe 1 notwendig wäre, die erfindungsgemäße Wärmebehandlung der Bremsscheibe 1 erfolgt nicht zum Zwecke einer Gefügeumwandlung.After the thermal application, the surface coating cools 5 and, if it has warmed or has been heated, also the brake disc 1 from. Due to the different cooling and in particular different thermal expansion coefficients of the surface coating 5 and the cast iron of the brake disc 1 , thermal stresses develop between the surface coating and the brake disc during cooling after thermal coating 1 , These are at the brake disc 1 reduced according to the invention by a heat treatment after the thermal surface coating. The brake disc 1 is heated after the thermal coating and cooling to a temperature of for example 450 to 500 ° C and held for example for about 5 to 10 minutes at this temperature and then cooled preferably slowly, ie for a few minutes. The cooling may take about as long, longer or a little shorter than holding at the temperature of the heat treatment. In this case, yield strength and maximum tensile strength are reduced, so that the thermal stress in the surface coating 5 or the thermal stresses between the surface coating 5 and the brake disc 1 , be reduced. The heating takes a few minutes. The heat treatment of the brake disc according to the invention 1 is shorter or takes place at a lower temperature than it would be for a structural transformation of the surface coating 5 and / or the cast iron of the brake disc 1 would be necessary, the heat treatment of the brake disc according to the invention 1 does not take place for the purpose of structural transformation.

Claims (6)

Bremsscheibe für eine Scheibenbremse eines Kraftfahrzeugs, wobei die Bremsscheibe (1) eine Oberflächenbeschichtung (5) zumindest auf einer ihrer Reibflächen (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei der oberflächenbeschichteten Bremsscheibe (1) die thermische Spannungen zwischen der Bremsscheibe (1) und ihrer Oberflächenbeschichtung (5) durch eine nach dem Auftragen der thermischen Oberflächenbeschichtung (5) durchgeführte Wärmebehandlung verringert sind.Brake disc for a disc brake of a motor vehicle, wherein the brake disc ( 1 ) a surface coating ( 5 ) at least on one of its friction surfaces ( 4 ), characterized in that in the surface-coated brake disc ( 1 ) the thermal stresses between the brake disc ( 1 ) and its surface coating ( 5 ) by applying the thermal surface coating ( 5 ) performed heat treatment are reduced. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Oberflächenbeschichtung und vor der Wärmebehandlung eine Abkühlung der Bremsscheibe (1) erfolgt.Brake disc according to claim 1, characterized in that after the surface coating and before the heat treatment, a cooling of the brake disc ( 1 ) he follows. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oberflächenbeschichtete Bremsscheibe (1) bei der Wärmebehandlung für einen Zeitraum, der insbesondere zwischen 5 bis 10 Minuten beträgt, auf eine Temperatur von etwa 450 bis 500°C erwärmt ist.Brake disc according to claim 1, characterized in that the surface-coated brake disc ( 1 ) is heated at a temperature of about 450 to 500 ° C in the heat treatment for a period of time, which is in particular between 5 to 10 minutes. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (1) Gusseisen mit Lamellengraphit aufweist.Brake disc according to claim 1, characterized in that the brake disc ( 1 ) Has cast iron with lamellar graphite. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsscheibe (1) eine thermische Beschichtung als Oberflächenbeschichtung (5) aufweist.Brake disc according to claim 1, characterized in that the brake disc ( 1 ) a thermal coating as a surface coating ( 5 ) having. Bremsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung (5) eine metallische Matrix mit eingelagerten Karbiden aufweist.Brake disc according to claim 1, characterized in that the surface coating ( 5 ) has a metallic matrix with embedded carbides.
DE201120109648 2011-12-30 2011-12-30 brake disc Expired - Lifetime DE202011109648U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201120109648 DE202011109648U1 (en) 2011-12-30 2011-12-30 brake disc

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201120109648 DE202011109648U1 (en) 2011-12-30 2011-12-30 brake disc

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202011109648U1 true DE202011109648U1 (en) 2012-02-29

Family

ID=45896284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201120109648 Expired - Lifetime DE202011109648U1 (en) 2011-12-30 2011-12-30 brake disc

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202011109648U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023020660A3 (en) * 2021-08-16 2023-04-13 HPL Technologies GmbH Finishing method for a workpiece with a finishing layer, and workpiece with a finishing layer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023020660A3 (en) * 2021-08-16 2023-04-13 HPL Technologies GmbH Finishing method for a workpiece with a finishing layer, and workpiece with a finishing layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011089923A1 (en) Process for coating a brake disk and brake disk produced by the method
EP3658797B1 (en) Brake disc and method for manufacturing a brake disc
EP2359021B1 (en) Brake disc
WO2006048084A1 (en) Wear-resistant brake disk or brake drum and method for the production thereof
EP2707230B1 (en) Rail wheel and method for producing a rail wheel
DE102011089918A1 (en) brake disc
DE102014205666A1 (en) Method for producing a brake disk and brake disk
DE102008053637A1 (en) Friction ring and method for its production
DE102015204813B4 (en) Method for producing a brake disk and brake disk
DE102015212511A1 (en) Method for producing a brake disk and brake disk
DE102013009955B4 (en) Brake disc or brake drum with wear-resistant friction layer
EP2100051B1 (en) Brake disk for a disk brake
DE102008054397B4 (en) Brake disc and method for producing a brake disc
DE202011109648U1 (en) brake disc
EP4111070B1 (en) Brake disk and method for producing same
DE102007040128B4 (en) Disc brake with two ceramic brake discs
DE2264275A1 (en) Frictional contact set - comprising one metal member and one plastic bonded member with short-life, running-in surface layer
EP1258647A2 (en) Brake disc for a vehicle and method for its production
DE102011090211A1 (en) Brake disc for motor vehicle, has brake disc main portion to which thermal treatment is carried out according to surface coating to reduce thermal stresses between main portion and surface coating due to different thermal coefficients
EP3688334B1 (en) Disc brake
DE102019213461B3 (en) Friction brake body for a friction brake, friction brake and method for producing a friction brake body
DE10014856A1 (en) Car brake disc and steel alloy and process for their manufacture
DE102018221578A1 (en) Brake disc and method for manufacturing a brake disc
EP4029966A1 (en) Method for producing a coated grey cast iron brake disc
DE102010035646B3 (en) Method for manufacturing brake disk for disk brake of motor vehicle i.e. passenger car, involves forming two regions of brake disk with different material compositions such that regions have different coefficient of thermal expansions

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification

Effective date: 20120419

R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years
R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years

Effective date: 20150305

R151 Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years
R152 Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years
R071 Expiry of right