NO843701L - Bremseelement. - Google Patents

Abstract

En fremgangsmåte for fremstilling av bremseorgan av den type som inngår i bremsesystemer hvor bremsebelegg presses mot et bremseorgan av en aluminiumbasert legering og hvor bremseorganet er utstyrt med et slitasjebestandig skikt. Bremseorganet fremstilles ved at en aluminiumbasert smelte bringes til å stivne under trykk i en smeltepressform og at den aluminiumbaserte legering utstyres med et slitasjebestandig skikt. Dette skikt består av en krom-karbon-jern-legering som inneholder 10-30 %, fortrinnsvis 15-20 % krom og fortrinssvis 2-4 % karbon. Skiktet har en tykkelse på 0,3-1,0 mm og påfres fortrinssvis ved plasmaspryting.

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling

av en ny type bremseelementer for friksjonsbremser, hvor bremseflaten eller sliteflaten utgjøres av et belegg på et aluminiumbasert organ som bærer bremseflaten eller sliteflaten, mot hvilket organ det kan presses et bremsebelegg. Spesielt vedrører oppfinnelsen bremseflater i skivebremser og trommel-bremser.

Oppfinnelsen skal beskrives under henvisning til skivebremser på biler, men vedrører generelt en fremgangsmåte for fremstilling av et forbedret element med friksjonsflate mot hvilken et bremsebelegg kan presses. Bremseskiver er for tiden vanligvis fremstilt av støpejern, seigjern eller stål. Dette innebærer at det foreligger en relativt stor masse som roterer uavfjæret, en relativ stor tendens til korrosjon, og relativ lav motstandsevne mot slitasje, noe som forkorter leve-tiden og medfører øket slitasje av bremsebelegget. Videre er jernlegeringenes varmeledningsevne forholdsvis lav, noe som fører til temperaturdifferanser og vanskeligheter med å an-

ordne en effektiv kjøling. Ved skivebremser for biler kan temperaturen ved gjentatte og kraftige bremsinger øke til 700°C og høyere i friksjonsskiktet, noe som igjen fører til vanskeligheter med høye bremsevæsketemperaturer og kjøling.

Man har således i lang tid forsøkt å løse de ovennevnte problemer. Således er det i den svenske patentsøknad 7809374-7 beskrevet_en bremseflate bestående av et termisk pålagt kermet-skikt på en aluminiumbasert metallkomponent. I kermetskiktet utgjøres den keramiske komponent av metalloksyder av f.eks. metallene aluminium, titan, zirkonium eller krom. Beleggene av kermet gir imidlertid store problemer med hensyn til binding til aluminiumbasisen og frem til nå har man ikke funnet noen bremseskiver av denne type på markedet. Ifølge et eldre tysk patent nr. 825032 foreslås en bremse- eller koblingsskive av lettmetall som kan utstyres med et flateskikt av stål. Heller ikke denne konstruksjon er så vidt vites markedsført. I tilleggspatent til nevnte tyske patent, patent nr. 843634, er det også nevnt at flateskiktet kan bestå av kromstål, vanadium-stål, manganstål eller lignende.

Oppfinnelsen vedrører således fremstillingen av et bremseorgan av den type som inngår i bremsesysterner, hvor bremsebelegg presses mot et bremseorgan av en aluminiumbasert legering og hvor bremseorganet er utstyrt med et slitasjebestandig skikt og oppfinnelsen er kjennetegnet ved at en aluminiumbasert smelte bringes til å stivne under trykk i en smeltepressform og at bremseorganet utstyres med et slitasjebestandig skikt, bestående av en krom-karbon-jern-legering som inneholder 10-30%, fortrinnsvis 15-20% krom og 2-4% karbon.

Ved anvendelsen av bremseorgan i form av skiver presses vanlig bremsebelegg mot det slitasjebestandige skikt som er anbragt på aluminium. Energien som derved omvandles til varme, ledes av aluminiumet til kaldere områder. På grunn av aluminium-ets gode varmeledningsevne transporteres varmen relativt hurtig til alle aluminiumbasisens deler. I tilfelle med en bremse-skive kan denne spyles av kjølende luft eller være utstyrt med kanaler for kjølende medium. Skiven kan også utgjøre en inte-grert del av det hjul som den vanligvis er tilsluttet til. Således kan hele felgen være støpt i et stykke og tjene som kjøle-element. Felgen kan eventuelt også utstyres med ekstra kjøle-flenser og lignende og derved tilveiebringe en optimal kjøling av bremseskiven.

Den aluminiumlegering som benyttes bør hensiktsmessig ha et høyt smelteintervall og ikke på grunn av legeringstilsetninger ha en i sammenligning med rent aluminium dårlig varmeledningsevne. En god varmeledningsevne må kombineres med god evne til å tåle varme. Det ligger helt innenfor fagmannens kunnskap å velge en egnet legerina med disse ønskede egenskaper. Egnede legeringer er AA 2618, AA 2014 og AA 5056, som ved smiing eller smelte-pressing (såkalt squeeze forming eller squeeze casting) kan oppnå ønskede kombinasjoner av egenskaper.

Det slitasjebestandige skikt påføres bremseorganet ved hjelp av en egnet metode. En foretrukket metode er plasma-sprøyting som muliggjør at man direkte påsprøyter skiktmetallet på basismetallet, idet det oppnås en god vedhefting mellom basismetallet og metallet i skiktet. Ved plasmasprøyting på-virkes også vedhef tingen av partiklcelstørrelsen. til det ved plasmasprøytning benyttede legeringspulveret. En partikkel-størrelse på 20-200 ym har vist seg å være hensiktsmessig og gir en overordentlig god vedhefting uten anvendelse av spesielle bindeskikt mellom basismetall og slitasjeskikt. Som antydet ovenfor kan andre metoder for pålegging av et skikt av legeringsmetall på basismetallet anvendes, men for oppnåelsen av god vedhefting må derved ofte skikt med god vedhefting til så vel basismetall som legeringsmetall i skiktet anvendes som bindeskikt. Det er også mulig å påføre det slitasjebestandige skikt ved finfordeling av belegningsmetall, påføring av de smeltede finfordelte dråpene til det smeltepressede aluminiumsbaserte basismetall og tetning av det påførte skikt ved hjelp av kulepressing. En annen foretrukket metode innbefatter at smeltepressformens indre på hver sin side utstyres med et 0,3-1,0 mm tykt skikt av slitasjebestandig krom-karbon-jern-legering og smeltepressingen skjer i nærvær av disse to skikt hvorved begge disse gjenfinnes på støpestykket. Denne metode innebærer at etterarbeidet i stor grad kan unngås. Det er også mulig å oppnå en meget god binding mellom den aluminiumsbaserte legering og det slitasjebestandige skikt ved smeltepressingen. Denne binding kan ytterligere forbedres ved at skiktet med slitasjebestandig krom-karbon-jern-legering utstyres med spor eller andre overflatefestende formgivingsdetaljer på den blivende grenseflate mellom basismetall, og slitasjebestandig metall. Det ligger innenfor fagmannens kunnskap å velge egnede metoder for påføring av skiktet og behovet for anvendelsen av bindeskikt. En ytterligere metode er f.eks. inn-støping av sliteskiktet.

Ved anvendelsen av plasmasprøyting benyttes et sprøyte-pulver med en slik sammensetning at det oppnådde slitasjeskikt har en sammensetning bestående av 10-30 % krom og 2-4 % karbon og resten jern og vilkårlige forurensninger. Således må det tas hensyn til at en viss mengde karbon og krom går tapt ved forbrenning ved plasmasprøytingen. Krom som er oppløst i jernet erønskelig da bremseorganets korrosjonsbestandighet økes. Slitasjebestandigheten beror på dannelsen av kromkar-bider og forholdet krom-karbon er således av betydning. Den benyttede legering har således vesentlig høyere karboninnhold enn vanlig kromstål.

Det slitasjebestandige skikt bør ha en tykkelse på 0,3-1,0, fortrinnsvis 0,3-0,5 mm for oppnåelsen av et til-fredsstillende resultat. Den øvre .grense er ikke kritisk og innebærer en optimalisering med hensyn til de økende påførings-kostnader ved øket tykkelse. Den nedre grense representerer en tykkelse som tillater anvendelsen av bremseorganet i en vesentlig tid uten reduksjon av slitasjebestandigheten og muliggjør kommersiell anvendelse på biler med en, med vanlige bremser sammenlignbar levetid.

Det er også vesentlig at det påførte skikt ikke er altfor porøst, idet porøse skikt har lavere varmeledningsevne, dårligere korrosjonsegenskaper og dårligere slitasjebestandig-het.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av bremseorgan av den type som inngår i bremsesystemer, hvor bremsebelegg presses mot et bremseorgan av en aluminiumbasert' legering og hvor bremseorganet er utstyrt med et slitasjebestandig skikt,

   karakterisert ved at en aluminiumbasert smelte bringes til å stivne under trykk i en smeltepresseform og at bremseorganet utstyres med et slitasjebestandig skikt bestående av en krom-karbon-jern-legering som inneholder 10-30 %, fortrinnsvis 15-20 % krom og 2-4 % karbon.
2. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det slitasjebestandige skikt påføres ved hjelp av plasmasprøyting.
3. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det slitasjebestandige skikt påføres ved finfordeling av smeiten og avsetning av dannede dråper på bremseorganet samt at det slitasjebestandige skikt fortettes ved kullblåsing.
4. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det- slitasjebestandige skikt påføres bremseorganet ved at skiver av krom-karbon-jern-legeringen plasseres i smeltepresseformen på hver side av den stivnede smelte.
5. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det slitasjebestandige skikt gis en tykkelse på 0,3-1,0 mm.
6. 6. Bremseorgan fremstilt ifølge ett eller flere av kravene

   1- 5, karakterisert ved at det består av en smeltepresset grunnmasse og et derpå påført og vedheftende slitasjebestandig 0,3-0,5 mm tykt skikt av krom-karbon-jern-legering som inneholder 10-30 % krom, fortrinnsvis 15-20 % og

   2- 4 % karbon.