TWI613020B - 煞車來令片連續熱壓燒結裝置 - Google Patents
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Description
本發明屬連續式氣氛燒結技術領域，特別係針對煞車來令片產品之連續氣氛燒結裝置嶄新設計者，具有連續、高效率及有效增進來令片之摩擦片與背板之結合緊密與均一穩定性。
按，車輛之煞車系統，主要係由碟盤及活塞所構成，且於活塞上設有來令片，碟盤係結合於車輪並隨之同步轉動，而碟盤則設於活塞之間，透過油壓系統作動而驅使活塞作動，利用設於活塞之來令片對碟盤夾持而達到煞車之效果，使車輛減速或停止。前述來令片之構造，包含一背板與一摩擦片，該背板大都為金屬材質製成，其本體之表面呈平面，該摩擦片之表面亦呈平面，將摩擦片於背板之本體上貼齊並黏合，煞車時透過該摩擦片對前述碟盤施壓而達到煞車效果。當車輛行駛過程中，碟盤與車輪同步轉動，此時若來令片之摩擦片對碟盤施壓，該摩擦片將承受一阻擋碟盤轉動之反作用力，此反作用力相對於摩擦片對碟盤的施壓方向為側向力。在實務上發現，由於摩擦片與背板之本體間僅以黏合方式固定，而此黏合固定之結合強度若難以久承該側向力，久而久之將導致摩擦片與背板之本體在黏合處產生裂痕或脫離，造成來令片之損壞。
再者，摩擦片之材料一般係泛指用於帶動或是停止機械元件
的材料，例如離合器或剎車來令片等；早期的摩擦材料幾乎都含有石綿，然近年來由於石綿的環保與健康問題受到重視，因而逐漸被禁用，進而促成了其他摩擦材料的蓬勃發展，諸如非石綿有機基摩擦材料、半金屬基摩擦材料及金屬基摩擦材料等；並且近十幾年來由於粉末冶金技術的成熟，已有許多商業化的商品，利用粉末冶金的技術製造傳統製造工藝中，在煞車來令片上使用的摩擦材料是由多種粘合劑或添加劑組成的混合物，並針對不同的應用條件在其中添入無機纖維及金屬纖維以提高其強度，起加固作用。
如前所述，摩擦材料可分為非金屬基和金屬基兩大類，傳統非金屬基摩擦材料主要是石棉摩擦材料，因其造成環境污染和高溫穩定性不好，近些年來已逐漸被淘汰；惟非石棉類的礦物複合摩擦材料則得到很好發展。金屬基摩擦材料分為單體金屬和粉末冶金摩擦材料，前者主要是指鋼、鑄鐵、青銅等，粉末冶金摩擦材料則主要是指鐵基、銅基以及鐵銅基摩擦材料。單體金屬摩擦材料由於易黏結和在高溫高速下摩擦因數低等缺點，而被其它材料所取代，粉末冶金摩擦材料在材料配比方面具有特別的靈活性和廣泛性，且在高速、高負荷條件下表現出良好的摩擦磨損性能，因此其應用範圍較其它材料廣泛。粉末冶金摩擦材料，是以金屬及其合金為基體，添加摩擦組元和潤滑組元，用粉末冶金方法製成的複合材料。粉末冶金摩擦材料具有足夠的強度，合適而穩定的摩擦係數，工作平穩可靠，耐磨及污染少等優點，是現代剎車材料家族中應用較廣泛的材料之一。採用粉末冶金技術生產來令片，不但在性能品質上具有突出的優點，在組分的設計、產品的多樣化上也極具靈活性。採用粉末冶金技術可以任意改變
材料的組分，可以避免傳統製造工藝中的疏鬆、縮孔、材料組織的枝晶偏析及晶粒長大等鑄造缺陷，有助於提高零件的各項力學性能。用粉末冶金技術製備列車制動閘瓦和閘片已取得了很大的成功，形成了粉末冶金鐵基、銅基、鐵銅基為主體的粉末冶金摩擦材料體系。粉末冶金摩擦材料由於組成成分中含有石墨等非金屬物，因此燒結緻密化困難，通常採用加壓燒結工藝。惟習用的來令片，其背板與摩擦片之結合除前所述採黏合方式者外，大都採先加熱後加壓的方式結合，除結合強度差外，無法保證產品的品質均一穩定性，及產品的緻密化程度，此對於粉末冶金來令片，特別是用於賽車、高鐵、飛機...等速度較快的粉末冶金來令片，無法在燒結過程中，達成摩擦材料的緻密化及實現摩擦片背板的牢固結合，所以在連續使用時，來令片易於在高溫的狀態下，造成摩擦片與背板之裂痕及脫離，造成損害，亦無法達到業界連續、快速的製造高品質來令片的需求，為其缺失。此即為現行習用技術存有最大之缺失，此缺失乃成業界亟待克服之難題。
本發明發明人鑒於前述習用技術之缺失，積其多年實際從事金屬、電子、精密結構陶瓷科技工業產品之設計製造專業知識，經不斷研究、改良後，終有本發明之研發成功，公諸於世。
緣是，本發明之主要目的在提供一種「煞車來令片連續熱壓燒結裝置」，本發明係針對一種針對煞車來令片產品之連續熱壓燒結裝置嶄新設計，其係由爐體、內輸送道、外輸送道、交換系統所構成，內輸送道設於爐體內部，並連結設於爐體二側之交換系統，外輸送道設於爐體外部，
並連結爐體二側之交換系統，內輸送道設有滑軌，以作為承載板移動之軌道，爐體為密閉式，並導入保護氣體，且依製程區分有脫膠區、昇溫區、熱壓燒結區、緩衝區及冷卻區，脫膠區、昇溫區、熱壓燒結區及緩衝區內具有耐熱材及視製程程序所需溫度之加熱元件，脫膠區設有廢氣處理裝置，熱壓燒結區設有熱壓裝置，冷卻區具有冷卻裝置，待熱壓成型煞車來令片置於模具中，模具則置於承載板上，承載板入爐體經脫膠區預熱脫膠程序，可將來令片摩擦片中粉末冶金材料內成型助劑如潤滑劑、塑型劑等，在可控氣氛環境下行加熱脫膠程序，並將脫膠揮發的廢氣導入廢氣處理裝置另以高溫熱裂解處理至無煙無味，符合生產安全及環保需求後無害排出，承載板再經昇溫區之加熱，及至熱壓燒結區之高溫，使來令片摩擦片與金屬背板藉熱壓裝置之，邊加熱邊加壓的擴散燒結，而緊密結合成一體，再經緩衝區之降溫，及冷卻區之冷卻後送出爐體外部，再脫模而成，具有連續、高效率及有效增進來令片摩擦片與背板之結合緊密與均一穩定性。
本發明爐體之熱壓燒結區上方設有熱壓裝置，下方設有承壓結構，當熱壓裝置作動時，能藉承壓結構有效支撐承載板，避免斷裂。
本發明前述滑軌，其材質可選用石墨或石墨複合材料，可得較佳之導熱、耐熱及潤滑度者。
(1)‧‧‧爐體
(10)‧‧‧脫膠區
(11)‧‧‧昇溫區
(12)‧‧‧熱壓燒結區
(13)‧‧‧緩衝區
(14)‧‧‧冷卻區
(15)‧‧‧耐熱材
(16)‧‧‧加熱元件
(17)‧‧‧廢氣處理裝置
(18)‧‧‧熱壓裝置
(180)‧‧‧承壓結構
(19)‧‧‧冷卻裝置
(2)‧‧‧內輸送道
(20)‧‧‧滑軌
(3)‧‧‧外輸送道
(4)‧‧‧交換系統
(40)‧‧‧氣密門
(41)‧‧‧氣密門
(42)‧‧‧交換室
(5)‧‧‧承載板
(6)‧‧‧模具
第1圖係本發明實施例正面剖示圖；第2圖係本發明實施例上端剖示圖；第3圖係本發明實施例脫脂區斷面圖；
第4圖係本發明實施例熱壓燒結區斷面圖；第5圖係本發明實施例冷卻區斷面圖。
為達成本發明前述目的之技術手段，茲列舉一實施例，並配合圖式說明如後，貴審查委員可由之對本發明之結構、特徵及所達成之功效，獲致更佳之瞭解。
本發明係針對一種針對煞車來令片產品之連續熱壓燒結裝置嶄新設計，請參閱第1、2圖所示，其係由爐體(1)、內輸送道(2)、外輸送道(3)、交換系統(4)所構成，內輸送道(2)設於爐體(1)內部，並連結設於爐體(1)二側之交換系統(4)，外輸送道(3)設於爐體(1)外部，並連結爐體(1)二側之交換系統(4)，內輸送道(2)設有滑軌(20)，以作為承載板(5)移動之軌道，爐體(1)為密閉式，並導入保護氣體(如氮或氮氫氣)【提供保護氣體之裝置為習用技術，不多贅言】，且依製程區分有脫膠區(10)、昇溫區(11)、熱壓燒結區(12)、緩衝區(13)及冷卻區(14)，脫膠區(10)、昇溫區(11)、熱壓燒結區(12)及緩衝區(13)內具有耐熱材(15)及視製程程序所需溫度之加熱元件(16)【耐熱材(15)及視製程程序所需溫度之加熱元件(16)請參閱第3-5圖，耐熱材(15)及加熱元件(16)之溫度控制等裝置為習用技術，不多贅言】，脫膠區(10)設有廢氣處理裝置(17)【請參閱第3圖】，熱壓燒結區(12)設有熱壓裝置(18)【請參閱第4圖】，冷卻區(14)具有冷卻裝置(19)【請參閱第5圖，冷卻裝置為習用技術，不多贅言】，待熱壓成型煞車來令片置於模具(6)中(或載具中)，模具(6)則置於承載板(5)上，承載板(5)入爐體(1)經脫膠區(10)預熱脫膠程序，可將來令
片摩擦片中粉末冶金材料內的，成型助劑如潤滑劑、塑型劑等，在可控氣氛環境下行加熱脫膠程序，並將脫膠揮發的廢氣導入廢氣處理裝置(17)另以高溫熱裂解處理至無煙無味，符合生產安全及環保需求後無害排出，由於來令片摩擦片中粉末冶金材料內的，成型助劑如潤滑劑、塑型劑等，在脫膠程序時已完全排出，更可有效提昇來令片之緻密化程度及燒結之品質，再經昇溫區(11)之加熱，及至熱壓燒結區(12)，經熱壓裝置(18)在高溫下使來令片摩擦片與金屬背板藉熱壓裝置(18)之邊加熱邊熱壓的擴散燒結【即在產品燒結過程中同時對產品施加一定壓力，以保證產品的緻密化及結合程度】，而緊密結合成一體，再經緩衝區(13)之降溫【避免溫度變化太快致結合組織受損】及冷卻區(14)之冷卻後送出爐體外部，再脫模而成。如此具有連續、高效率及有效增進來令片摩擦片產品，的緻密化及與背板之結合緊密與均一穩定性。
請參閱第2圖所示，本發明設於爐體(1)二側之交換系統(4)各具有二道氣密門(40)(41)，並形成一交換室(42)，當模具(B)被送進爐體(1)前，爐體(1)頭端之二道氣密門(40)(41)為封閉，待交換室(42)內抽真空除去氧氣後，並導入保護氣體至與爐體(1)內相同環境後，爐內側氣密門(41)方打開將模具(B)推入爐體(1)內，當模具(B)要送出爐體(1)前，爐體尾端之二道氣密門(40)(41)為封閉，且交換室(42)內已經真空做氣體置換，並導入保護氣體至與爐體(1)內相同環境，爐內側氣密門(41)方打開將模具(B)推入交換室(42)內，如此具有避免爐體(1)內混入爐外空氣來提高元件成型品質之功效者。
請參閱第4圖所示，本發明爐體(1)之熱壓燒結區(12)上方設有熱壓裝置(18)，下方設有承壓結構(180)，當熱壓裝置(18)作動時，能藉承
壓結構(180)有效支撐承載板(5)，避免斷裂。
本發明滑軌(20)，其材質可選用石墨或石墨複合材料，可得較佳之導熱、耐熱及潤滑度者。
綜上所述，本發明所揭露之一種「煞車來令片連續熱壓燒結裝置」為昔所無，亦未曾見於國內外公開之刊物上，理已具新穎性之專利要件，又本發明確可摒除習用技術缺失，並達成設計目的，亦已充份符合專利要件，爰依法提出申請，謹請貴審查委員惠予審查，並賜予本案專利，實感德便。
惟以上所述者，僅為本發明之一較佳可行實施例而已，並非用以拘限本發明之範圍，舉凡熟悉此項技藝人士，運用本發明說明書及申請專利範圍所作之等效結構變化，理應包括於本發明之專利範圍內。
(1)‧‧‧爐體
(10)‧‧‧脫膠區
(11)‧‧‧昇溫區
(12)‧‧‧熱壓燒結區
(13)‧‧‧緩衝區
(14)‧‧‧冷卻區
(16)‧‧‧加熱元件
(18)‧‧‧熱壓裝置
(19)‧‧‧冷卻裝置
(2)‧‧‧內輸送道
(3)‧‧‧外輸送道
(4)‧‧‧交換系統
(40)‧‧‧氣密門
(41)‧‧‧氣密門
(42)‧‧‧交換室
(5)‧‧‧承載板
(6)‧‧‧模具
Claims (1)
- 一種煞車來令片連續熱壓燒結裝置，係由爐體、內輸送道、外輸送道、交換系統所構成，內輸送道設於爐體內部，並連結設於爐體二側之交換系統，外輸送道設於爐體外部，並連結爐體二側之交換系統，內輸送道設有滑軌，該滑軌為石墨構成，以作為承載板移動之軌道，爐體為密閉式，並導入保護氣體，且依製程區分有脫膠區、昇溫區、熱壓燒結區、緩衝區及冷卻區，設於爐體二側之交換系統各具有二道氣密門，並形成一交換室，當模具被送進爐體前，爐體頭端之二道氣密門為封閉，待交換室內抽真空除去氧氣後，並導入保護氣體至與爐體內相同環境後，爐內側氣密門方打開將模具推入爐體內，當模具要送出爐體前，爐體尾端之二道氣密門為封閉，且交換室內已經真空做氣體置換，並導入保護氣體至與爐體內相同環境，爐內側氣密門方打開將模具推入交換室內，脫膠區、昇溫區、熱壓燒結區及緩衝區內具有耐熱材，及視製程程序所需溫度之加熱元件，脫膠區設有廢氣處理裝置，熱壓燒結區上方設有熱壓裝置，下方設有承壓結構，冷卻區具有冷卻裝置，待熱壓成型煞車來令片置於模具中，模具則置於承載板上，承載板入爐體經脫膠區預熱脫膠程序，再經昇溫區之加熱，及至熱壓燒結區，經熱壓裝置在高溫下，使來令片摩擦片與金屬背板，藉熱壓裝置之邊加熱邊熱壓的擴散燒結，而緊密結合成一體，再經緩衝區之降溫及冷卻區之冷卻後移送出爐體外部，再脫模而成。
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| CN104388822A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-03-04 | 苏州莱特复合材料有限公司 | 一种刹车片用粉末冶金材料及其制备方法 |
| TWM524926U (zh) * | 2016-01-07 | 2016-07-01 | Wen-Lung Chin | 煞車來令片連續熱壓燒結裝置 |
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2016
- 2016-01-07 TW TW105100484A patent/TWI613020B/zh not_active IP Right Cessation
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