WO2020173742A1 - Reibbremskörper für eine reibbremse eines kraftfahrzeugs, insbesondere bremsscheibe, verfahren zum herstellen eines reibbremskörpers - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reibbremskörper (1) für eine Reibbremse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Bremsscheibe (2), wobei der Reibbremskörper (1) einen Basiskörper (3) aus Grauguss mit zumindest einer Verschleißschutzschicht (5) auf zumindest einer Reibkontaktoberfläche (4) des Basiskörpers (3) aufweist. Es ist vorgesehen, dass zwischen der Verschleißschutzschicht (5) und dem Basiskörper (3) eine Zwischenschicht (6) aus einer Aluminium-Silizium-Legierung vorhanden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines wie obenstehend beschriebenen Reibbremskörpers.

Description

Beschreibung
Titel
Reibbremskörper für eine Reibbremse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere
Bremsscheibe, Verfahren zum Herstellen eines Reibbremskörpers
Die Erfindung betrifft einen Reibbremskörper für eine Reibbremse eines
Kraftfahrzeugs, insbesondere Bremsscheibe, wobei der Reibbremskörper einen Basiskörper aus Grauguss mit zumindest einer Verschleißschutzschicht auf zumindest einer Reibkontaktoberfläche des Basiskörpers aufweist.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines wie obenstehend beschriebenen Reibbremskörpers.
Stand der Technik
Reibbremskörper, insbesondere Bremsscheiben, für Reibbremsen von
Kraftfahrzeugen werden üblicherweise zumindest im Wesentlichen aus Grauguss gefertigt. Während des Bremsens erfolgt ein relativ starker Abrieb zwischen dem Reibbremskörper und einem gegen den Reibbremskörper gepressten Bremsklotz der Reibbremse. Durch den Abrieb verschleißt der Reibbremskörper und es entsteht Bremsstaub, der in die Umwelt gelangt.
Um den Verschleiß des Reibbremskörpers zu reduzieren, ist es bekannt, eine Verschleißschutzschicht auf zumindest einer Reibkontaktoberfläche, die dem Zusammenwirken mit dem Bremsklotz dient, vorzusehen, welche beispielsweise aus verschleißfesten Materialien, wie beispielsweise als Hartmetallbeschichtung gefertigt werden.
Offenbarung der Erfindung Der erfindungsgemäße Reibbremskörper mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch kostengünstige Mittel eine verbesserte Haftung der Verschleißschutzschicht auf dem Basiskörper gewährleistet wird.
Erfindungsgemäß ist hierzu zwischen der Verschleißschutzschicht und dem Basiskörper eine Zwischenschicht aus einer Aluminium-Silizium-Legierung ausgebildet. Durch die Aluminium-Silizium-Legierung erfolgt eine vorteilhafte Verbindung der Verschleißschutzschicht, beispielsweise Hartmetallschicht, mit dem Grauguss des Basiskörpers. Außerdem dient die Zwischenschicht als Korrosionsschutzschicht, die im Falle von Rissen durch die
Verschleißschutzschicht Unterkorrosion im Grauguss- Basiskörper verhindert.
Vorzugsweise weist die Zwischenschicht einen Silizium-Gehalt von 1 % bis 12 % des Gewichts der Zwischenschicht auf. Durch die Höhe des Silizium-Gehalts wird die sich ausbildende Aluminium-Silizium-Schichtdicke während der Herstellung kontrolliert. Insbesondere wird das schnelle Aufwachsen unerwünschter dicker Schichten durch den gewählten Silizium-Gehalt verhindert.
Besonders bevorzugt erstreckt sich die Zwischenschicht über die gesamte Oberfläche des Basiskörpers, sodass der gesamte Basiskörper mit der vorteilhaften Aluminium-Silizium-Legierung beschichtet ist. Alternativ wird die Zwischenschicht nur im Bereich der Reibkontaktoberflächen auf dem Basiskörper aufgebracht, um Materialressourcen zu sparen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die
Verschleißschutzschicht Hartmetalle oder Karbide auf, um eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit zu gewährleisten.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der Verschleißschutzschicht und dem
Basiskörper eine Zwischenschicht aus einer Aluminium-Silizium-Legierung hergestellt wird. Es ergeben sich dadurch die bereits genannten Vorteile.
Insbesondere wird vor dem Aufbringen der Verschleißschutzschicht der
Basiskörper zum Herstellen der Zwischenschicht tauchbeschichtet. Durch das Tauchbeschichten wird der Reibbremskörper insgesamt in eine Aluminium- Silizium-Schmelze eingetaucht, die die gesamte Oberfläche des Basiskörpers bedeckt, sodass der gesamte Basiskörper mit der Aluminium-Silizium-Legierung versehen wird. Diese hat den Vorteil, dass bevorzugt auch in dem Basiskörper ausgebildete Kühlkanäle mit der Aluminium-Silizium-Legierung beschichtet werden. Dadurch ergibt sich ein vorteilhafter Korrosionsschutz für die
Kühlkanäle. Ein nachträglicher Prozessschritt, bei welchem ein
Korrosionsschutzlack auf die Kühlkanäle aufgebracht wird, kann somit entfallen und entfällt bevorzugt. Insbesondere wird der Reibbremskörper während des Tauchbeschichtens gedreht beziehungsweise rotiert, sodass eine gleichmäßige Beschichtung mit der Aluminium-Silizium-Legierung gewährleistet wird.
Vorzugsweise weist die Verschleißschutzschicht Hartmetalle oder Karbide auf.
Besonders bevorzugt wird die Verschleißschutzschicht nach dem
Tauchbeschichten hergestellt, wobei hier auf bekannte Verfahren zurückgegriffen werden kann.
Besonders bevorzugt wird die Aluminium-Silizium-Legierung mit einem Silizium- Gehalt von 1 % bis 12 % des Gewichts der Zwischenschicht hergestellt, um ein schnelles Aufwachsen unerwünschter dicker Schichten zu verhindern. Es ergeben sich die bereits genannten Vorteile. Optional werden die
Zwischenschicht und/oder die Verschleißschutzschicht nur im Bereich der Reibkontaktoberflächen oder Reibkontaktoberfläche auf den Basiskörper aufgebracht, um Materialressourcen zu sparen. In diesem Fall müssen die Kühlkanäle während des Tauchbeschichtens verschlossen werden und nicht zu beschichtende Bereiche abgedeckt werden.
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.
Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen
Figur 1 eine vorteilhafte Bremsscheibe in einer vereinfachten
perspektivischen Darstellung und
Figur 2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines vorteilhaften
Verfahrens zum Herstellen der Bremsscheibe.
Figur 1 zeigt in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung einen
Reibbremskörper 1 in Form einer Bremsscheibe 2 für eine Reibbremse eines Kraftfahrzeugs. Der Reibbremskörper 1 weist einen kreisringförmigen
Basiskörper 3 auf, der an seinen (axialen) Stirnseiten jeweils eine
kreisringförmige Reibkontaktoberfläche 4 aufweist. Ein optional vorhandener Bremsscheibentopf ist in Figur 1 nicht dargestellt. Die Reibkontaktoberfläche 4 wird dabei von einer Verschleißschutzschicht 5 gebildet, die beispielsweise Hartmetalle oder Karbide aufweist.
Die Verschleißschutzschicht 5 ist nicht direkt auf dem Grauguss des
Basiskörpers 3, der bevorzugt perlitisch oder ferritisch-perlitisch vorliegt, aufgebracht, sondern auf einer dazwischenliegenden Zwischenschicht 6, die aus einer Aluminium-Silizium-Legierung gebildet ist.
Figur 2 zeigt dazu anhand eines Flussdiagramms ein vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen der Bremsscheibe 2.
In einem ersten Schritt S1 wird dabei der Basiskörper 3 aus Grauguss bereitgestellt. Der Basiskörper 3 wird in einem darauffolgenden Schritt S2 einem Tauchbeschichtungsverfahren unterzogen, bei welchem der Basiskörper in eine Aluminium-Silizium-Schmelze eingetaucht wird, sodass die gesamte Oberfläche des Basiskörpers 3 von der Schmelze bedeckt wird. Optional weist der
Basiskörper 3 einen oder mehrere Kühlkanäle 7 auf, in welche dann die
Schmelze auch eindringt und die Oberflächen der Kühlkanäle 7 benetzt.
Vorzugsweise wird der Basiskörper in der Schmelze gedreht beziehungsweise rotiert, sodass eine gleichmäßige Benetzung beziehungsweise Bedeckung des Basiskörpers 3 gewährleistet ist und sich eine gleichmäßige Zwischenschicht 6 aus der Aluminium-Silizium-Legierung auf dem Basiskörper ausbildet. Der Silizium-Gehalt der Aluminium-Silizium-Schmelze weist bevorzugt 1 bis 12 % ihres Gewichtsanteils auf. Während des Tauchbeschichtens bildet sich ein zweiphasiges Schichtsystem, das aus einer äußeren metallischen Schicht und einer inneren intermetallischen Schicht besteht. Weil für die Funktionalität der Zwischenschicht des Reibbremskörpers 1 primär die metallische Schicht benötigt wird, ist eine Reduzierung der Dicke der intermetallischen Schicht bevorzugt. In einem darauffolgenden Schritt S3 wird der Basiskörper 3, der nunmehr die
Aluminium-Silizium-Legierung aufweist, mit der Verschleißschutzschicht 5 versehen, die bevorzugt Hartmetalle oder Karbide enthält. Bevorzugt wird die Verschleißschutzschicht 5 nur im Bereich der Reibkontaktoberfläche 4 hergestellt, sodass ressourcensparend gearbeitet wird, und die Oberflächenhärte besonders dort erreicht wird, wo sie während eines Bremsvorgangs benötigt wird. In einem darauffolgenden Schritt S4 wird die fertige Bremsscheibe 2 erhalten.

Claims

Ansprüche
1. Reibbremskörper (1) für eine Reibbremse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Bremsscheibe (2), wobei der Reibbremskörper (1) einen
Basiskörper (3) aus Grauguss mit zumindest einer Verschleißschutzschicht (5) auf zumindest einer Reibkontaktoberfläche (4) des Basiskörpers (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verschleißschutzschicht (5) und dem Basiskörper (3) eine Zwischenschicht (6) aus einer Aluminium-Silizium- Legierung vorhanden ist.
2. Reibbremskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (6) einen Silizium-Gehalt von 1 % bis 12 % des Gewichts der Zwischenschicht (6) aufweist.
3. Reibbremskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zwischenschicht (6) über die gesamte
Oberfläche des Basiskörpers (3) erstreckt.
4. Reibbremskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zwischenschicht (6) und/oder die
Verschleißschutzschicht (5) nur über die Reibkontaktoberfläche (4) erstrecken.
5. Reibbremskörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (5) Hartmetalle oder Karbide enthält.
6. Verfahren zum Herstellen eines Reibbremskörpers (1), insbesondere Bremsscheibe (2), für eine Reibbremse eines Kraftfahrzeugs, wobei ein
Basiskörper (3) des Reibbremskörpers (1) aus Grauguss gefertigt und mit einer Verschleißschutzschicht (5) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verschleißschutzschicht (5) und dem Basiskörper (3) eine Zwischenschicht (6) aus einer Aluminium-Silizium-Legierung tauchbeschichtet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der Verschleißschutzschicht (5)der Basiskörper (3) zum Herstellen der Zwischenschicht (6) tauchbeschichtet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (5) aus Hartmetallen oder Karbiden enthaltenden Werkstoffen gefertigt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (5) nach dem
Tauchbeschichten hergestellt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminium-Silizium-Legierung mit einem Silizium- Gehalt von 1 % bis 12 % des Gewichts der Zwischenschicht (6) hergestellt wird.
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