用于生产制动盘的方法及制动盘的制作方法
【专利说明】用于生产制动盘的方法及制动盘
[0001]说明书
[0002]本申请涉及一种用于制造用于车辆的制动盘的方法以及一种根据权利要求8的前序部分的用于车辆的制动盘。
[0003]在车辆，尤其是机动车辆上，制动盘形成可能最广泛使用的制动系统类型。盘式制动器实质上由制动盘及安装在制动盘周围边缘的制动钳组成。在该设置中，制动盘连接到车轮以通过可旋转地支承在车桥轴头中的轮毂制动。相反，制动钳固定在车桥轴头上。通过制动衬块获得实际的减速，该制动衬块可以抵靠制动盘并且设置在制动盘的两侧，处在后者与制动钳之间。
[0004]根据本申请，制动盘可以由铁或可选择地由碳陶瓷或铝构成。尽管由铁尤其由灰口铸铁生产的制动盘被非常广泛地使用，他们具有公知的表面锈蚀问题。另外，有时结合铝轮辋会有破坏性影响，在制动过程中变得分离的热铁粒子可以灼烧进入该轮辋表面至显著程度。
[0005]总得来说，制动盘应该具有表现出尽可能少的磨损并几乎不释放微尘的制动表面。为了实现这一点，目标是使表面尽可能坚硬。因此，例如，在铝制动盘的情况中，例如，相应地添加碳化硅(SiC)，这在表面上沉积成抗磨损保护层。然而，由非铁材料生产制动盘在某些情况下是困难的并且通常是昂贵的。
[0006]使用热喷涂可以获得这一保护层的另一形式的实施例。在这种情况下，将要应用到制动盘的主体表面上的材料预先通过热作用进行软化并通过气流以单个粒子的形式被加速。当粒子进行接触时，形成纯机械结合，主体表面不会恪融。该材料可以是金属以及氧化物陶瓷或碳化物材料。除了高成本以外，这里的优势尤其是这一保护层的耐久性。因此，表面通过喷砂尤其是刚玉喷砂仅仅中度粗糙化通常是可行的，但是这不会导致持久的机械结合。具体地，例如，当硬质铸铁(灰口铸铁，GG)用于主体时，本身优越的燕尾粗糙化是不可行的。
[0007]在源自本申请人的在先申请DE 10 2013 221 737.4中，公开了一种设想在其摩擦表面上设置氧化物釉质涂层的用于生产制动盘的方法。该涂层烧制到制动盘的基础材料中以通过相形成获得冶金结合。在其设置中，釉质涂层作为抗磨损及抗腐蚀层起作用。然而，这里应该注意的是以这种方式得到保护的制动盘上的热应力受限制。这一原因是氧化物釉质涂层的玻璃转变温度接近650°C。如果通过要求制动操作达到相应温度，该釉质涂层可能开始变形和/或流动。这实质上由于进入与摩擦表面的接触的制动衬片的高的表面压力同时结合釉质涂层的软化。
[0008]因此，公知的是由制动过程引起的制动盘温度可以轻易地达到700°C的水平。为了测试制动盘，因此现在其必须通过“汽车马达运动测试”(AMS)。这指定了 10个连续快速的制动循环，其中将配备待测试的制动盘的车辆交替地加速至115km/h并且然后以最大的制动力制动至停止。
[0009]DE 10 2005 022 264 A1 和 DE 10 2006 050 985 A1 公开了在钢制基底上形成NiCrBSi涂层的可行性。为了该目的，建议将金属粉末与含水釉浆混合，例如，其中形成的混合物通过喷涂或浸渍施加到基底的表面上。在随后的干燥过程中，除去混合物中的水组分，基于此将如此制备的基底加热至1040°C到1060°C。以这种方式带来的混合物的烧结可以在加热炉中或通过明火或通过感应线圈完成。与通过简单施加的其他涂覆方法相反，这里实质上应该在涂层与基底的表面之间形成冶金结合。与其他传统喷射涂层相反，这给出了一种不允许表面下的腐蚀破坏的焊接连接。
[0010]然而，与制动盘关联的由上述公开所披露的涂层必需被认为是危险的，因为存在与健康相关的对制动过程中释放的镍粉尘(细粉尘)的合理保留意见。因此，在其他情况下将是有利的这样的涂层不适合制动盘。
[0011]现有技术中公知的其他方法总体上设想在各组分的表面上形成本身是有利的氧化层。这有助于抗磨损性的增加并且提供防止进一步腐蚀的阴极保护。为了该目的，组分自身的材料经受适合的过程，通过该过程可以形成基于各自材料的期望的氧化层。
[0012]由于制动盘是大量生产的耗损部件，它们主要由铁制造，尤其是灰口铸铁。然而，这里趋于不希望氧化铁的形成。这是由于铁基氧化物的形成导致随时间破坏制动盘的腐蚀过程。除了由于即使轻微的浅表锈蚀的外观劣化外，这常常导致表现为令人不快的振鸣声的声音劣化。
[0013]先前公知的基于电解或喷涂方法的涂层现在不允许生产永久的抗磨损并抗腐蚀的制动盘的可能性，尤其是灰口铸铁制动盘。这还适用于充分减速所需的所述制动盘最佳摩擦系数。鉴于引用的现有技术，仍然有许多改善大量生产的整体上更耐用的制动盘的简单制造的空间。
[0014]鉴于这一【背景技术】情况，本发明的根本目的是提供一种用于生产制动盘的方法以及一种用于车辆的制动盘，该制动盘允许容易集成到现有工艺中的低成本制造，其中制动盘本身满足其长时间可靠运行的所有需求。
[0015]通过权利要求1的措施解决与方法相关的部分目的。通过具有权利要求8的特征的制动盘实现与装置有关的部分目的。另外，通过各自的从属权利要求公开了本发明特别有利的实施例。
[0016]应该注意的是下面的说明书中单独呈现的特征和措施可以以任何技术上有意义的方式结合并且给出本发明的其他实施例。另外说明书尤其结合附图描述并说明了本发明。
[0017]根据本发明，下面呈现了用于生产用于车辆的制动盘的方法，其中在制动盘的主体上形成有釉质涂层。
[0018]根据本发明，生产至少包括以下步骤:
[0019]-粗糙化主体表面的至少一个或一些区域，
[0020]-形成金属涂层，该涂层可以在主体表面的粗糙化区域的一个或一些区域冶金结合到主体上，
[0021]-将釉浆施加到主体表面的至少一个或一些区域上，
[0022]-干燥施加的釉浆，
[0023]-加热具有金属涂层及干燥的釉浆的主体以形成釉质涂层并将金属涂层冶金结合至主体。
[0024]产生的优点在于金属涂层与釉质涂层的有利特性的结合。这里，金属涂层实质上作为抗磨损涂层起作用，而釉质涂层作为抗腐蚀涂层。这里应该提及的是金属涂层由于其可靠地防止主体的任何锈蚀同样地同时作为抗腐蚀涂层起作用。因此，由于缺乏锈蚀敏感性，甚至在延长使用寿命之后，视觉劣化及导致噪音的劣化(降低磨削噪音)两者均可以被可靠地消除。
[0025]作为优先选择，金属涂层可以是基于Fe或FeCr的合金。另外该金属涂层还可以由FeCrMn钢形成。
[0026]作为特别优先的选择，金属涂层可以是FeCrBSi涂层。这一类型的FeCrBSi涂层可以是“自流动”合金。其特性确保当达到熔点时通过液相烧结熔融并凝结。其熔点然后进一步升高，由于例如硅(Si)这样的低熔点的元素通过扩散被分散和/或稀释。
[0027]因此，通过金属涂层形成抗腐蚀和/或抗磨损层或涂层，通过其冶金结合显著提高该涂层在主体上的粘附。以这种方式，可靠地防止金属涂层例如通过浅表腐蚀的任何底蚀。
[0028]例如，通过釉浆在840°C温度下10到20分钟的加热(烧结)也可以同时提高金属涂层的质量。以这种方式，主体可以被带入恒定的退火温度，其中釉浆熔融并结合到由铸铁生产的主体的表面上。可观察到的结果是通过加热过程显著提高了涂层的粘附强度及层质量。因此，可以可靠地防止操作过程中尤其釉质涂层的任何分离及剥落。
[0029]根据要求，使用的釉浆可以是具有与期望的烧结温度一致的熔点的一种。
[0030]在根据本发明的意义上，浆料或釉浆是指用于将被施加的釉质涂层的起始材料。在这种情况下，其优选地可以是具有液态、泥浆状或粘滞稠度的矿物质混合物形式的本体，并且以适合的方式施加到顶部区域的一个或多个粗糙部分。
[0031]例如，关于施加手段的使用，可以想到用于施加的接触方法或不接触方法。因此，例如，可以借助涂