由異質(zhì)材料制造的制動(dòng)盤(pán)及其制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 基于35U. S. C. § 119,本申請(qǐng)要求于2013年12月31日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的 韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10-2013-169205號(hào)優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用的方式全部并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及一種制動(dòng)盤(pán)。具體地，制動(dòng)盤(pán)可以通過(guò)使摩擦部與帽部結(jié)合而形成，摩 擦部與帽部由異質(zhì)或不同的材料制造，從而提高制動(dòng)盤(pán)的耐久性。還提供一種制造由異質(zhì) 材料制成的制動(dòng)盤(pán)的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 總體而言，車(chē)輛的制動(dòng)盤(pán)是指用于使車(chē)輛減速或停止的裝置，并構(gòu)成車(chē)輛所必須 的制動(dòng)系統(tǒng)。在制動(dòng)系統(tǒng)中使用的制動(dòng)盤(pán)通過(guò)利用經(jīng)與摩擦材料摩擦所產(chǎn)生的摩擦力，將 車(chē)輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能等，以使車(chē)輛停止或減速。
[0005] 在現(xiàn)有技術(shù)的制動(dòng)盤(pán)中，安裝到輪轂的帽部與制動(dòng)時(shí)摩擦的摩擦部均由單一材料 制成，例如具有片狀石墨結(jié)構(gòu)的灰鑄鐵，以顯示出優(yōu)異的制動(dòng)特性，如震動(dòng)衰減性能、阻尼 特性、散熱特性以及潤(rùn)滑功能。
[0006] 最近，隨著石油能源的消耗、氣候變化問(wèn)題以及溫室氣體的增加，汽車(chē)工業(yè)已致力 于發(fā)展提高燃料效率的技術(shù)。在這些努力中，已聚焦于減輕車(chē)輛重量而不使車(chē)輛性能變差 的技術(shù)，以提高燃料效率。
[0007] 具體地，減輕車(chē)輛的下部的重量可以直接影響車(chē)輛的性能和燃料效率，以及直接 關(guān)系到車(chē)輪驅(qū)動(dòng)負(fù)載的非懸掛質(zhì)量的減小可以有效地提高燃料效率。
[0008] 例如，為減少車(chē)輛下部中制動(dòng)盤(pán)的重量，已開(kāi)發(fā)出由異質(zhì)材料制造的制動(dòng)盤(pán)，其摩 擦部采用灰鑄鐵，且帽部采用鋁。
[0009] 然而，當(dāng)由異質(zhì)材料制造的制動(dòng)盤(pán)出現(xiàn)制動(dòng)速度和制動(dòng)負(fù)載嚴(yán)峻的狀況，例如當(dāng) 摩擦表面的溫度增至約800°C時(shí)，由于灰鑄鐵制造的摩擦部10與鋁合金制造的帽部20之間 的熱膨脹系數(shù)的差別，在摩擦部會(huì)產(chǎn)生裂縫30 (圖1)。
[0010] 上述在該【背景技術(shù)】部分公開(kāi)的信息僅用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明背景的理解，因此其可能 含有不構(gòu)成該國(guó)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已經(jīng)知曉的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明提供一種由異質(zhì)材料制造的制動(dòng)盤(pán)，其中多個(gè)橋可以被優(yōu)化以改善鑄造性 能及緩解應(yīng)力。因此，可以消除如上所述的問(wèn)題，例如因摩擦部與帽部之間熱膨脹系數(shù)的差 別而產(chǎn)生裂縫。還提供制造該制動(dòng)盤(pán)的方法。
[0012] 在示例性實(shí)施方式中，由異質(zhì)材料制成的制動(dòng)盤(pán)可以包含：灰鑄鐵摩擦部，其在其 中心包含結(jié)合孔，成型為盤(pán)狀，并與墊接觸以產(chǎn)生制動(dòng)力；和鋁帽部，其與灰鑄鐵摩擦部的 一個(gè)面結(jié)合。具體地，摩擦部可以包括多個(gè)橋，這些橋以預(yù)先確定的間隔進(jìn)行定位并朝向結(jié) 合孔從摩擦部的內(nèi)表面形成且具有凸出形狀。在一些示例性實(shí)施方式中，橋的數(shù)目由以下 等式確定：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種包含異質(zhì)材料的制動(dòng)盤(pán)，其包含： 灰鑄鐵摩擦部，其在其中心具有結(jié)合孔，成型為盤(pán)狀，并與墊接觸以產(chǎn)生制動(dòng)力；以及 鋁合金帽部，其與所述灰鑄鐵摩擦部的一個(gè)表面結(jié)合， 所述摩擦部包括多個(gè)橋，所述橋在朝向所述結(jié)合孔的方向上以預(yù)先確定的間隔從所述 摩擦部的內(nèi)表面形成并具有凸出的形狀，且所述橋的數(shù)目由以下等式確定，
T是指最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，fs是指安全系數(shù)，1是指從所述摩擦部的內(nèi)表面到負(fù)載施加點(diǎn)的 垂直距離，z是指慣性矩，tw是指所述橋的厚度，b是指所述橋的寬度，σ 1是指材料和行駛 條件下的屈服強(qiáng)度，且R是指從中心的所述結(jié)合孔到所述摩擦部的內(nèi)表面的距離。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)盤(pán)，其中，所述橋沿著所述結(jié)合孔的周?chē)詫?duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)形 成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制動(dòng)盤(pán)，其中，當(dāng)b為約3. 55mm，T為約220kgm，R為約94mm，1 為約 3mm，b 為約 10mm，tw為約 6. 3mm，f s為約 L 25，σ t為約 4. 5kgf/mm2,且 F 為約 69. 73kgf 時(shí)，所述橋的數(shù)目為約35至84。
4. 一種制造包含異質(zhì)的或不同的材料的制動(dòng)盤(pán)的方法，包括以下步驟： 鑄造灰鑄鐵摩擦部并然后預(yù)加熱所述摩擦部的步驟，所述摩擦部中橋的數(shù)目由以下等 式確定； 將預(yù)加熱的摩擦部插入模具的下部中的安裝步驟； 將所述模具的上部與所述模具的下部結(jié)合并注入熔融的作為帽部的原材料的鋁合金 的鑄造步驟；以及 在所述熔融的鋁合金凝固或固化后進(jìn)行脫模和后加工的完成步驟，
T是指最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，fs是指安全系數(shù)，1是指從所述摩擦部的內(nèi)表面到負(fù)載施加點(diǎn)的 垂直距離，z是指慣性矩，tw是指所述橋的厚度，b是指所述橋的寬度，σ 1是指材料和行駛 條件下的屈服強(qiáng)度，且R是指從中心結(jié)合孔到所述摩擦部的內(nèi)表面的距離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括： 在所述預(yù)加熱步驟之前，使用具有約30至100 μ m尺寸的粒度的砂粒對(duì)所鑄造的摩擦 部進(jìn)行噴砂處理的預(yù)處理步驟。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述預(yù)加熱步驟在約250°C至400°C的溫度下進(jìn) 行約1至3小時(shí)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，在所述對(duì)所鑄造的摩擦部進(jìn)行噴砂處理的預(yù)處 理步驟中，厚度為約3至IOmm的環(huán)形加強(qiáng)部件與所述摩擦部的橋的一個(gè)面接觸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述鑄造步驟通過(guò)重力鑄造方法、熔融金屬鍛造 方法、低壓鑄造方法或高壓壓鑄方法進(jìn)行。
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了由異質(zhì)材料制成的制動(dòng)盤(pán)以及制造該制動(dòng)盤(pán)的方法。具體地，在由異質(zhì)材料制成的制動(dòng)盤(pán)中，橋的數(shù)目可以優(yōu)化以改善鑄造性能并緩解應(yīng)力，從而避免出現(xiàn)由于摩擦部與帽部之間熱膨脹系數(shù)的不同而產(chǎn)生的裂縫等。
【IPC分類(lèi)】F16D65-12, B22D19-16
【公開(kāi)號(hào)】CN104747627
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410746507
【發(fā)明人】金潤(rùn)哲, 韓在玟, 金成進(jìn), 李在永, 李京燉
【申請(qǐng)人】現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社, 起亞自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社, 瑞韓產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2014年12月8日
【公告號(hào)】US20150184712