使用異質材料制成的制動盤及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種制動盤。具體地，該制動盤可由異質材料通過連接摩擦部件和帽 狀部件來制造，其中該摩擦部件和帽狀部件由異質材料通過鑄造結合法制成。本發(fā)明還公 開一種用于制造制動盤的方法。
【背景技術】
[0002] -般情況下，車輛的制動盤是指用來減速或使車輛停止、構成車輛制動系統(tǒng)不可 或缺的裝置。用于制動系統(tǒng)的制動盤通過利用與摩擦材料摩擦產生的摩擦力，使車輛的動 能轉化成熱能，從而使車輛制動。
[0003] 在現(xiàn)有技術的制動盤中，由于安裝到輪轂的帽狀部件和制動時產生摩擦的摩擦部 件都是由相同材料，例如片狀石墨灰鑄鐵制成，這種制動盤提高了減振能力、減振特性、散 熱特性以及潤滑功能。
[0004] 近年來，由于石油能源的枯竭，以及歸因于溫室效應的氣候變化，全球汽車產業(yè)一 直在努力開發(fā)提高燃料效率的技術。其中，減輕車重而不劣化車輛性能的技術已得到關注。
[0005] 事實上，減輕車輛下側的重量可能直接影響車輛的性能和燃料效率，并且減輕與 車輪驅動負載直接相關的簧下質量可有效提高燃料效率。
[0006] 具體地，為了減輕制動盤的重量，包含由灰鑄鐵制成的摩擦部件和由鋁制成的帽 狀部件的制動盤已被使用。
[0007] 然而，當使用由異質材料制成的制動盤時，并且當制動速度和制動負載處于惡劣 條件下（例如，摩擦表面的溫度升高到大約800°c)時，在摩擦部件上可能會出現(xiàn)裂縫30， 這是因為由灰鑄鐵制成的摩擦部件10和由鋁合金制成的帽狀部件20的熱膨脹系數(shù)之間存 在差異（參見圖1)。

【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明提供一種由異質或不同材料制造的制動盤。該制動盤通過將摩擦部件的連 接結構與具有不同熱膨脹系數(shù)的帽狀部件連接，而具有在惡劣條件下的優(yōu)異耐久性。本發(fā) 明還提供一種制動盤的制造方法。
[0009] 在示例性實施例中，由異質或不同材料制成的制動盤，包括：摩擦部件，其中連接 孔形成在中央，沿著連接孔的周緣交替地反復出現(xiàn)突出部和凹進部，并且凹進部具有沿著 連接孔的相反方向彎曲的形狀；和帽狀部件，其由與摩擦部件的材料不同的材料制成，并具 有沿外側周緣形成用于插入突出部的插入槽，具體地，通過將與摩擦部件的內表面具有預 定間隔的突出部的插入部件與帽狀部件的插入槽連接，沿著連接孔的周緣以預定間隔形成 散熱孔。
[0010] 插入部件和插入槽可以以面接觸的方式彼此連接。
[0011]帽狀部件的熱膨脹系數(shù)可大于摩擦部件的熱膨脹系數(shù)。
[0012] 帽狀部件可以由鋁合金制成，并且摩擦部件可以由鑄鐵制成。
[0013] 在突出部的上表面和下表面中的任一或多個表面上可以以預定角度形成倒角。具 體地，當帽狀部件由鋁合金制成且摩擦部件由鑄鐵制成時，倒角可以以角度之和在大約3 度至大約6度之間的方式形成。
[0014] 在插入部件和插入槽之間可以形成有具有預定間隔的分離部件，分離部件之間的 間隔可以在大約〇? 3mm至大約Imm之間。
[0015] 另一方面，本發(fā)明提供一種用于制造由異質或不同材料制成的制動盤的方法，該 方法包括以下步驟：預加熱步驟，對經鑄造的摩擦部件進行加工，以便沿著連接孔的周緣交 替地反復出現(xiàn)突出部和凹進部，并對經加工的摩擦部件進行加熱；安裝步驟，將預加熱的摩 擦部件插入到模具的下模部件中，模具的下模部件設有用于沿著連接孔的周緣以預定間隔 實現(xiàn)散熱孔的插入部；鑄造步驟，將上模與下模連接，并注入作為帽狀部件原材料的熔融金 屬；以及完成步驟，使鑄件凝固，將所凝固的鑄件從模具分離，對所分離出的鑄件進行后處 理。
[0016] 該方法在預加熱步驟前還可以包括：預加工步驟，對摩擦部件進行加工，使得摩擦 部件的表面粗糙度在大約6. 3Ra至約25Ra之間。
[0017] 在鑄造步驟中，可以使用重力鑄造或熔湯鍛造工藝，不作限制。
[0018] 摩擦部件可以由鑄鐵制成，并且帽狀部件可以由熔融的鋁合金制成。
[0019] 在預加熱步驟中，可以在大約300°C至400°C的溫度下加熱摩擦部件大約1至3小 時。
[0020] 在鑄造步驟中，可以將熔融的鋁合金加熱到大約650°C至750°C的溫度，并將其注 入。
[0021] 在完成步驟中，可以使鑄件凝固大約60至500秒。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的各種示例性實施例，在具有不同熱膨脹系數(shù)的摩擦部件和帽狀部件 之間形成有散熱孔。因此，可以防止在極度高溫的惡劣條件下因不同材料的熱膨脹系數(shù)之 間的差異所產生的裂縫。
[0023] 另外，由于在制動盤上實現(xiàn)散熱孔，因此與傳統(tǒng)使用異質材料的制動盤相比，可進 一步減輕制動盤的重量，燃料效率和R&H(乘坐與操縱）可顯著提高。
[0024] 在下文中還公開了本發(fā)明的其他方面。
【附圖說明】
[0025] 通過以下的詳細描述，并結合附圖，本發(fā)明的上述及其他目的、特征和優(yōu)點將更加 顯而易見，其中：
[0026] 圖1是示出現(xiàn)有技術中由異質材料制成的示例性制動盤處于惡劣條件下的測試 結果的照片圖；
[0027] 圖2和圖3分別是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的由異質材料制成的示例性制動盤的 立體圖和俯視圖；
[0028] 圖4是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的示例性摩擦部件的立體圖；
[0029] 圖5是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的示例性帽狀部件的立體圖；
[0030] 圖6和圖7是沿著圖2中A-A'線的剖視圖，并示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的由 異質材料制成的示例性制動盤的連接部；
[0031] 圖8至圖10是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的由異質材料制成的示例性制動盤 的倒角角度的圖；
[0032]圖11是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于制造制動盤的示例性模具的示例性下模 部件的立體圖；
[0033] 圖12是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的將摩擦部件安裝到下模部件的示例性狀 態(tài)的立體圖；
[0034] 圖13是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的由異質材料制成的示例性制動盤在惡劣 條件下的測試結果的照片圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面詳細參考本發(fā)明的各種實施方式，本發(fā)明的實施例在附圖中被示出并且在下 面被描述。盡管本發(fā)明將結合示例性實施例被描述，然而可以理解的是，本描述并不意圖將 本發(fā)明限制到那些示例性實施例上。相反地，本發(fā)明意圖不僅僅覆蓋示例性實施例，還覆蓋 各種可選形式、變型、等價形式和其它實施例，其可被包含在由所附權利要求所限定的本發(fā) 明的精神和范圍中。
[0036] 本文所用的術語僅用于描述特定實施例的目的，而并非旨在限制本發(fā)明。除非上 下文明確指出，否則如本文中所使用的單數(shù)形式"一"、"一個"和"該"等意圖也包括復數(shù)形 式。還應該理解的是，在本說明書中使用"包括"和/或"包含"等術語時，是意圖說明存在 該特征、整數(shù)、步驟、操作、元素和/或組件，而不排除一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操 作、元素、組件、和/或其組合的存在或增加。如本文中所使用的，術語"和/或"包括一個 或多個相關列出項目的任何和所有組合。
[0037] 除非明確指出或可從上下文明顯看出，否則如本文中使用的術語"約"被理解為在 本領域中的正常公差范圍內，例如，在平均數(shù)的兩個標準偏差內。"約"可以被理解為在規(guī)定 值的 10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0. 5%、0. 1%、0. 05%或 0? 01% 內。除 非從上下文可以明確知道，否則本文所提供的所有數(shù)值都可由術語"約"修正。
[0038] 可以理解的是，本文中所使用的術語"車輛"或"車輛的"或其它類似的術語包括 一般而言的機動車輛，比如包含運動型多用途車輛（SUV)、公共汽車、貨車，各種商用車輛的 客車、包含各種輪船和艦船的船只、飛行器等等，并且包括混合動力車輛、電動汽車、混合動 力電動汽車、氫動力汽車和其它替代燃料汽車（例如，從除了石油以外的資源中取得的燃 料）。如在本文中所引用的，混合動力車輛是具有兩種或多種動力來源的車輛，例如汽油動 力車輛和電動動力車輛二者。
[0039] 接下來，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明各示例性實施例的由異質或不同材料制成的 制動盤及其制造方法。
[0040] 圖2和圖3分別示