雙金屬盤式制動器轉(zhuǎn)子及其制造方法
專利匯可以提供雙金屬盤式制動器轉(zhuǎn)子及其制造方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 提供了一種制造摩擦阻尼 盤式 制動 器 轉(zhuǎn)子 的方法，包括以下步驟：(A)在嵌件上提供陶瓷涂層，其中所述嵌件具有主體，該主體具有從其上延伸出的用于將所述嵌件固定在鑄模內(nèi)的所需 位置 處的突出部；(B)洗掉所述突出部上的陶瓷涂層；(C)將所述嵌件 定位 到鑄模中；(D)在鑄模中圍繞所述嵌件澆鑄 盤式制動器 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子頰板，以便使得每個突出部的一部分都與轉(zhuǎn)子頰板相連接，并且使得涂層大體上與轉(zhuǎn)子頰板不相連接由此涂層在主體與頰板之間提供了適當(dāng)?shù)淖枘峤缑孢吔?，并且每個突出部與轉(zhuǎn)子頰板間的所述至少部分地連接防止導(dǎo)致發(fā)生 腐蝕 的外部元素在摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子處于使用狀態(tài)時到達(dá)界面邊界。，下面是雙金屬盤式制動器轉(zhuǎn)子及其制造方法專利的具體信息內(nèi)容。
1、一種制造摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子的方法，所述方法包括以下步驟：
在嵌件上提供陶瓷涂層，其中所述嵌件具有主體，該主體具有從其上延伸 出的用于將所述嵌件固定在鑄模內(nèi)的所需位置處的突出部；
洗掉所述突出部上的陶瓷涂層；
將所述嵌件定位到鑄模中；以及
在鑄模中圍繞所述嵌件澆鑄盤式制動器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子頰板，以便使得每個突 出部的一部分都與轉(zhuǎn)子頰板相連接，并且使得涂層大體上與轉(zhuǎn)子頰板不相連接 由此涂層在主體與頰板之間提供了適當(dāng)?shù)淖枘峤缑孢吔?，并且每個突出部與轉(zhuǎn) 子頰板間的所述至少部分地連接防止導(dǎo)致發(fā)生腐蝕的外部元素在摩擦阻尼盤式 制動器轉(zhuǎn)子處于使用狀態(tài)時到達(dá)界面邊界。
2、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述嵌件包含鋼并且所述鑄件包含鑄鐵。
3、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述陶瓷涂層包括含有與有機(jī)粘結(jié)劑混 合在一起的氧化鋁和二氧化硅微粒的鑄模涂料。
4、如權(quán)利要求1所述的方法，其中在施加所述涂層之前對所述嵌件進(jìn)行噴 砂處理。
5、如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述涂層被噴涂到所述嵌件上，并且在 所述定位于鑄模中之前，所述嵌件在大約500華氏度條件下被加熱至少大約45 分鐘。
6、如權(quán)利要求5所述的方法，其中在所述嵌件已被加熱后從所述突出部上 局部地去除所述涂層。
7、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述陶瓷涂層的厚度大約在50微米到 300微米之間。
8、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述嵌件的厚度大約在1.5毫米到2.0 毫米之間。
9、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述突出部位于所述主體的內(nèi)部和外部。
10、如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述嵌件具有在其中形成的便于鑄模 填料通過的通孔。
11、如權(quán)利要求1所述的方法，其中從嵌件的下面填充所述鑄模，從而防 止熔融金屬過早地接觸嵌件。
12、一種摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子，包括：
具有定位在其中的嵌件的至少一個轉(zhuǎn)子頰板，所述嵌件具有大體上呈環(huán)狀 的主體，該主體具有多個從其上延伸出的突出部，并且每個突出部的一部分與 轉(zhuǎn)子頰板相連接，同時主體通過陶瓷涂層與轉(zhuǎn)子頰板隔開，從而使得所述主體 提供與頰板的適當(dāng)?shù)淖枘峤缑孢吔?，同時突出部與轉(zhuǎn)子頰板的連接防止導(dǎo)致發(fā) 生腐蝕的外部元素到達(dá)界面邊界。
13、如權(quán)利要求12所述的摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子，其中所述突出部位于 所述主體內(nèi)部。
14、如權(quán)利要求12所述的摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子，其中所述突出部位于 所述主體外部。
15、如權(quán)利要求12所述的摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子，其中所述突出部位于 所述主體內(nèi)部和外部。
16、如權(quán)利要求12所述的摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子，其中所述嵌件包含鋼 并且所述鑄件包含鑄鐵。
17、如權(quán)利要求12所述的摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子，其中所述陶瓷涂層包 括含有與有機(jī)粘結(jié)劑混合在一起的氧化鋁和二氧化硅微粒的鑄模涂料。
18、如權(quán)利要求12所述的摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子，其中所述陶瓷涂層的 厚度大約在50微米到300微米之間。
19、如權(quán)利要求12所述的摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子，其中所述嵌件的厚度 大約在1.5毫米到2.0毫米之間。
20、如權(quán)利要求12所述的摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子，其中所述嵌件主體呈 環(huán)形并且上面具有直立的環(huán)形加強(qiáng)肋。
21、如權(quán)利要求12所述的摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子，其中所述嵌件主體是 環(huán)形的并且具有從其上徑向延伸出的突出部，并且在其上具有多個與所述突出 部共同延伸的直立的環(huán)形加強(qiáng)肋。
22、如權(quán)利要求12所述的摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子，其中所述嵌件主體呈 環(huán)形并且具有沿所述嵌件的內(nèi)徑向下折彎的凸緣。
23、一鐘制造摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子的方法，所述方法包括以下步驟：
提供嵌件，所述嵌件具有主體，該主體具有從其上延伸出的用于將所述嵌 件固定在鑄模內(nèi)的所需位置處的突出部，其中，在主體上而不是在突出部上提 供陶瓷涂層；
將所述嵌件定位到鑄模中；以及
在所述鑄模中圍繞所述嵌件澆鑄盤式制動器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子頰板，以便使得每 個突出部的一部分都與轉(zhuǎn)子頰板相連接，并且使得涂層大體上與轉(zhuǎn)子頰板不相 連接由此涂層在主體與頰板之間提供了適當(dāng)?shù)淖枘峤缑孢吔?，并且每個突出部 與轉(zhuǎn)子頰板間的所述至少部分地連接防止導(dǎo)致發(fā)生腐蝕的外部元素在摩擦阻尼 盤式制動器轉(zhuǎn)子處于使用狀態(tài)時到達(dá)界面邊界。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種雙金屬盤式制動器轉(zhuǎn)子和制造雙金屬盤式制動器轉(zhuǎn)子的 方法，其中一個嵌件采用鑄入制動器轉(zhuǎn)子中，以提供更好的噪音阻尼而不使轉(zhuǎn) 子受到腐蝕。
背景技術(shù)
盤式制動系統(tǒng)通常還包含一個卡鉗，卡鉗支撐一對彼此相對的制動墊片， 一個制動墊片疊置于相應(yīng)的轉(zhuǎn)子頰板制動表面，其中，卡鉗，制動墊片，以及 其它相關(guān)的制動器部件一起構(gòu)成″制動組件(brake?corner)″。通常，卡鉗可以 使制動墊片從一個或多個轉(zhuǎn)子頰板的制動表面脫離。機(jī)動車輛制動發(fā)生在制動 組件，由卡鉗將制動墊片壓在一個或多個轉(zhuǎn)子頰板的制動表面之上。在一個或 多個旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子頰板和非旋轉(zhuǎn)式制動墊片之間的摩擦相互作用致使機(jī)動車輛制 動發(fā)生，制動效率取決于制動墊片相對制動表面的壓力。
當(dāng)制動發(fā)生時在制動組件產(chǎn)生不期望的剎車聲響。這種剎車聲響是盤式 制動器轉(zhuǎn)子(通常由鑄鐵組成)由制動墊片的摩擦材料所模態(tài)激勵的結(jié)果。在 以前的工藝中剎車聲響通過減少盤式制動器轉(zhuǎn)子由剎車墊片的摩擦材料引起 的模態(tài)激勵來處理(即降低摩擦系數(shù))，經(jīng)過改變轉(zhuǎn)子頰板的模態(tài)特性來改變 制動組件的模態(tài)激勵反應(yīng)(即通過含碳量較高的一個或多個轉(zhuǎn)子頰板和/或增加 盤式制動器轉(zhuǎn)子數(shù)量，或用特殊、昂貴的材料來改變共振頻率、幅態(tài)、結(jié)構(gòu)阻 尼)，以及通過例如經(jīng)由制動墊片底板上放置的薄墊片通過引入額外的阻尼。
對大多數(shù)制動組件而言上述剎車聲響的解決對策是相對有效的，但是為 了獲得好的效果它們需要大量的測試和分析。不幸的是，由于來自制動墊片的 摩擦材料所致的強(qiáng)烈的模態(tài)激勵，對于測試的機(jī)動車輛的制動組件，或有著高 摩擦襯墊材料的機(jī)動車輛，是和先前的剎車聲響的解決對策相矛盾的。
與本發(fā)明共同轉(zhuǎn)讓且在此作為參考被引用的2004年10月8日申請的美 國專利申請No.10/961813教導(dǎo)了在轉(zhuǎn)子內(nèi)配置具有嵌件以提供提高的阻尼的 Coulomb摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子。
發(fā)明內(nèi)容
突出部可以位于環(huán)形主體的內(nèi)部(即從內(nèi)徑延伸出)，也可以位于環(huán)形 主體的外部(即從外徑延伸出)，或同時位于環(huán)形主體的內(nèi)部和外部。嵌件 材料優(yōu)選是鋼同時鑄件材料為鑄鐵。陶瓷涂層優(yōu)選為含有與有機(jī)粘結(jié)劑混合在 一起的氧化鋁和二氧化硅微粒的鑄模涂料。此外，在施加所述涂層之前對所述 嵌件進(jìn)行噴砂處理。所述涂層被噴涂到所述嵌件上，并且在所述定位于鑄模中 之前，所述嵌件在大約500華氏度條件下被加熱至少大約1小時。 在所述嵌件已被加熱后從所述突出部上局部地去除所述涂層。所述陶瓷涂層的 厚度大約在50微米到300微米之間，所述嵌件的厚度大約在1.5毫米到2.0毫 米之間。
另一種可選方式是，不是先將涂層施加到主體和突出部上然后洗掉所述 突出部上的陶瓷涂層，而是可以在將涂層僅施加到主體上的時候?qū)⑼怀霾可w住 (遮蔽住)。同時，石墨涂層可被施加到突出部上以增強(qiáng)連接。
所述嵌件可設(shè)有沿徑向進(jìn)行延伸的或環(huán)形延伸的加強(qiáng)肋。另一種可選方 式是，所述嵌件可包括沿所述環(huán)形嵌件主體的內(nèi)徑向下折彎的凸緣，和/或可 包括便于鑄模填料通過的通孔，以防止在充填鑄型的過程中嵌件被抬起。
通過閱讀下面對優(yōu)選實施例進(jìn)行的描述，本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu) 點中將會更加清晰。
附圖說明
圖1a是根據(jù)本發(fā)明的定位在鑄模內(nèi)的嵌件的側(cè)剖示意圖；
圖1b是圖1a中所示區(qū)域1b的局部放大視圖；
圖1c是圖1a中所示根據(jù)本發(fā)明的在合模并且將熔融鐵水注入到鑄模中以 便形成摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子時圖1a中的鑄模和嵌件的側(cè)剖示意圖；
圖1d是圖1a中所示根據(jù)本發(fā)明的在開模并且摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子 從鑄模中頂出時圖1a中的鑄模的側(cè)剖示意圖；
圖2是圖1a-d中所示嵌件的平面圖，圖中用虛線示出了其它可選的結(jié)構(gòu)；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一可選實施例的嵌件的平面圖，；
圖3a是具有其它可選的加強(qiáng)凸起的嵌件的局部剖面示意圖；
圖3b是具有其它可選的向下折彎的加強(qiáng)凸緣的嵌件的局部剖面示意圖；
圖4是鑄模處于閉合狀態(tài)用于進(jìn)行澆鑄時，用于鑄造具有開口的轉(zhuǎn)子頰 板的摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子的定位在鑄模內(nèi)的嵌件的側(cè)剖示意圖。
具體實施方式
參見圖2，圖中示出了嵌件18的平面圖。如圖中所示，嵌件18具有大體 上呈環(huán)狀的主體30，該環(huán)狀主體30具有從其上延伸出的突出部20。每個突出 部包括遠(yuǎn)端部32和近端部34。如圖1c所示，遠(yuǎn)端部32分別被截留在切除部 22、24和平臺26、28之間，而每個突出部20的近端部34暴露在型腔16內(nèi) 的熔融金屬中。
鑄模10優(yōu)選是砂型，嵌件18是在圍繞整個主體30的兩個相對的表面36、 38(如圖1b所示)上均有涂層的預(yù)制的鋼構(gòu)件。這些涂覆表面36、38在鑄造 過程中不與澆鑄金屬接觸。沿著這些涂覆表面36、38的″潤濕性″或親合力的 不足可產(chǎn)生預(yù)期的阻尼界面邊界。然而，突出部20，尤其每個突出部20的近 端部34被構(gòu)造成與轉(zhuǎn)子頰板的澆鑄金屬相連接。由于嵌件18的涂覆表面36、 38不與轉(zhuǎn)子頰板的澆鑄金屬接觸，與頰板形成適當(dāng)?shù)淖枘峤缑孢吔?。然而?突出部，尤其是其近端部34，與轉(zhuǎn)子頰板澆注金屬的接觸防止外部因素引起 的腐蝕到達(dá)涂覆表面36、38和轉(zhuǎn)子頰板的澆鑄金屬之間的界面邊界。這種連 接可以通過如下方式實現(xiàn)，即首先在突出部20上涂布和形成主體30的涂覆表 面36、38涂層相同的材料，然后清除突出部20的涂層以局部地移除涂層使突 出部被微焊接至鑄鐵以便有效密封嵌件/鐵界面的源自鑄件外部的水或其它因 素腐蝕而導(dǎo)致的縫隙。另外，除了先將涂層涂布到整個嵌件然后局部清潔突出 部外，石墨涂層可施加于突出部20以強(qiáng)化和澆鑄金屬的接觸。因此所謂突出 部邊緣的″濕潤性″也可以通過在進(jìn)行涂布前遮蓋住突出部來實現(xiàn)。嵌件材料可 以是任何熔點高于鑄鐵的且在鑄造過程中不會被熔解的材料。
上面提及的涂覆表面36、38首先應(yīng)當(dāng)清理干凈表面上的油、銹跡或污物。 可使用脫脂劑去除油的薄膜，鋼絲絨可用于除銹。最佳效果是當(dāng)對鋼制嵌件進(jìn) 行噴砂處理時表面沒有油和銹跡。這樣在使表面變粗糙的同時有利于涂層更好 地進(jìn)行附著。
優(yōu)選的涂層材料是一種商標(biāo)名稱為IronKote且可從安大略省韋蘭的加拿 大維蘇威耐火材料公司購買到的陶瓷鑄模涂料。IronKote是氧化鋁、二氧化 硅微粒與有機(jī)粘結(jié)劑混合在一起的混合物。IronKote大約是47.5％的氧化鋁和 39.8％二氧化硅與有機(jī)粘結(jié)劑lignisole(lignosulfanate)的混合物。該涂層的 厚度優(yōu)選大約在50微米到300微米之間。也可以使用熔點高于鑄鐵的其它陶 瓷涂層。
一旦嵌件被清洗干凈且不帶油和銹跡，可以用IronKote進(jìn)行浸蘸或在兩 個側(cè)表面36、38上進(jìn)行噴灑并且進(jìn)行空氣干燥。嵌件然后被放置在烘箱內(nèi)， 溫度為500華氏度并持續(xù)45分鐘。這樣就最小限度地吸收水分和有機(jī)粘合劑， 并提供了相對均勻的涂層。
一旦結(jié)束涂裝工藝后，用鋼絲絨從突出部上局部地去除涂層。隨著涂層 從突出部上被除去，在鑄鐵和嵌件的鋼制突出部之間形成連接。
參見圖1d，鑄模10處于開啟位置，摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子40從型腔 移出。如圖所示，摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子40具有帽子部42，該帽子部具有 在其邊緣周圍延伸的轉(zhuǎn)子頰板44，和設(shè)置在轉(zhuǎn)子頰板44內(nèi)的嵌件18。在摩擦 阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子40從鑄模10取出后嵌件18的突出部20的遠(yuǎn)端32將被 機(jī)械加工掉。
可以在內(nèi)徑、外徑或者同時在兩個位置使用定位突出部以便在金屬鑄造 過程中穩(wěn)定嵌件。例如，圖2中嵌件18具有如部分剖視圖所示的可選的內(nèi)部 突出部56。突出部的數(shù)量和位置取決于具體的轉(zhuǎn)子幾何形狀和尺寸，以及鋼 制嵌件的厚度。突出部56和20可以一起使用或單獨使用。
鋼制嵌件的厚度優(yōu)選在1.5毫米到2毫米之間，當(dāng)然也可使用其它厚度。 在厚度未達(dá)到使周圍鑄件“冷卻”達(dá)到有害的碳化物析出點的同時，選擇所述 厚度以防止嵌件產(chǎn)生彎曲。
通過防止鋼制嵌件在鑄造過程中與鐵發(fā)生反應(yīng)，保持用于所需聲阻尼的 界面。通過增強(qiáng)突出部與鑄鋼之間的連接，消除突出部區(qū)域的縫隙以便使界面 與鑄件的外部環(huán)境隔離開從而消除在使用中存在的腐蝕問題。此外，多于一個 嵌件可被鑄造在轉(zhuǎn)子內(nèi)的適當(dāng)位置處。
圖2還以虛線示出了可選的通孔45，在使熔融金屬移動嵌件18的動作呈 最小程度的同時，有利于進(jìn)行鑄模填充。換句話說，當(dāng)鑄模如圖1d所示通過 澆口通道47被填充時，孔45防止熔融材料將嵌件抬起。通過在所述部分下面 設(shè)置澆道并采用水平澆注工藝，金屬不再過早沖到或濺到嵌件上面。另外，靜 止不動的鑄模填充防止在充型過程中金屬液滴與熔融金屬接觸之前濺到嵌件 上，以避免鐵的小液滴的過早凝固。
此外，熔融材料優(yōu)選在澆口通道47處被過濾，如圖1d所示，利用陶瓷 過濾器以減少與渣相關(guān)的缺陷。
再看圖3，圖中示出了另一種可選的嵌件18A，所述嵌件包括環(huán)形加強(qiáng)肋 41和徑向加強(qiáng)肋43，其與突出部20同時存在。這些可選的肋41，43有助保 持嵌件18A在充型過程中的位置和形狀(即防止出現(xiàn)″土豆?fàn)钏槠?。優(yōu)選地， 所述肋.040英寸厚，帶有.060英寸(1.5毫米)厚的嵌件。
另一種可選方式是，加強(qiáng)肋41可以是如圖3a中嵌件18B的局部剖面示 意圖所示的加強(qiáng)脊41A。參見圖3b，在進(jìn)一步可選的實施例中，如圖3所示 嵌件18的環(huán)形主體的內(nèi)徑49可包括如圖3b中嵌件18C的局部剖面示意圖所 示的向下折彎的凸緣41B。這些不同的加強(qiáng)肋有助保持嵌件18，18A，18B， 或者18C在充型過程中的位置和形狀。
圖3還示出了由虛線所示的隆起區(qū)域71，以表示在如附圖1c中的切除部 和平臺22，26，24和28區(qū)域中形成的模腔中設(shè)置的間隙。鑄模10中的這些 隆起區(qū)域71使得當(dāng)熔融金屬加熱嵌件時嵌件可以擴(kuò)展而不發(fā)生變形。
本發(fā)明提供了減弱了的盤式制動器噪音和尖叫聲，并且限制了在機(jī)械加 工后所暴露的嵌件發(fā)生腐蝕。
上述過程也可以用于開口型轉(zhuǎn)子頰板結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)注意的是：在轉(zhuǎn)子頰板 中的兩個或者可選擇的一個設(shè)置一個或者多個嵌件。例如，圖4示出了鑄模 60，該鑄模具有上、下半模62、64，在其間形成型腔66，用于形成配置有開 口型頰板的摩擦阻尼盤式制動器轉(zhuǎn)子。具有輻板結(jié)構(gòu)68和嵌件70的預(yù)先制造 的型芯被支撐在型腔66內(nèi)并且鑄造。具有輻板結(jié)構(gòu)的型芯形成了頰板的開口 形狀。嵌件70具有支撐在切除部74和平臺76之間的突出部72。參見圖1a-d 中實施例的描述，在嵌件的主體被涂布并且不與鑄造金屬相連接以形成適當(dāng)?shù)?阻尼界面邊界的同時，突出部72被用于連接鑄造金屬。突出部的連接可防止 發(fā)生腐蝕。
對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，以上所述的優(yōu)選實施例可以 進(jìn)行改變或修改。在不偏離本發(fā)明范圍的情況下可以進(jìn)行所述改變和修改，所 述范圍僅由所附權(quán)利要求書的范圍進(jìn)行限定。
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