由异质材料制造的制动盘及其制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 基于35U. S. C. § 119,本申请要求于2013年12月31日在韩国知识产权局提交的 韩国专利申请第10-2013-169205号优先权，其公开内容通过引用的方式全部并入本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种制动盘。具体地，制动盘可以通过使摩擦部与帽部结合而形成，摩 擦部与帽部由异质或不同的材料制造，从而提高制动盘的耐久性。还提供一种制造由异质 材料制成的制动盘的方法。
【背景技术】
[0004] 总体而言，车辆的制动盘是指用于使车辆减速或停止的装置，并构成车辆所必须 的制动系统。在制动系统中使用的制动盘通过利用经与摩擦材料摩擦所产生的摩擦力，将 车辆的动能转化为热能等，以使车辆停止或减速。
[0005] 在现有技术的制动盘中，安装到轮毂的帽部与制动时摩擦的摩擦部均由单一材料 制成，例如具有片状石墨结构的灰铸铁，以显示出优异的制动特性，如震动衰减性能、阻尼 特性、散热特性以及润滑功能。
[0006] 最近，随着石油能源的消耗、气候变化问题以及温室气体的增加，汽车工业已致力 于发展提高燃料效率的技术。在这些努力中，已聚焦于减轻车辆重量而不使车辆性能变差 的技术，以提高燃料效率。
[0007] 具体地，减轻车辆的下部的重量可以直接影响车辆的性能和燃料效率，以及直接 关系到车轮驱动负载的非悬挂质量的减小可以有效地提高燃料效率。
[0008] 例如，为减少车辆下部中制动盘的重量，已开发出由异质材料制造的制动盘，其摩 擦部采用灰铸铁，且帽部采用铝。
[0009] 然而，当由异质材料制造的制动盘出现制动速度和制动负载严峻的状况，例如当 摩擦表面的温度增至约800°C时，由于灰铸铁制造的摩擦部10与铝合金制造的帽部20之间 的热膨胀系数的差别，在摩擦部会产生裂缝30 (图1)。
[0010] 上述在该【背景技术】部分公开的信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能 含有不构成该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。
【发明内容】
[0011] 本发明提供一种由异质材料制造的制动盘，其中多个桥可以被优化以改善铸造性 能及缓解应力。因此，可以消除如上所述的问题，例如因摩擦部与帽部之间热膨胀系数的差 别而产生裂缝。还提供制造该制动盘的方法。
[0012] 在示例性实施方式中，由异质材料制成的制动盘可以包含：灰铸铁摩擦部，其在其 中心包含结合孔，成型为盘状，并与垫接触以产生制动力；和铝帽部，其与灰铸铁摩擦部的 一个面结合。具体地，摩擦部可以包括多个桥，这些桥以预先确定的间隔进行定位并朝向结 合孔从摩擦部的内表面形成且具有凸出形状。在一些示例性实施方式中，桥的数目由以下 等式确定：
【主权项】
1. 一种包含异质材料的制动盘，其包含： 灰铸铁摩擦部，其在其中心具有结合孔，成型为盘状，并与垫接触以产生制动力；以及 铝合金帽部，其与所述灰铸铁摩擦部的一个表面结合， 所述摩擦部包括多个桥，所述桥在朝向所述结合孔的方向上以预先确定的间隔从所述 摩擦部的内表面形成并具有凸出的形状，且所述桥的数目由以下等式确定，
T是指最大制动转矩，fs是指安全系数，1是指从所述摩擦部的内表面到负载施加点的 垂直距离，z是指惯性矩，tw是指所述桥的厚度，b是指所述桥的宽度，σ 1是指材料和行驶 条件下的屈服强度，且R是指从中心的所述结合孔到所述摩擦部的内表面的距离。
2. 根据权利要求1所述的制动盘，其中，所述桥沿着所述结合孔的周围以对称结构形 成。
3. 根据权利要求1所述的制动盘，其中，当b为约3. 55mm，T为约220kgm，R为约94mm，1 为约 3mm，b 为约 10mm，tw为约 6. 3mm，f s为约 L 25，σ t为约 4. 5kgf/mm2,且 F 为约 69. 73kgf 时，所述桥的数目为约35至84。
4. 一种制造包含异质的或不同的材料的制动盘的方法，包括以下步骤： 铸造灰铸铁摩擦部并然后预加热所述摩擦部的步骤，所述摩擦部中桥的数目由以下等 式确定； 将预加热的摩擦部插入模具的下部中的安装步骤； 将所述模具的上部与所述模具的下部结合并注入熔融的作为帽部的原材料的铝合金 的铸造步骤；以及 在所述熔融的铝合金凝固或固化后进行脱模和后加工的完成步骤，
T是指最大制动转矩，fs是指安全系数，1是指从所述摩擦部的内表面到负载施加点的 垂直距离，z是指惯性矩，tw是指所述桥的厚度，b是指所述桥的宽度，σ 1是指材料和行驶 条件下的屈服强度，且R是指从中心结合孔到所述摩擦部的内表面的距离。
5. 根据权利要求4所述的方法，还包括： 在所述预加热步骤之前，使用具有约30至100 μ m尺寸的粒度的砂粒对所铸造的摩擦 部进行喷砂处理的预处理步骤。
6. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述预加热步骤在约250°C至400°C的温度下进 行约1至3小时。
7. 根据权利要求5所述的方法，其中，在所述对所铸造的摩擦部进行喷砂处理的预处 理步骤中，厚度为约3至IOmm的环形加强部件与所述摩擦部的桥的一个面接触。
8. 根据权利要求4所述的方法，其中，所述铸造步骤通过重力铸造方法、熔融金属锻造 方法、低压铸造方法或高压压铸方法进行。
【专利摘要】本申请公开了由异质材料制成的制动盘以及制造该制动盘的方法。具体地，在由异质材料制成的制动盘中，桥的数目可以优化以改善铸造性能并缓解应力，从而避免出现由于摩擦部与帽部之间热膨胀系数的不同而产生的裂缝等。
【IPC分类】F16D65-12, B22D19-16
【公开号】CN104747627
【申请号】CN201410746507
【发明人】金润哲, 韩在玟, 金成进, 李在永, 李京燉
【申请人】现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社, 瑞韩产业株式会社
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月8日
【公告号】US20150184712