一種鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種碳陶制動盤，適用于車輛制動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]制動系統(tǒng)是車輛上最重要的安全單元之一，目前不同汽車采用不同的制動系統(tǒng)，例如有盤式制動器、鼓式制動器。盤式制動器是目前汽車應用最為廣泛的制動器，具有構(gòu)造相對簡單、維修方便、制動效果穩(wěn)定、系統(tǒng)反應快速等一系列優(yōu)點。盤式制動器多數(shù)由鑄鐵類材料及各種鋼制和少數(shù)碳碳及碳陶瓷類材料組成。
[0003]鑄鐵類及各種鋼制制動盤制備工藝成熟簡易，生產(chǎn)周期較短，成本較低，但重量較重，其密度為7.5g/cm3。在使用過程中用戶反映耐磨性差，磨損較快，散熱效果不好，反復踩剎車后將導致剎車力矩因為受熱而明顯損失。
[0004]碳碳制動盤重量較輕，摩擦系數(shù)高且穩(wěn)定，耐磨性、磨合性和導熱性優(yōu)良；但其制備工藝復雜，生產(chǎn)周期過長，成本過高，目前僅在賽車級高級跑車上使用。
[0005]在專利CN 10355369A “一種碳陶復合材料制動盤及制備方法”中，碳陶瓷制動盤盡管其重量較輕，密度約為2.0g/cm3。摩擦系數(shù)高且穩(wěn)定，耐磨性、磨合性和導熱性優(yōu)良，污染生態(tài)環(huán)境極少，使用負荷高等一系列優(yōu)異性能，尤其環(huán)境適應性強，在雨水、油、酸堿和結(jié)冰等惡劣氣候條件下摩擦性能衰減少等顯著優(yōu)點，但是碳陶瓷制動盤制備工藝復雜，生產(chǎn)周期較長，成本高，制造及推廣應用受到限制。
[0006]在實用新型CN 203962793U “一種高速列車制動盤”中，碳陶摩擦塊通過鉚接方式與鋼骨架連接，可拆卸性差，不宜更換，維護難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服【背景技術(shù)】中所提到的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型提供一種鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤。
[0008]本實用新型的技術(shù)解決方案如下:
[0009]一種鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤，包括金屬支撐體及多個碳陶摩擦塊，所述金屬支撐體包括兩個相對的圓環(huán)面，其特殊之處在于:
[0010]兩個相對的圓環(huán)面上還設置有多個凹腔，所述凹腔的數(shù)量與碳陶摩擦塊的數(shù)量相同，所述凹腔的形狀與碳陶摩擦塊的形狀相同，所述碳陶摩擦塊鑲嵌在凹腔內(nèi)，一個凹腔對應放置一個碳陶摩擦塊，鑲嵌在凹腔內(nèi)的碳陶摩擦塊與金屬支撐體可拆卸連接。
[0011]以上為本實用新型的基本方案，基于該基本方案，本實用新型還做出以下優(yōu)化限定。
[0012]上述碳陶摩擦塊與凹腔膠接或通過螺釘連接。
[0013]上述碳陶摩擦塊與凹腔膠接后再通過螺釘連接。
[0014]上述單個圓環(huán)面上的碳陶摩擦塊的數(shù)量為奇數(shù)，兩個相對的圓環(huán)面上碳陶摩擦塊錯開。
[0015]上述多個凹腔以金屬支撐體的圓環(huán)面的中心為中心圓周設置，相鄰兩個凹腔之間具有間隙。
[0016]上述述碳陶摩擦塊的厚度為h，1mm ^ h ^ 5mm。
[0017]上述述凹腔的深度比碳陶摩擦塊的厚度小2?3mm。
[0018]上述單個圓環(huán)面上的碳陶摩擦塊的數(shù)量大于等于I小于20。
[0019]上述碳陶摩擦塊的密度為1.85?2.20g/cm3。
[0020]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是:
[0021]1、本實用新型的制動盤上的碳陶摩擦塊可拆卸，可更換，免除盤面磨損須整體更換的高額成本。
[0022]2、本實用新型制動盤上的碳陶摩擦塊數(shù)量為奇數(shù)，并且兩摩擦面摩擦塊位置相對錯開排布，避免共振。
[0023]3、本實用新型的制動盤由于采用了碳陶摩擦塊，因此具有碳陶摩擦材料濕態(tài)/鹽霧下動靜摩擦系數(shù)基本不衰減，反復踩剎車后剎車力矩因為受熱而衰減較小等優(yōu)點。
[0024]4、本實用新型的制動盤的摩擦面積通過摩擦塊的數(shù)量及形狀可設計，可滿足不同類型車輛；
[0025]5、本實用新型的的制動盤還具有生產(chǎn)周期短、成本低、制備過程簡單，可以作為工業(yè)制動大批量開發(fā)和應用的優(yōu)點。
[0026]6、本實用新型凹槽與碳陶摩擦塊采用膠結(jié)結(jié)構(gòu)，膠結(jié)結(jié)構(gòu)一方面可以起到緩沖層作用，另一方面防止碳陶摩擦塊松動脫落，還可以起到防止連接螺釘松動的作用。
[0027]7、本實用新型相鄰兩個凹腔之間具有間隙，可起到通風槽的作用，便于散熱及排肩。
[0028]8、本實用新型中凹腔深度比碳陶摩擦塊的厚度低2?3mm，在使用過程中，可以避免支撐體的損壞。
【附圖說明】
[0029]圖1為碳陶摩擦塊的示意圖；
[0030]圖2為本實用新型的主視剖視圖；
[0031]圖3為本實用新型的右視圖；
[0032]圖4為本實用新型的左視圖；
[0033]其中附圖標記為:1-碳陶摩擦塊、11-螺釘孔、2-金屬支撐體、21-圓環(huán)面、22-凹腔、23-螺釘、3-金屬支撐體法蘭。
【具體實施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選方式進行說明。
[0035]本實用新型提供一種鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤，該復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤由碳陶摩擦塊I與金屬材料支撐體2組成。碳陶摩擦塊I與金屬材料支撐體2通過合適的連接方式連接，得到復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤。其中，碳陶摩擦塊的數(shù)量為奇數(shù)塊且小于20大于等于1，厚度尺寸為h(10彡h彡5)_。金屬材料支撐體2由能夠滿足制動盤力學性能的合適金屬材料組成。金屬材料制動盤的兩個相對的圓環(huán)面上設置有與碳陶摩擦塊I形狀及數(shù)量匹配的凹腔，且凹腔以圓軸陣列均布排列，每兩個凹腔間距以及凹腔外形面距盤外圓距離可根據(jù)碳陶摩擦塊I的數(shù)量及形狀設計，考慮碳陶摩擦塊磨損率小，凹腔深度比碳陶摩擦塊I的厚度低2?3_，碳陶摩擦塊的形狀可選用圖1的形狀。
[0036]碳陶摩擦塊的厚度選擇一是考慮到碳陶摩擦塊成本相對較高，盡量讓碳陶摩擦塊的厚度小一些；二是考慮到碳陶摩擦塊與凹腔膠接后再通過螺釘連接，連接螺釘?shù)纳隙嗣媾c碳陶摩擦塊上端面要有I?3mm的磨損量。
[0037]本實用新型的加工步驟具體如下:
[0038]步驟I)碳陶材料摩擦塊體I的制備:
[0039]將密度在1.85?2.20g/cm3碳陶復合材料，按照設計結(jié)構(gòu)采用常規(guī)機械加工方法，加工成合適形狀及厚度的摩擦塊體。
[0040]步驟2)金屬材料支撐體2凹腔基體加工:
[0041]采用常規(guī)機械加工方法，將金屬材料支撐體2按照設計結(jié)構(gòu)，加工成與碳陶摩擦塊I中形狀及數(shù)量匹配的凹腔。
[0042]步驟3金屬材料支撐體2凹腔與碳陶材料摩擦塊體I的復合:
[0043]將步驟I中的碳陶摩擦塊體I配于步驟2中金屬材料支撐體2凹腔內(nèi)，并均勻涂抹無機硅酸鹽系列的高溫膠，高溫膠可選用研泰化學科技有限公司生產(chǎn)的TXG-6019無機硅酸鹽系列，耐800°C以上的高溫結(jié)構(gòu)膠，之后利用平板壓力機以壓力3MPa，保壓時間5分鐘數(shù)，將金屬材料支撐體2凹腔與碳陶材料摩擦塊體I壓合，再利用高強金屬螺釘進行緊固連接。最后將裝配好的制動盤摩擦鑲塊所在面進行平整加工，碳陶材料摩擦塊體高出緊固連接鑄鐵制動盤高強金屬螺釘面I?2mm的摩擦磨損高度，得到如圖2-4所示成品。
[0044]實施例:碳陶摩擦塊與金屬材料鑄鐵制動盤(鑲嵌組成。鑄鐵制動盤作為基體，碳陶材料塊體作為摩擦體，將9塊合適形狀碳陶摩擦體配于鑄鐵制動盤基體的對應凹腔內(nèi)，再用螺釘緊固連接，得到復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤。
【主權(quán)項】
1.一種鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤，包括金屬支撐體及多個碳陶摩擦塊，所述金屬支撐體包括兩個相對的圓環(huán)面，其特征在于: 兩個相對的圓環(huán)面上還設置有多個凹腔，所述凹腔的數(shù)量與碳陶摩擦塊的數(shù)量相同，所述凹腔的形狀與碳陶摩擦塊的形狀相同，所述碳陶摩擦塊鑲嵌在凹腔內(nèi)，一個凹腔對應放置一個碳陶摩擦塊，鑲嵌在凹腔內(nèi)的碳陶摩擦塊與金屬支撐體可拆卸連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤，其特征在于:所述碳陶摩擦塊與凹腔膠接或通過螺釘連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤，其特征在于:所述碳陶摩擦塊與凹腔膠接后再通過螺釘連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤，其特征在于:單個圓環(huán)面上的碳陶摩擦塊的數(shù)量為奇數(shù)，兩個相對的圓環(huán)面上碳陶摩擦塊錯開。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的一種鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤，其特征在于:所述多個凹腔以金屬支撐體的圓環(huán)面的中心為中心圓周設置，相鄰兩個凹腔之間具有間隙。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤，其特征在于:單個圓環(huán)面上的碳陶摩擦塊的數(shù)量為奇數(shù)，兩個相對的圓環(huán)面上碳陶摩擦塊錯開。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤，其特征在于:所述碳陶摩擦塊的厚度為 h，1mm5mm。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤，其特征在于:所述凹腔的深度比碳陶摩擦塊的厚度小2?3mm。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤，其特征在于:單個圓環(huán)面上的碳陶摩擦塊的數(shù)量大于等于I小于20。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤，其特征在于:碳陶摩擦塊的密度為 1.85 ?2.20g/cm3。
【專利摘要】本實用新型提供一種鑲嵌式復合結(jié)構(gòu)碳陶制動盤，包括金屬支撐體及多個碳陶摩擦塊，所述金屬支撐體包括兩個相對的圓環(huán)面，兩個相對的圓環(huán)面上還設置有多個凹腔，所述凹腔的數(shù)量與碳陶摩擦塊的數(shù)量相同，所述凹腔的形狀與碳陶摩擦塊的形狀相同，所述碳陶摩擦塊鑲嵌在凹腔內(nèi)，一個凹腔對應放置一個碳陶摩擦塊，鑲嵌在凹腔內(nèi)的碳陶摩擦塊與金屬支撐體可拆卸連接。本實用新型的制動盤上的碳陶摩擦塊可拆卸，可更換，可免除盤面磨損須整體更換的高額成本。
【IPC分類】F16D65/12, F16D69/04
【公開號】CN204755672
【申請?zhí)枴緾N201520362894
【發(fā)明人】王鵬, 成來飛, 鄔國平, 郭擁軍, 左新章, 馬玉潔
【申請人】西安鑫垚陶瓷復合材料有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年5月29日