本公開涉及盤中鼓式制動(dòng)盤及其制造方法。

背景技術(shù)：

在這部分中的陳述僅提供與本公開有關(guān)的背景信息，且不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

通常而言，用于車輛的制動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)制動(dòng)系統(tǒng)的功能而劃分為腳制動(dòng)系統(tǒng)以及駐車制動(dòng)系統(tǒng)，在腳制動(dòng)系統(tǒng)中，駕駛員在駕駛車輛時(shí)將他或她的腳按下踏板以向車輛提供制動(dòng)力，而在駐車制動(dòng)系統(tǒng)中，駕駛員在停車或停止車輛時(shí)對桿等進(jìn)行操縱以制動(dòng)車輛，從而車輛由于外部沖擊或在斜坡道路上的自身負(fù)荷而無法移動(dòng)。

用于車輛的制動(dòng)系統(tǒng)可以根據(jù)制動(dòng)系統(tǒng)的操作方法而劃分為盤式制動(dòng)系統(tǒng)和鼓式制動(dòng)系統(tǒng)。

在這當(dāng)中，盤式制動(dòng)系統(tǒng)具有的結(jié)構(gòu)為，在與車輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)的盤的兩面上設(shè)置的墊片通過壓緊盤來制動(dòng)盤，且主要安裝在車輛的前輪上；而鼓式制動(dòng)系統(tǒng)具有的結(jié)構(gòu)為，在與車輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)的鼓中設(shè)置的一對制動(dòng)蹄通過擴(kuò)張以制動(dòng)鼓，且主要安裝在后輪上。

此處，安裝在后輪中的鼓式制動(dòng)系統(tǒng)起到駐車制動(dòng)器以及主要制動(dòng)器的作用。

更具體地說，鼓式制動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)由鋼索而與在車輛內(nèi)部設(shè)置的駐車制動(dòng)桿連接。因此，當(dāng)使用者操作駐車制動(dòng)桿時(shí)，由鋼索拉動(dòng)的制動(dòng)蹄緊緊地貼附于制動(dòng)鼓，從而產(chǎn)生制動(dòng)力。

近來，不是鼓式制動(dòng)器，而是盤式制動(dòng)器也已經(jīng)被用于車輛的后輪。如此，在盤式制動(dòng)器用于后輪的情況下，駐車制動(dòng)獨(dú)立于盤式制動(dòng)器而設(shè)置，其以盤中鼓式(drum in hat，DIH)制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行。盤中鼓式制動(dòng)系統(tǒng)具有設(shè)置在盤式制動(dòng)系統(tǒng)中的鼓式制動(dòng)系統(tǒng)，且根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的常見盤中鼓式制動(dòng)系統(tǒng)具體地公開在現(xiàn)有技術(shù)中。

如相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)中所述，在盤中鼓式制動(dòng)系統(tǒng)的主制動(dòng)部中設(shè)置 的盤帽部的內(nèi)徑部分(其是與摩擦材料產(chǎn)生機(jī)械摩擦的一部分)應(yīng)當(dāng)易于排放摩擦熱并具有優(yōu)良的耐久性。常規(guī)地，上述盤帽部主要使用具有良好的耐熱性和耐磨性的灰鑄鐵。

然而，作為通過引起片狀石墨而獲得的鑄鐵的灰鑄鐵具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和良好的耐腐蝕性以及振動(dòng)吸收性等，而其比重為7.2g/cm³，算是較重的。因此，灰鑄鐵可能會使車輛的行車品質(zhì)、可操作性和燃料效率變差。

此外，由于近期石油能源枯竭、氣候變化等問題，在全球汽車產(chǎn)業(yè)中，用于改善燃料效率的技術(shù)開發(fā)正不斷增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開提供一種盤中鼓式(DIH)制動(dòng)系統(tǒng)，其能夠在減少車輛重量增加的同時(shí)改善車輛的制動(dòng)力，從而改善車輛的行車品質(zhì)、可操作性和燃料效率，并還提供其制造方法。

此外，本公開提供一種DIH制動(dòng)系統(tǒng)，其能夠改善盤帽部的與摩擦材料產(chǎn)生摩擦的內(nèi)徑部分的耐磨性，并還提供其制造方法。

根據(jù)本公開的一個(gè)形式，提供一種盤中鼓式制動(dòng)盤的制造方法，該方法包括：鑄造鑄鐵以制造主制動(dòng)部的主制動(dòng)部鑄造操作；將主制動(dòng)部放在模具中并向模具中注入鋁合金熔化物以形成盤帽部的盤帽部鑄造操作；在室溫下冷卻主制動(dòng)部和盤帽部并分離模具以制造盤中鼓式(DIH)制動(dòng)盤的模具分離操作；拋光盤帽部的內(nèi)徑部分的表面以改善噴涂層的粘附的第一表面處理操作；使用氧化鋁對盤帽部內(nèi)徑部分的表面進(jìn)行短噴砂工序的第二表面處理操作；以及在已進(jìn)行過短噴砂工序的盤帽部的內(nèi)徑部分形成噴涂層的噴涂操作。

制造方法還可以包括，在主制動(dòng)部鑄造操作后，預(yù)熱主制動(dòng)部至400～500℃以改善鋁合金熔化物的流動(dòng)性和填充特性的主制動(dòng)部預(yù)熱操作。

在第一表面處理操作中，盤帽部的內(nèi)徑部分可以研磨成具有1.0～2.0μm的表面粗糙度Ra。

在第二表面處理操作中，盤帽部的內(nèi)徑部分可以進(jìn)行短噴砂處理以具有5.0～8.0μm的表面粗糙度Ra。

在噴涂操作中，噴涂層可以使用火焰線材噴涂法由高碳鋼盤條(SWRH)鐵(Fe)絲形成。

在噴涂操作中，噴涂層可以在10～25μm/道次的速度下形成，且噴涂層可以包含0.44～0.51wt％的碳(C)、0.15～0.35wt％的硅(Si)、0.60～0.90wt％的錳(Mn)、0.04wt％或更少(但除0wt％外)的磷(P)、0.04wt％或更少的硫(S)、余量的鐵(Fe)和附帶的雜質(zhì)。

制造方法還可以在噴涂操作后包括，拋光噴涂層使得噴涂層的厚度為100～150μm且噴涂層的表面粗糙度為0.8～1.8μm的噴涂層拋光操作。

鋁合金熔化物可以包含11～13wt％的硅(Si)、3～5wt％的銅(Cu)、2～4wt％的鎳(Ni)、余量的鋁(Al)和附帶的雜質(zhì)。

根據(jù)本公開的另一個(gè)形式，提供一種用于車輛的盤中鼓式(DIH)制動(dòng)系統(tǒng)，其包含：主制動(dòng)部，其由鑄鐵材料構(gòu)成；以及盤帽部，其結(jié)合至與車輪一起旋轉(zhuǎn)的主制動(dòng)部，并具有在其摩擦表面上形成的噴涂層。

盤帽部可以由包含11～13wt％的硅(Si)、3～5wt％的銅(Cu)、2～4wt％的鎳(Ni)、余量的鋁(Al)和附帶的雜質(zhì)的鋁合金而形成。

噴涂層可以包含0.44～0.51wt％的碳(C)、0.15～0.35wt％的硅(Si)、0.60～0.90wt％的錳(Mn)、0.04wt％或更少(但除0wt％外)的磷(P)、0.04wt％或更少的硫(S)、余量的鐵(Fe)和附帶的雜質(zhì)。

噴涂層的厚度可以為100～150μm，且噴涂層的表面粗糙度可以為0.8～1.8μm。

噴涂層可以是Fe基火焰噴涂層，且噴涂層的硬度H_v可以為300～400。

主制動(dòng)部的抗拉強(qiáng)度可以為170Mpa或更高，且盤帽部的抗拉強(qiáng)度可以為100Mpa或更高。

此外，基于本文提供的描述，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)姑黠@的。應(yīng)當(dāng)理解，說明書和具體實(shí)例僅出于示例說明的目的，且并不意在限制本公開的范圍。

附圖說明

為較好地理解本公開，現(xiàn)在將參考附圖描述以實(shí)例方式給出的其多種形式，其中：

圖1是示出常見盤中鼓式制動(dòng)盤的透視圖；

圖2是根據(jù)本公開一個(gè)形式的盤中鼓式制動(dòng)盤的制造方法的流程圖；

圖3是示出通過火焰線材噴涂形成的噴涂層的視圖；以及

圖4是示出通過電弧噴涂形成的噴涂層的視圖。

本文的附圖僅出于示例說明的目的，而并不意在以任何形式限制本公開的范圍。

具體實(shí)施方式

以下說明在本質(zhì)上僅是示例性的，且并不意在限制本公開、應(yīng)用或用途。應(yīng)當(dāng)理解，貫穿附圖，對應(yīng)的附圖標(biāo)記指代相似或?qū)?yīng)的部件和特征。

參考圖1，通常用于車輛的盤中鼓式制動(dòng)盤包含主制動(dòng)部100和盤帽部200。具體地，盤帽部200的與摩擦材料(內(nèi)襯)產(chǎn)生機(jī)械摩擦的內(nèi)徑部分210應(yīng)當(dāng)具有良好的耐磨性。

在根據(jù)本公開的一個(gè)形式的盤中鼓式制動(dòng)盤的制造方法中，主制動(dòng)部100由灰鑄鐵制造，且盤帽部200由鋁合金制造，以減少車輛的重量。此處，為補(bǔ)充鋁的耐磨性，盤帽部200的耐磨性通過在盤帽部200的內(nèi)徑部分210中形成噴涂層而進(jìn)行改善。

圖2是根據(jù)本公開的一個(gè)形式的盤中鼓式制動(dòng)盤的制造方法的流程圖。

如圖2所示，根據(jù)本公開的一個(gè)形式的盤中鼓式制動(dòng)盤的制造方法包括：主制動(dòng)部100的鑄造操作、盤帽部200的鑄造操作、模具的分離操作、第一和第二表面處理操作、以及噴涂操作。

在主制動(dòng)部100的鑄造操作中，主制動(dòng)部100通過鑄造具有良好靜摩擦系數(shù)與動(dòng)摩擦系數(shù)以及良好的耐熱性與耐磨性的灰鑄鐵而制造。主制動(dòng)部100可以通過重力鑄造、差壓鑄造、低壓鑄造、真空吸鑄、壓鑄或擠壓鑄造來制造，且也可以采用砂型鑄造。

在該情況中，主制動(dòng)部100可以形成為具有170MPa或更高的抗 拉強(qiáng)度，其還可以包含放射狀地形成在內(nèi)圓周表面上的結(jié)合盤帽部200的多個(gè)結(jié)合突起，從而加強(qiáng)與盤帽部200的結(jié)合力。

在制備主制動(dòng)部100的情況中，在盤帽部200的鑄造操作中，將主制動(dòng)部100放置在預(yù)先制造的模具中并鑄造盤帽部200。

盤帽部200也可以通過與主制動(dòng)部100相似的各種鑄造進(jìn)行制造，并且可以通過重力鑄造或低壓鑄造進(jìn)行制造。

在該情況下，盤帽部200可以使用鋁合金形成。更具體地，在鑄造盤帽部200時(shí)使用的鋁合金熔化物包含11～13wt％的硅(Si)、3～5wt％的銅(Cu)、2～4wt％的鎳(Ni)、余量的鋁(Al)和附帶的雜質(zhì)。

因此，盤帽部200由鋁合金而非常規(guī)的更高重量的灰鑄鐵制造而成，從而車輛會減輕，由此使得可以改善燃料效率和駕駛操作性。

硅(Si)在合金固化過程中改善鋁合金的耐磨性和機(jī)械特性，并改善鋁合金熔化物的流動(dòng)性。在硅(Si)含量少于11wt％的情況下，合金的強(qiáng)度會降低，且在硅(Si)含量超過13wt％的情況下，其強(qiáng)度得以改善，但是由于脆性增加，其延伸率降低。因此，硅(Si)的含量可以限制在11～13wt％的范圍內(nèi)。

同時(shí)，銅(Cu)通過引起強(qiáng)化效應(yīng)來改善鋁合金的耐腐蝕性和機(jī)械特性。在銅(Cu)含量少于3wt％的情況下，由于強(qiáng)化效應(yīng)不充分，鋁合金的耐腐蝕性和機(jī)械特性不會得到充分改善，并且在銅(Cu)含量超過5wt％的情況下，合金的鑄造性降低。因此，銅(Cu)的含量可以限制在3～5wt％的范圍內(nèi)。

此外，鎳(Ni)是通過與鋁形成金屬間化合物而改善鋁合金的高溫特性和鑄造性的元素。在鎳含量低于2wt％的情況下，由于金屬間化合物如Al₃Ni的產(chǎn)生較少，鋁合金的高溫特性和鑄造性無法得到充分地確保，并且在鎳含量超過4wt％的情況下，由于金屬間化合物變得粗糙，鋁合金的脆性會增加。因此，鎳(Ni)的含量可以限制在2～4wt％的范圍內(nèi)。

同時(shí)，根據(jù)本公開的形式的盤中鼓式制動(dòng)盤的制造方法還可以在主制動(dòng)部100的鑄造操作與盤帽部200的鑄造操作之間包括預(yù)熱由鑄鐵構(gòu)成的主制動(dòng)部100的主制動(dòng)部100預(yù)熱操作。

結(jié)果，形成盤帽部200的鋁合金熔化物的流動(dòng)性和填充特性可以 得到改善。

在該情況下，主制動(dòng)部100可以預(yù)熱到400～500℃。原因?yàn)椋谥髦苿?dòng)部100被預(yù)熱到低于400℃溫度的情況下，難以充分地確保鋁合金熔化物的流動(dòng)性和填充特性，并且在主制動(dòng)部100被預(yù)熱到超過500℃溫度的情況下，可能引起主制動(dòng)部100的變形。因此，主制動(dòng)部100的預(yù)熱溫度可以限制在400～500℃的范圍內(nèi)。

如果鋁合金熔化物的注入已完成，那么在模具的分離操作中，注入到模具中的鋁合金熔化物在室溫下冷卻，并然后從模具中分離，從而制造出盤中鼓式制動(dòng)盤。

如上所述，如果已形成盤中鼓式制動(dòng)盤，則進(jìn)行對盤帽部200的內(nèi)徑210的表面進(jìn)行拋光的第一表面處理操作。

在該情況下，通過從由粗磨、車削加工(精整工序)以及珩磨加工(研磨工序)組成的拋光工序中除去珩磨工序，按照粗磨工序和車削工序的順序進(jìn)行第一表面處理操作。內(nèi)徑部分210優(yōu)選地拋光成具有1.0～2.0μm的表面粗糙度。原因?yàn)?，由于在接下來的第二表面處理工序中用于加?qiáng)噴涂層的粘附而進(jìn)行的短噴砂工序中，內(nèi)徑部分210的表面狀態(tài)會改變。

在如上所述的第一表面處理工序已完成的情況下，在第二表面處理工序中，遮蔽主制動(dòng)部100的不形成噴涂層的內(nèi)表面部分和側(cè)面部分，且然后使用氧化鋁粉等對其進(jìn)行短噴砂處理，從而增加噴涂層的粘附區(qū)域，以改善粘附。

在該情況下，使內(nèi)徑部分210進(jìn)行短噴砂處理，以具有5.0～8.0μm的表面粗糙度。原因?yàn)?，在?nèi)徑部分210的表面粗糙度小于5.0μm的情況下，噴涂層的粘附會降低，并且在內(nèi)徑部分210的表面粗糙度超過8.0μm的情況下，會造成噴涂層的表面缺陷。

在第一和第二表面處理操作已完成的情況下，在噴涂操作中，噴涂層在盤帽部200的內(nèi)徑部分210上形成。

噴涂層以通過火焰線材噴涂方形成具有0.44wt％或更高碳含量的高碳鋼盤條(SWRH)的方式形成，且包含0.44～0.51wt％的碳(C)、0.15～0.35wt％的硅(Si)、0.60～0.90wt％的錳(Mn)、0.04wt％或更少(但除0wt％外)的磷(P)、0.04wt％或更少的硫(S)、余量的物鐵(Fe) 和附帶的雜質(zhì)。

此處，在SWRH的碳含量低于0.44wt％的情況下，隨著SWRH自身的抗拉強(qiáng)度降低，噴涂層的硬度降低，且隨著石墨產(chǎn)生量的減少，散熱特性和潤滑特性降低，從而降低耐磨性。因此，在一個(gè)形式中，噴涂層使用碳含量為0.44wt％或更多的SWRH形成。

圖3是示出通過火焰線材噴涂形成的噴涂層的視圖，且圖4是示出通過電弧噴涂形成的噴涂層的視圖。

如圖3所示，根據(jù)本公開的噴涂層可以通過火焰線材噴涂法形成。原因是，與電弧噴涂法或等離子噴涂法相比，火焰線材噴涂法不昂貴，從而降低制造成本，并且在鐵(Fe)基噴涂層被涂覆成具有200μm或更高的厚度的情況下，由于鐵(Fe)基噴涂層與作為基材的鋁合金之間的熱膨脹系數(shù)差，可能發(fā)生粘附力的降低。因此，通過火焰線材噴涂法形成的噴涂層具有最低的熱源和熔融顆粒的溫度。

同時(shí)，在根據(jù)等離子弧噴涂法的另一個(gè)形式中，如圖4所示，熔融顆粒的顆粒速度較快，從而使得可以克服熱膨脹系數(shù)并確保粘附力。然而，由于熱源的溫度較高，盤厚度變化(DTV)和失效會引起盤的缺陷。此外，根據(jù)電弧噴涂法，由于散布有熔融顆粒的區(qū)域(即，著火點(diǎn))較寬，與火焰線材噴涂法相比時(shí)，涂層的微結(jié)構(gòu)和粘附狀態(tài)較差。因此，根據(jù)本公開的一個(gè)形式的噴涂層通過火焰線材噴涂法而非電弧噴射法而形成。

在該情況下，F(xiàn)e涂層的相對于噴槍各個(gè)道次的厚度為10～25μm。原因是，在所加工的Fe涂層的厚度超過25μm/道次的情況下，在噴涂層中的殘余應(yīng)力會增加，從而降低粘附力，并且在所加工的Fe涂層的厚度小于10μm/道次的情況下，循環(huán)時(shí)間增加，從而增加制造成本并降低生產(chǎn)力。

此處，將盤中鼓式制動(dòng)盤裝在可轉(zhuǎn)動(dòng)的夾具中，從而以預(yù)定速度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，且噴槍通過在保持與內(nèi)徑部分210的預(yù)定角度的同時(shí)以預(yù)定速度在盤中鼓式制動(dòng)盤的垂直方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)來形成噴涂層。

根據(jù)本公開的一個(gè)形式的盤中鼓式制動(dòng)盤的制造方法還可以在噴涂操作后包括噴涂層拋光操作，為滿足終產(chǎn)品需要的噴涂層的厚度和表面粗糙度。

在一個(gè)形式中，將噴涂層拋光成具有100～150μm的噴涂層厚度，且其表面粗糙度Ra為0.8～1.8μm。

原因是，在噴涂層的厚度小于100μm的情況下，由于薄噴涂層的磨損，噴涂層的更換周期變短，在噴涂層的厚度超過150μm的情況下，制造成本增加其耐磨性無法顯著改善。在噴涂層的表面粗糙度小于0.8μm的情況下，摩擦系數(shù)不能充分地確保，從而減少車輛的制動(dòng)力，并且在噴涂層的表面粗糙度為1.8μm或更大的情況下，摩擦材料的磨損會加速。

根據(jù)本公開的一個(gè)形式的盤中鼓式制動(dòng)盤包含主制動(dòng)部100和盤帽部200。在這種情況下，鐵(Fe)基噴涂層在盤帽部200的內(nèi)徑部分210上形成。

在該情況下，盤帽部200優(yōu)選地由具有改善的耐腐蝕性和耐熱性的鋁(Al)合金材料形成。因此，車輛，具體為其非簧載質(zhì)量等會減輕，從而使得可以改善行車品質(zhì)和燃料效率。

同時(shí)，通過形成噴涂層來提高鋁合金的較低耐磨性，從而使得可以減輕車輛并保持制動(dòng)性能。

根據(jù)本公開，噴涂層由鐵(Fe)形成，但不限于此。例如，可以有選擇地使用具有優(yōu)良的耐磨性、耐熱性和振動(dòng)吸收性的多種金屬。

此外，可以滿足噴涂層的300～400的硬度H_v。原因是，在噴涂層的硬度超過400的情況下，由于會增加對另一部件的侵入，可能引起摩擦材料如內(nèi)襯的過度磨損以及噪聲，并且在噴涂層的硬度小于300的情況下，噴涂層的磨損量會增加。因此，噴涂層的硬度H_v可以在300～400之間。

如上所述，根據(jù)本公開的形式，盤帽部從傳統(tǒng)的灰鑄鐵替換為具有噴涂層的鋁合金，從而車輛可以減輕，由此可以改善車輛的行車品質(zhì)、可操作性和燃料效率

此外，噴涂層在盤帽部的內(nèi)徑部分形成，從而可以改善耐久性和制動(dòng)能力。

上述的形式可以由本公開所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員改變或修改，而不偏離本公開的范圍，且各種改變和修改在本公開的技術(shù)精神以及權(quán)利要求的等效范圍內(nèi)都是可行的。