[发明专利]一种用于刹车片的热管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车刹车片的热管，特别涉及一种用于汽车刹车片的可散热与产生推力的热管及其制备方法。

背景技术

汽车制动是通过刹车片与刹车盘或刹车鼓之间的摩擦来实现的，汽车制动的过程是将动能转化为摩擦热能的过程。汽车在制动过程中，尤其是在高速运行紧急刹车时，由于摩擦会产生大量的热量，刹车片的瞬时温度急剧升高，能达到300～400℃，在物理化学作用下，使刹车片摩擦材料的性质发生突变，引起摩擦系数降低或剧烈波动，使刹车片热衰退显著增大，导致刹车打滑，甚至刹车失灵。

目前国内外主要是通过提高增强材料的耐热性及热稳定性来降低刹车片的热衰退，然而对增强材料进行耐热处理不但增大成本，还不能从根本上解决制动时产生的热量聚集。因此，将制动过程中产生的大量热量及时有效地传递出去才能够降低刹车片的温度。目前刹车片冷却装置多为水冷却，直接往刹车片上淋水或是在刹车片上添加冷却水循环装置。采用水冷却固然可以使刹车片的温度迅速降低，但是容易导致刹车片产生变形，尤其是直接往刹车片上淋水，刹车片的温度由高温骤降至低温易导致刹车片产生裂纹甚至破碎。此外刹车片与刹车盘或刹车鼓之间有水存在易发生打滑。

热管的出现改变了传统的散热方式。热管是一种具有极高导热性的传热元件，由管壳、吸液芯、端盖组成。管壳为金属管，内壁是具有芯吸效应的吸液芯，管壳两端封死形成全封闭管体，封闭之前将管内抽真空，然后注入工作液体(工作介质)。热管蒸发端吸收热量后，工作液蒸发成气体流向冷凝端，在冷凝端冷却凝结成液体并释放出热量传递至管外，由于吸液芯的芯吸效应，冷凝后的工作液经吸液芯由冷凝端流回蒸发端，周而复始，实现了热量的快速传递。热管具有热阻小、散热效果好、传热方向可逆、热响应性优良等特点，因此具有良好的散热效果。

由于导热性好，重量轻，无噪音，无机械传动部分，结构简单，在失重条件下工作状态和效果良好，热管被广泛应用于航空航天、军工、石油、化工、冶金、机械、电力、电子电器、铁路、通讯、纺织等领域。

然而，目前热管在汽车刹车片中的应用还鲜见报道。

发明内容

本发明针对刹车片由于制动时产生的热量引发的热衰退问题，提供一种热管散热与产生推力装置及其制备方法，不仅能将制动过程中产生的热量迅速地传递出去，达到快速散热降温的目的，还能在散失热量的同时产生方向性推力。

本发明提供一种用于汽车刹车片的热管，能够快速散热降温，同时产生方向性推力，其蒸发端固定在刹车片钢背一面上，所述热管的外形为工字形，如图1所示，采用铜作为管壳材料，其蒸发端与冷凝端为椭圆柱盒状空腔，所述蒸发端的上表面与所述冷凝端的上表面采用圆形连接管连接，所述连接管的内侧设有吸液芯，为多个Ω形组成的轴向槽道，所述蒸发端上具有便于灌注管插入和紧密焊接的孔，所述灌注管采用先冷焊密封再焊接的方法密封。

所述圆形连接管的直径优选为15mm。

优选地，所述轴向槽道的槽深为0.6mm，深宽比为1.5∶1。

优选地，所述灌注管的内径为1/16英寸，外径为1/4英寸。

刹车片固定在所述刹车片钢背的另一面，固定方式为铆接。

本发明还提供一种用于汽车刹车片的热管的制备方法，包括以下步骤：选材→机械加工→清洗→组装→检漏→抽真空→注入工质→封接→检验。

(1)选材：在20℃时测得各种金属的线性热膨胀系数见表1所示。

表1各种金属的线性热膨胀系数(20℃测得)

表1中，虽然镉、锰、铅等重金属的热膨胀系数较大，但因为它们均有毒性，不予作为管壳材料使用。镁、铝的热性能较差，也不适合用作管壳材料。铜是常见的金属，且机械性能良好，线性热膨胀系数为17.5×10-6/K，故选用铜作为管壳材料。

(2)机械加工：以铜为材料进行机械加工，所述热管的蒸发端和冷凝端加工成椭圆柱盒装空腔，二者之间采用圆形连接管连接，所述连接管的内侧设有吸液芯，为多个Ω形组成的轴向槽道，所述蒸发端上具有便于灌注管插入和紧密焊接的孔；

(3)清洗：组装前将蒸发端，冷凝端，连接管和灌注管彻底清洗；

(4)组装：采用氩弧焊将蒸发端，冷凝端，连接管和灌注管焊接；

(5)检漏：采用氦质谱检漏仪进行检漏；

(6)抽真空：将热管管壳内抽成真空；

(7)注入工质：将储存在高压瓶中的甲苯通过压力阀和流量计连接到灌注管上，正式注入前进行一次工质预冲洗；

(8)封接：灌注管处形成永久性的封口；