[发明专利]使用两种不同材料的制动盘及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用不同材料的制动盘，其包括通过使用不同材料进行铸造复合而彼此结合的摩擦单元和帽单元，并且涉及制造这种制动盘的方法。

背景技术

由于石油能源短缺和天气变化，全球汽车制造商正投身于开发降低燃料消耗率的技术。特别地，为了降低燃料消耗率，减轻汽车重量而不降低汽车性能的技术正备受关注。

而且，汽车下部重量的减轻直接地影响汽车的性能及其燃料消耗率。与轮驱负荷直接相关的簧下质量的减轻在降低燃料消耗率时是高效，并且相关技术已迅猛推进。

例如，为了减轻对于簧下质量的主要重量负有责任的制动盘的重量而不降低其性能，已经使用铝和灰铸铁的混合物制造制动盘。如图1中所示，常规的制动盘10包括安装于轮毂的帽单元30和在制动时受到摩擦的盘片20，二者均由包含层状石墨的灰铸铁制成，因此展现出优良的制动特性，包括振动阻尼、阻尼能力、散热性能和润滑功能。然而，由于灰铸铁具有大约7.2g/cm³的比重，所以常规的制动盘较重，不合意地增加了燃料消耗率。

因此，需要开发使用例如灰铸铁和铝的替代材料的制动盘，并且也需要通过机械设置使两种不同材料完美结合的盘结构，使得可以满足包括散热或变形阻力的性能需求，同时满足耐久性。

本相关技术仅用于提高对本发明的背景的理解，且将不被视为本领域的普通技术人员已知的常规技术。

发明内容

因此，本发明已经考虑相关技术中遇到的上述问题，并且本发明的目的在于提供一种使用不同材料的制动盘，其中通过铸造复合使摩擦单元和帽单元结合以在两者之间形成结合部，因此表现出优良的耐久性和性能，而且本发明的目的还在于提供制造这种制动盘的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种使用两种不同材料的制动盘，该制动盘包括：摩擦单元，该摩擦单元包括在其中心形成的结合孔，沿着结合孔的圆周按预定间隔设置成锯齿状的插入突起和凹陷，其中在插入突起的上表面和下表面中的一个或多个表面上按预定角度形成倒角，和形成为锁定到凹陷的上部空间或下部空间中的第一锁定部；以及帽单元，该帽单元由与摩擦单元的材料不同的材料制成，结合到摩擦单元的结合孔中，并且包括沿其圆周形成为使得插入突起配合于其中的插入凹槽，和在插入凹槽中按预定间隔形成的第二锁定部，使得第二锁定部插入到凹陷中且因此与第一锁定部接合。

在这一方面中，摩擦单元和帽单元可以面接触方式彼此结合，并且可在摩擦单元的插入突起的上表面或下表面上按大约3°～6°的角度形成倒角。

在这一方面中，如果倒角角度的总和是大约3°～6°，则可在摩擦单元的插入突起的上表面和下表面两者上形成倒角。帽单元的插入凹槽可设置成环形，并且可在插入凹槽的上部空间或下部空间中按预定间隔形成与第一锁定部接合的第二锁定部。在这一方面中，可将摩擦单元的插入突起、凹陷和第一锁定部处理成大约6.3Ra～25Ra的表面粗糙度。彼此结合的摩擦单元的插入突起与帽单元的插入凹槽之间的侧面可彼此间隔开大约0.3mm～1mm。

此外，摩擦单元可由铸铁形成，并且帽单元可由铝合金形成。在这一方面中，摩擦单元可主要由Fe组成，并可包含3.0～3.8wt％的C、1.0～2.8wt％的Si、1.0wt％或以下的Mn(但不包括0)、0.2wt％或以下的P(但不包括0)、0.15wt％或以下的S(但不包括0)和其他不可避免的杂质，并且帽单元可主要由Al组成，并可包含0.1wt％或以下的Cu(但不包括0)、5.5～8.5wt％的Si、0.15～0.5wt％的Mg、0.1wt％或以下的Zn(但不包括0)、0.3wt％或以下的Fe(但不包括0)、0.1wt％或以下的Mn(但不包括0)、0.2wt％或以下的Ti(但不包括0)、0.15wt％或以下的Sb(但不包括0)和其他不可避免的杂质。

本发明的另一方面提供了一种制造制动盘的方法，该方法包括：(a)使用铸造来制造摩擦单元，并加热摩擦单元以获得预热的摩擦单元；(b)将预热的摩擦单元作为插入件插入铸模中；(c)将用于制造帽单元的熔体注入铸模中并进行铸造；和(d)进行固化、脱模和后处理。在这一方面中，该方法还可包括将摩擦单元预处理成6.3Ra～25Ra的表面粗糙度，并且步骤(a)可通过在300℃～400℃对摩擦单元加热1～3小时而进行。

此外，步骤(c)可通过将用于制造帽单元的熔体加热至大约650℃～750℃，然后注入该熔体而进行，并且可使用重力铸造或熔体锻造来进行铸造。而且，步骤(d)可通过使铸铁产品固化大约60～500秒，然后使其脱模而进行。

附图说明