[發明專利]用纖維增強材料制造制動盤的方法和用這種方法制造的制動盤

有效

• 申請號: 201580056992.2
• 申請日: 2015-10-09
• 公開（公告）號: CN107076235B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 馬西米利亞諾·瓦萊
• 申請（專利權）人: 派特歐賽拉米克斯股份公司
• 主分類號: F16D65/12
• 分類號: F16D65/12;B29C70/30;B29L31/16
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 陳鵬;李靜

本發明涉及一種用纖維增強材料制造制動盤的方法，每個制動盤包括具有預定厚度(s)的制動帶，所述方法包括以下操作步驟：a)提供纏繞心軸(10)；b)形成具有預定寬度(W)的至少一個纖維層(20)；d)將纖維層纏繞在心軸周圍以形成同軸空心圓柱體(30)，該圓柱體具有預定外徑(De)和內徑(Di)，內徑基本上等于心軸(10)的直徑(D1)，該纖維層根據與層(20)的長度(L)的方向基本上平行的至少一個纏繞方向纏繞在心軸周圍。特別地，該方法包括步驟f)：按照預定厚度(s1)，與圓柱體本身的縱向軸線橫切地將半成品圓柱體切成片，每片是限定制動盤的至少制動帶的盤形體。該方法包括步驟p)：至少根據基本上徑向的方向針刺圓柱體，以通過將纖維層(20)的纖維的至少一部分布置為在纏繞在心軸周圍的兩圈或更多圈相鄰纖維層之間連接，而根據此方向引導該纖維。

技術領域

本發明涉及一種用纖維增強材料制造制動盤的方法和用這種方法制造的制動盤。

背景技術

車輛的盤式制動系統的制動盤，包括環形結構，或制動帶，以及中央緊固元件(叫做鐘形件)，將制動盤通過中央緊固元件固定至車輛懸架的旋轉部分(例如輪轂)。制動帶設置有相對的制動面，其適合于與摩擦元件(制動墊)配合，容納于跨越這種制動帶放置的至少一個制動鉗中并與車輛懸架的非旋轉部件形成整體。相對的制動墊和制動帶的相對的制動面之間的受控相互作用，通過允許車輛的減速或停止的摩擦而決定了制動作用。

通常，制動盤由金屬制成，特別是灰鑄鐵或鋼。特別地，灰鑄鐵允許以相對較低的成本獲得良好的制動性能(特別是在包含磨損方面)。

金屬制動盤金屬由于重量的原因而具有很強的限制，并且不能確保高(速度)范圍車輛和賽車中所需的制動性能。因此，在這些領域中，金屬制動盤很久以前就被由碳-碳材料(CC)或碳-陶瓷(CCM)材料制成的制動盤代替了。實際上，由碳-碳材料或碳-陶瓷材料制成的制動盤兼具輕量和機械穩定性、化學穩定性及尺寸穩定性，確保了高制動性能。

通常，兩種類型的材料(碳-碳材料和碳-陶瓷材料)都用纖維增強。實際上，纖維的存在明顯改進了制動盤的所有特征，特別是機械強度和傳熱特性。從這個意義上講，纖維在制動盤中的布置起著必不可少的作用。

纖維增強材料具有支撐基質(matrix)，其用作纖維的粘合劑。該基質在傳遞施加至材料的應力時與纖維配合，并保護纖維不受損。該基質通常通過使有機樹脂和添加劑(其根據將獲得的材料的類型和/或材料本身的最終特征而變化)受到合適的熱處理(特別是加熱和高溫分解或碳化)來制造。在最常使用的有機樹脂中，將提到酚醛樹脂和環氧樹脂。

纖維可具有隨機布置，或者根據一個或多個優選方向來定向。還存在都包含隨機放置纖維和定向纖維的材料。可使該纖維以長絲或長絲束的形式分散在基質中，也可以織物或非織物的形式組織。增強纖維可以是多種類型的。最常使用的是碳纖維。

通常，一種用CC或CCM制造盤式制動器的方法，提供了作為初始步驟的實現成型半成品(生坯)。

可通過模制樹脂、纖維和添加劑的混合物來獲得生坯。可將纖維布置在已與樹脂和添加劑混合的模具內，或者可將其布置在與樹脂和添加劑的混合物隔開的模具內，以能夠適當地使其定向。

或者，可通過疊加多層織物或非織物形式的纖維來獲得生坯，該纖維事先浸漬樹脂粘合劑(預浸材料)并根據制動盤的形狀來切割。更可選地，可通過在心軸周圍纏繞事先浸漬樹脂粘合劑的心軸纖維或纖維束來獲得生坯。關于通過簡單模制來形成的技術，通過纏繞在心軸上來形成生坯可允許更簡單且更有效地調節纖維在盤式制動器內的方向。然而，纖維變成具有普遍圓周或線圈形狀的方向。然后，其可產生線圈形狀的、在徑向方向上彼此不一致的結構。這可能損害制動盤本身的機械特性和熱特性。

通常，已知根據特定方向布置纖維以使生坯和最終制動盤具有特定的機械特性和/或特殊的熱特性。例如，纖維的圓周定向允許反襯破壞性徑向裂紋從中心到外圍的傳播，增加整體機械強度。