制作制动器盘的方法和用于盘式制动器的制动器盘与流程

本发明涉及一种用于制作制动器盘的方法及一种用于盘式制动器的制动器盘。

背景技术：

车辆(vehicle，交通工具、载具)的盘式制动系统的制动器盘包括环形结构或制动带，以及称为钟形件的中央固定元件，通过该元件将盘固定到车辆的旋转部分暂停，例如一个枢纽。制动带设置有适于与摩擦元件(制动衬垫)配合的相对制动表面，该制动表面容纳在跨越制动带放置并且与车辆悬架的非旋转部件形成一体的至少一个卡钳体中。相对的制动衬垫和制动带的相对制动表面之间的受控相互作用通过摩擦来确定制动作用，这允许车辆减速或停止。

制动器盘一般由灰口铸铁或钢制成。事实上，这种材料允许以相对较低的成本获得良好的制动性能(尤其是在磨损控制方面)。由碳或碳陶瓷材料制成的盘可提供更高的性能，但成本更高。

由铸铁或钢制成的传统盘的局限性与过度磨损有关。至于由灰口铸铁制成的盘，另一非常不利的方面与过度的表面氧化有关，从而导致生锈。这方面既影响制动器盘的性能又影响其外观，因为制动器盘上的锈对于用户来说在美学上是不可接受的。已经尝试通过为由灰口铸铁或钢制成的盘提供保护涂层来解决这些问题。保护涂层一方面减少盘磨损，另一方面保护灰口铸铁基部免受表面氧化，从而防止形成锈层。目前可用并应用于盘的保护涂层虽然提供耐磨性，但容易剥落，剥落确定了保护涂层与盘本身的脱离。

当前可用的并施加在灰口铸铁或钢盘上的保护涂层，虽然提供耐磨性，但是容易剥落，剥落决定了它们与盘本身的脱离。

这种类型的保护涂层例如在涉及低磨损盘式制动器问题的专利us4715486中描述。盘尤其由铸铁制成的盘具有由通过高动能冲击技术沉积在盘上的颗粒材料制成的涂层。根据第一实施方式，涂层包含20％至30％的碳化钨、5％的镍以及其余部分的碳化铬和钨的混合物。根据第二实施方式，涂层包含80％至90％的碳化钨、最多达10％的钴、最多达5％的铬和最多达5％的碳。

在通过热喷涂技术施加涂层的情况下，常规保护涂层从由灰口铸铁或钢制成的盘脱离的原因之一是游离碳在保护涂层中的存在。事实上，碳会燃烧，与形成的保护涂层中并入的氧结合。这导致在涂层内形成微气泡，这会阻止涂层充分粘附到盘上，从而促进其去除。

由上可知，明显地，由灰口铸铁或钢制成的具有保护涂层的盘目前不能用于制动系统领域。

然而，考虑到由保护涂层保证的耐磨性方面的优点，在本领域中强烈感觉到需要解决参考现有技术的上述缺点。特别地，感到需要使灰口铸铁或钢盘设置有可以增加盘的耐磨性并且随着时间的推移也很牢固的保护涂层。

申请人在国际申请wo2014/097187中针对由灰口铸铁或钢制成的盘提出了上述问题的解决方案。

在由灰口铸铁或钢制成的盘的情况下，它包括在通过沉积由按重量计70％至95％的钨、按重量计5％至15％的钴和按重量计1％至10％的铬构成的颗粒形式的材料获得的盘式制动器的制动表面上制作保护涂层。颗粒形式的材料的沉积是通过hvof(高速氧气燃料)或hvaf(高速空气燃料)或km(动力学金属化)技术获得的。

更详细地，根据wo2014/097187中提供的解决方案，hvof、hvaf或km沉积技术与用于形成涂层的化学成分的组合允许获得具有高键合强度的保护涂层，这确保在灰口铸铁或钢上的高锚定程度。所使用的颗粒材料不包含游离碳(c)，甚至不以痕量形式。这允许显著减少保护涂层的剥落现象。

采用wo2014/097187中提供的用于由灰口铸铁或钢制成的盘或wo2014/097186中提供的用于由铝或铝合金制成的盘的解决方案允许显著减少在已知现有技术中发现的保护涂层剥落现象，但不能完全消除它们。实际上，即使在由铝或铝合金或铸铁或钢制成的、设置有根据wo2014/097186或wo2014/097187制成的保护涂层的盘中，保护涂层的剥落和坍塌也继续发生，尽管频率低于已知的现有技术。

申请人在国际申请wo2017046681a1中已经提供了对保护涂层剥落和塌陷问题的部分解决方案。特别地，这种解决方案提供在保护涂层和制动表面之间制作由65％至95％的碳化铬(cr3c2)和其余部分的镍-铬(nicr)构成的基部保护涂层。在基部保护涂层上制成的表面保护涂层由按重量计80至90％的碳化钨(wc)和其余部分的钴(co)构成。通过hvof(高速氧气燃料)或hvaf(高速空气燃料)或km(动力学金属化)技术，可以为两种保护涂层沉积颗粒形式的材料。这种解决方案特别应用于由灰口铸铁或钢制成的盘。

相对于现有技术，wo2017046681a1提供的技术方案在减少保护涂层的坍塌和剥落方面提供了显著的改进。然而，能够达到的结果并不完全令人满意。

因此，在参考领域中，对由灰口铸铁或钢制成的、设置有不会经受剥落或经受的剥落程度比已知解决方案低得多的保护涂层的盘的需求持续存在，以便确保长时间的耐磨性。

技术实现要素：

通过根据权利要求1的用于制作制动器盘的方法和根据权利要求14的用于盘式制动器的制动器盘满足了对设置有不会经受剥落或经受的剥落程度比已知解决方案低得多的保护涂层的盘的需求。

附图说明

通过以下通过非限制性实施方式给出的优选实施方式的描述，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，其中：

-图1示出了根据本发明的实施方式的盘式制动器的俯视图；

-图2示出了图1中的盘沿其上指示的剖面线ii-ii截取的视图，其中示意性地示出了制动带，不考虑涂覆层的实际比例和粗糙度轮廓，以便使它们的特征在图形上是可观的；和

-图3示出了图2的放大细节，涉及此处所示方框中指示的制动带的一部分。

与以下描述的实施方式共同的元件或部分将使用相同的附图标记表示。

具体实施方式

参考上述附图，附图标记1指示根据本发明的作为整体的制动器盘。

根据本发明的一般实施方式，如附图所示，盘式制动器1包括制动带2，制动带设置有两个相反的制动表面2a和2b，每个制动表面至少部分地限定了盘的两个主要面中的一个。

制动带2由选自灰口铸铁或钢的基金属构成。优选地，制动带由灰口铸铁制成。特别是，整个盘由灰口铸铁制成。因此，在以下描述中，将参考由灰口铸铁制成的盘，但不排除它由钢制成的可能性。

盘1设置有：

-基部保护涂层30，其覆盖制动带的两个制动表面中的至少一个；和

-表面保护涂层3，其覆盖制动带的两个制动表面中的至少一个并且被制成覆盖上述基部保护涂层30。

基部保护涂层30由碳化铬(cr3c2)和镍-铬(nicr)构成，或者由镍-铬(nicr)、铁(fe)、钼(mo)、钴(co)、锰(mn)和铝(al)构成，并且通过使用喷涂沉积技术，优选地hvof(高速氧气燃料(高速氧气燃料，超音速火焰喷涂))技术或hvaf(高速空气燃料(高速氧气燃料，超音速火焰喷涂))技术或km(动力学金属化)技术在盘1上沉积颗粒形式的涂层组分而获得的。

表面保护涂层3由碳化钨(wc)、铁(fe)、铬(cr)和铝(al)构成，是通过喷涂技术，优选地利用hvof(高速氧气燃料)技术或通过hvaf(超音速火焰喷涂)技术或通过km(动力学金属化)技术在基部保护涂层30上沉积颗粒形式的碳化钨(wc)、铁(fe)、铬(cr)和铝(al)获得的。

根据本发明，如图2和图3示意性所示，由上述基部保护涂层3涂覆的制动表面由基金属(灰口铸铁或钢)的氮碳共渗层300限定并且在相对于制动带的中心的径向或周向截面中具有粗糙轮廓。

因此，保护基部层30不是直接固定到形成制动带的基金属上，而是固定在上述氮碳共渗基金属层300上。

特别地，上述粗糙轮廓由多个突起20限定，这些突起正交于表面延伸，高度在30至200μm之间，并且相互间隔开——在相对于制动带的中心的径向或周向方向上——节距在300至2000μm之间。优选地，上述突起以规则的图案分布在盘1的制动表面上。然而，也可以设置不规则的分布图案。

有利地，如图3中示意性所示，上述突起20相对于正交于该突起延伸起自的表面的方向具有底切角α。优选地，上述底切角α在2°至15°之间。

根据替代实施方式，上述粗糙轮廓如果通过车削获得，则可以具有0.8至2之间的粗糙度ra，或者如果通过喷砂获得，则可以具有10至80之间的粗糙度rz。

优选地，通过对基金属进行铁素体氮碳共渗处理获得上述氮碳共渗层300。

根据优选实施方式，氮碳共渗层300的深度在2至30μm之间，显微硬度的硬度值高于300hv。

根据特别优选的实施方式，上述氮碳共渗层300包括氧化顶层330，该氧化顶层包括磁铁矿fe3o4、用作与上述保护基部层30的界面。

优选地，上述包括磁铁矿fe3o4的氧化顶层330的厚度在2至10μm之间。

优选地，基部保护涂层(30)由下述构成：

-65％至95％的碳化铬(cr3c2)和其余部分的镍-铬(nicr)；或者

-镍-铬(nicr)，按重量计镍(ni)的含量为40％至75％，按重量计铬(cr)的含量为14％至30％，其余部分为铁(fe)、钼(mo)、钴(co)、锰(mn)和铝(al)。

特别地，基部保护涂层30可以具有以下成分：

-按重量计93％的碳化铬(cr3c2)和7％的镍-铬(nicr)；

-按重量计90％的碳化铬(cr3c2)和10％的镍-铬(nicr)；

-按重量计75％的碳化铬(cr3c2)和25％的镍-铬(nicr)；或者

-按重量计65％的碳化铬(cr3c2)和35％的镍-铬(nicr)。

优选地，基部保护涂层30由按重量计75％的碳化钨(wc)和25％的镍-铬(nicr)构成。特别地，镍-铬(nicr)由80％的镍和20％的铬构成。

优选地，表面保护涂层3由按重量计75％至87％的碳化钨(wc)和其余部分的铁(fe)、铬(cr)和铝(al)构成。甚至更优选地，表面保护涂层3由按重量计85％的碳化钨(wc)和按重量计15％的铁(fe)、铬(cr)和铝(al)构成。

有利地，基部保护涂层20的厚度在20μm至80μm之间，优选地等于50μm，而表面保护涂层3的厚度在30μm至90μm之间，优选地等于60μm。两个保护涂层3和30的厚度是相对于粗糙状态之上的涂层部分计算的。因此，这些是最小厚度值，未考虑可以用于填充粗糙度的凹陷/凹坑的涂层的厚度。

作为整体，如图3中示意性所示，两个保护涂层3和30完全填充了制动表面的粗糙度并在粗糙轮廓上形成具有优选在上述间隔内的厚度的层。

令人惊讶地发现，与具有类似保护涂层但没有氮碳共渗层的制动器盘相比，在未改性的基金属和基部保护涂层30之间的界面处存在上述氮碳共渗层300允许显著减少，如果不是完全消除，涂层剥落现象的发生。

在所有情况下都是非限制性的一种可能的技术解释是基于下述事实：与传统的保护涂层不同，氮碳共渗层保护基金属免受腐蚀，但该基金属不由施加于基金属本身的材料层构成。换言之，在未改性的基金属和氮碳共渗层300之间没有净脱离表面。氮碳共渗层实际上是基金属的通过氮碳共渗工艺被在形态上和化学上改性的层。因此，从未改性的基金属向氮碳共渗金属的转变可能是渐进的。

从这点来看，相应地制成氮碳共渗层300的制动表面的粗糙度轮廓进一步突出了从氮碳共渗过渡到未改性的基金属的不规则性，从而增强了积极效果。

相应地制成氮碳共渗层300的制动表面的粗糙度轮廓进一步促进了基部保护层30与氮碳共渗层的机械粘附。

还已经通过实验证实，在正常环境条件下，氮碳共渗层300的存在不会影响表面保护涂层3在耐磨性和摩擦学行为(摩擦、褪色、磨合)方面的性能.

最后，已经通过实验证实了氮碳共渗层300的存在提高了在环境应力(热冲击和盐侵蚀)存在下的抵抗力。

由氮碳共渗层提供的抗腐蚀作用在其中氮碳共渗层300包括包含磁铁矿fe3o4的氧化顶层330的优选情况下得到加强。

这种抗腐蚀作用在任何情况下都通过基部涂覆层30的存在而进一步增强。凭借这种基部保护涂层30(cr3c2和nicr，或nicr、fe、mo、co、mn和al)和沉积方法，这样的基部涂层30也对盘的制动表面具有抗腐蚀作用。

抗腐蚀作用有利于表面保护涂层3与盘的完整性和粘附性。

基部保护涂层30还为表面保护(抗磨)涂层3执行机械“阻尼”功能。实际上，由cr3c2和nicr构成或者由nicr、fe、mo、co、mn和al构成的基部保护涂层30比由碳化钨、铁、铬和铝构成的表面保护涂层3具有更高程度的延展性。这赋予基部层30弹性行为，这有助于减轻——至少部分地——在使用时施加到盘的应力。因此，基部保护涂层30充当盘和表面保护涂层3之间的一种阻尼器或缓冲垫。这防止了两个部件之间的应力直接传递，从而降低了在表面保护涂层3中引发裂纹的风险.

关于抗磨功能，表面保护涂层3既不受基部保护涂层30的存在的影响，也不受氮碳共渗层300(可能具有氧化顶层330)的影响。

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为简单起见，现在将与根据本发明的方法一起描述制动器盘1。

制动器盘1优选地但不是必须地用下面描述的根据本发明的方法制成。

依据根据本发明的方法的一般实施方案，该方法包括下述操作步骤：

步骤a)：准备制动器盘，制动器盘包括设置有两个相反制动表面2a、2b的制动带2，每个制动表面2a、2b至少部分地限定盘的两个主要面中的一个，制动带由灰口铸铁或钢制成；

步骤b)：使所述制动表面2a或2b中的至少一个制动表面经受旨在增加其表面粗糙度的工作过程；

步骤c)：对具有增加的表面粗糙度的制动表面进行氮碳共渗，从而在这样的表面上获得氮碳共渗表面层300；

步骤d)：在氮碳共渗表面层(300)上沉积由下述构成的颗粒形式的材料：

-碳化铬(cr3c2)和镍-铬(nicr)，或者

-镍-铬(nicr)、铁(fe)、钼(mo)、钴(co)、锰(mn)和铝(al)，

使用喷涂沉积技术，优选地hvof(高速氧气燃料)技术或hvaf(高速空气燃料)技术或km(动力学金属化)技术，形成覆盖制动带的两个制动表面中的至少一个制动表面的基部保护涂层30，其中所述氮碳共渗层300被夹进；以及

步骤e)：使用喷涂沉积技术，优选地hvof(高速氧气燃料)技术或hvaf(高速空气燃料)技术或km(动力学金属化)技术，在基部保护涂层(30)上沉积由碳化钨(wc)、铁(fe)、铬(cr)和铝(al)构成的颗粒形式的材料，从而形成由碳化钨(wc)和铁(fe)、铬(cr)和铝(a1)构成并且覆盖所述制动带的两个制动表面中的至少一个制动表面的表面保护涂层(3)。

优选地，可以执行在步骤b)中执行的工作过程以在上述表面上产生由多个突起20限定的粗糙轮廓，多个突起正交于表面延伸，高度h在30至200μm之间，并且相互间隔开——在相对于所述制动带的中心的径向或周向方向上——间距在300至2000μm之间。

有利地，这种突起20相对于与突起延伸起自的表面正交的方向具有底切角(α)。优选地，这种底切角(α)在2°至15°之间，甚至更优选地等于10°。底切角α的存在增加了基础保护涂层30在氮碳共渗层300上的机械粘附能力。

特别地，上述步骤b)是通过切屑去除或通过激光切割或通过塑性变形执行的。

有利地，作为替代，上述步骤b)是使用工作过程通过粗糙度ra在0.8至2之间的精车削执行的。

根据进一步的替代，上述步骤b)是使用工作过程通过粗糙度rz在10至80之间的喷砂执行的。

优选地，氮碳共渗步骤(c)是通过铁素体氮碳共渗处理获得。

有利地，执行氮碳共渗步骤c)，使得氮碳共渗表面层300的深度在2至30μm之间，显微硬度的硬度值高于300hv。

依据根据本发明的方法的优选实施方案，氮碳共渗步骤c)之后是在沉积步骤d)之前执行的氮碳共渗层300的后氧化步骤f)，以获得包括磁铁矿fe3o4的氧化顶层330。

优选地，包括磁铁矿(fe3o4)的氧化顶层330的厚度在2至10μm之间。

包括磁铁矿(fe3o4)的氧化顶层330的存在增强了未改性的基金属上氮碳共渗层的抗腐蚀作用。

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氮碳共渗是本领域技术人员本身公知的方法，因此将不详细描述。在这里，我们仅限于提供一些一般信息以供澄清。

氮碳共渗是在铁素体相中在相对较低的温度(550℃-580℃)和在条件下进行的热化学表面硬化过程，诸如以在工件的表面区域中获得氮和碳的扩散。特别地，实施氮和碳的扩散的过程所采用的手段是盐浴；气体；等离子体。

当寻求高程度的均匀性和清洁度(盲腔、凹槽、螺纹等)时，使用气态介质的氮碳共渗优于盐浴中的氮碳共渗。

在氮碳共渗过程中采用的温度保证了变形的遏制。

作为铁素体氮碳共渗的替代，可以实施离子氮碳共渗。后者与铁素体的区别主要在于温度为570℃，以及由氨和甲烷组成的大气。

利用离子氮碳共渗过程，可以随意改变表面构成的类型以及深度。因此，在必须承受疲劳和/或磨损的部件(诸如制动器盘)的情况下，可以确定层(fe4n)或(fe2-3cxny)的形成。

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优选地，在沉积步骤d)中沉积的、用于制作基部保护涂层30的、颗粒形式的材料由65％至95％的碳化铬(cr3c2)及其余部分的镍-铬(nicr)构成。

特别地，在沉积步骤b)中沉积的、用以制作基部保护涂层30的、颗粒形式的材料可以具有下述成分：

-按重量计93％的碳化铬(cr3c2)和7％的镍-铬(nicr)；

-按重量计90％的碳化铬(cr3c2)和10％的镍-铬(nicr)；

-按重量计75％的碳化铬(cr3c2)和25％的镍-铬(nicr)；或者

-按重量计65％的碳化铬(cr3c2)和35％的镍-铬(nicr)。

根据优选实施方式，在沉积步骤d)中沉积的、用于制作基部保护涂层30的、颗粒形式的材料由按重量计75％的碳化铬(cr3c2)和25％的镍-铬(nicr)构成。特别地，镍-铬(nicr)由80％的镍和20％的铬构成。

替代性地，在沉积步骤b)中沉积的、用以制作基部保护涂层30的、颗粒形式的材料基于镍-铬(nicr)，其中按重量计镍(ni)的含量为40％至75％，按重量计铬(cr)的含量为14％至30％，其余部分为铁(fe)、钼(mo)、钴(co)、锰(mn)和铝(al)。

优选地，在沉积步骤e)中沉积的、用于制作表面保护涂层3的、颗粒形式的材料由按重量计75％至87％的碳化钨(wc)及其余部分的铁(fe)、铬(cr)和铝(al)构成。

特别地，在沉积步骤e)中沉积的、用于制作表面保护涂层3的、颗粒形式的材料由按重量计10％至17％的铁(fe)、按重量计2.5％至5.8％的铬(cr)、按重量计0.6％至2.2％的铝(al)及其余部分的碳化钨(wc)构成。

根据优选实施方式，获得的表面保护涂层3由按重量计85％的碳化钨(wc)及按重量计15％的铁(fe)、铬(cr)和铝(al)构成。

有利地，制动器盘设置有适于将盘固定到车辆的部分，该部分包括布置在盘1的中心并与制动带2同心的环形部分4。固定部分4将连接元件5支撑至轮毂(即至钟形件)。钟形件可以与环形固定部分形成为一件(如附图所示)，或者也可以单独形成，然后通过合适的连接元件固定到固定部分。

环形固定部分4可以由与制动带相同的材料制成，即由灰口铸铁或钢制成。钟形件5也可以由灰口铸铁或其他合适的材料制成。特别地，整个盘(即制动带、固定部分和钟形件)可以由灰口铸铁制成。

优选地，制动带2通过铸造制成。类似地，当它们由灰口铸铁制成时，固定部分和/或钟形件可以通过铸造制造。

环形固定部分可以与制动带制成单个本体(如附图所示)，或者可以制成单独的本体，机械地连接到制动带。

有利地，在步骤d)中沉积的、用于形成基部保护涂层30的、颗粒形式的材料具有在5至40μm之间的颗粒大小。选择这样的值范围允许赋予氮碳共渗层300高性能的沉积表面密度和粘附能力。

优选地，基部保护涂层30的厚度在20μm至80μm之间，优选地等于50μm。选择这样的值范围允许在抗氧化保护作用的功效和涂层本身的热膨胀限制之间实现最佳平衡。换言之，如果基部保护涂层30的厚度小于20μm，则不会有足够的抗氧化保护作用。另一方面，大于80μm的厚度可能会随着时间的推移致使由于在盘式制动器的生命周期期间发生的热膨胀而导致的不完美的粘附。

在上述厚度范围内，基部保护涂层30可以起到上述“阻尼”作用，这有助于保持表面保护涂层3的完整性。

有利地，在步骤e)中沉积的、用于形成表面保护涂层3的、颗粒形式的材料具有5至45μm之间的颗粒大小。选择这样的值范围允许赋予涂层高性能的密度、硬度和有限孔隙率。

优选地，表面保护涂层3的厚度在30μm至90μm之间，优选地等于60μm。选择这样的值范围允许在保护层的消耗和涂层本身的热膨胀限制之间实现最佳平衡。换言之，如果保护涂层的厚度小于20μm，在磨损的情况下，它会在极短的时间内完全去除。另一方面，大于90μm的厚度可能会随着时间的推移致使由于在盘式制动器的生命周期期间发生的热膨胀而导致的不完美的粘附。

如上所述，两个保护涂层3和30的厚度是相对于粗糙状态之上的涂层部分计算的。因此，这些是最小厚度值，未考虑可以用于填充粗糙度的凹陷/凹坑的涂层厚度。

作为整体，如图3中适应性所示，两个保护涂层3和30完全填充了制动表面的粗糙度并在粗糙轮廓上形成具有优选在上述间隔内的厚度的层。

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如已经提到的，形成基部保护涂层30的材料(碳化铬(cr3c2)和镍-铬(nicr)，或镍-铬(nicr)、铁(fe)、钼(mo)、钴(co)、锰(mn)和铝(al))和形成表面保护涂层3的材料(碳化钨、铁、铬和铝)分别以颗粒形式沉积在氮碳共渗层300上和基部保护涂层30上，优选地通过hvof技术或hvaf技术或km技术。

这三种沉积技术是本领域技术人员所公知的，因此将不详细描述。

hvof(高速氧气燃料)是一种粉末喷雾沉积技术，它使用设置有混合和燃烧室及喷嘴的喷雾装置。氧气和燃料被供给到室。在接近1mpa的压力下处形成的热燃烧气体穿过会聚-发散喷嘴，将粉末材料输送到高超音速(即高于5马赫)。待沉积的粉末材料被注入到热气流中，在那里它迅速熔化并被加速到大约1000m/s的速度。一旦其已经撞击到沉积表面上，熔融材料迅速冷却，并凭借高动能撞击形成非常致密和紧凑的结构。

hvaf(高速空气燃料)沉积技术类似于hvof技术。不同之处在于，在hvaf技术中，将空气而不是氧气供应到燃烧室中。因此，所涉及的温度低于hvof技术的温度。这允许更好地控制涂层的热改性。

km(动力学金属化)沉积技术是一种固态沉积过程，其中金属粉末通过声波沉积喷嘴分两步喷射，这使金属颗粒在惰性气流中加速并摩擦带电。在载流中提供热能。压缩惰性气体流的势能和热能的势能在该过程中转化为粉末的动能。一旦高速加速并带电，颗粒就会被导向沉积表面。金属颗粒与这种表面的高速碰撞引起颗粒的大变形(在垂直于撞击的方向上约有80％)。这种变形致使颗粒表面积的巨大增加。作为冲击的效果，颗粒和沉积表面之间形成紧密接触，这致使形成金属键和具有非常致密和紧凑结构的涂层。

有利地，作为以上列出的共享高动能冲击沉积技术的事实的三种沉积技术的替代方案，还有利用不同的沉积方法但是可以产生具有非常致密和紧凑的结构的涂层的其他技术。

hvof、hvaf或km沉积技术与用于形成两个保护涂层——基部30和表面3——的化学成分的组合允许获得在沉积保护涂层的较低材料上具有高键合强度的保护涂层。

特别地，上述组合允许获得氮碳共渗层300(可能具有氧化顶层330)上的基部涂层30和基部保护涂层30上的表面涂层3两者的高锚定程度。

游离碳(c)的不存在，优选地即使在形成两个保护涂层的最终材料中也不以痕量形式存在，有助于降低脱离的风险。事实上，已经发现，在使用热喷涂技术施加涂层的情况下，传统保护涂层从由铝或铝合金制成或由灰口铸铁或钢制成的盘脱离的原因是游离碳在保护涂层中的存在。事实上，碳会燃烧，与形成的保护涂层中并入的氧结合。这导致在涂层内形成微气泡，这会阻止涂层充分粘附到盘上，从而促进其去除。

根据本发明的特别优选的实施方式，在沉积步骤b)中沉积的、用于制作基部保护涂层3的、颗粒形式的材料和在沉积步骤d)中沉积的、用于制作表面保护涂层30的、颗粒形式的材料是通过hvof(高速氧气燃料)技术沉积的。事实上，已经发现这种技术——特别是如果与制动带或与由灰口铸铁制成的整个盘相关联——允许实现组合的保护涂层(基部+表面)，该组合的保护涂层在耐磨性和摩擦学性能方面提供最佳折衷。

更详细地，根据所执行的实验测试，相对于(优选的)hvof(高速氧气燃料)技术，hvaf(高速空气燃料)技术允许获得具有接近标称值的规则厚度的紧凑且均匀的涂层。使用hvof制成的涂层不太紧凑，具有“海绵状”外观和可变厚度。

对具有由hvof和hvaf制成的涂层的样品进行的热冲击测试表明，仅影响wc+fe、cr、al表面保护涂层的损坏在所有样本上发现，并且包括涂层的微裂纹。然而，这种微裂纹在通过hvaf技术制成的涂层的样本中似乎更为明显，这可能是由于应用的较大刚度。这使得hvof技术更受欢迎。

在所有情况下，由cr3c2+ni或nicr+fe+mo+co+mn+al制成的基部保护涂层在热冲击试验后没有受到影响，始终致密，完美地粘附在铸铁上并且没有裂纹.

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如上所述，基部保护涂层30和表面保护涂层3覆盖制动带的两个制动表面中的至少一个。

整个基部保护涂层30和表面保护涂层3在下文中将统称为“组合保护涂层”3、30。

优选地，如图2所示，盘1设置有“组合保护涂层”3、30，其覆盖制动带2的两个制动表面2a和2b。

特别地，组合保护涂层3、30可以仅覆盖制动带、在单个制动表面上或在两者上。

根据附图中未示出的实施方式的解决方案，组合保护涂层3、30也可以延伸至盘1的其他部分作为环形固定部分4和钟形件5，直至覆盖盘1的整个表面。特别地，组合保护涂层3、30可以——除了制动带——仅覆盖固定部分或仅覆盖钟形件。选择主要由外观原因决定，以便在整个盘上或在盘的某些部分之间具有均匀的着色和/或饰面(finish，精加工、抛光)。

有利地，可以至少在涂层厚度方面以不同的方式在盘的表面上进行用于形成组合保护涂层3、30的颗粒材料沉积。

在制动带处，组合保护涂层3、30可以在两个相反的制动表面中制成具有相同的厚度。可以提供替代解决方案，其中组合保护涂层3、30通过区分制动带的两个制动表面之间的不同厚度来制成。

根据特别优选的实施方式，用于形成基部保护涂层30的沉积步骤d)包括颗粒形式的材料在表面本身上的两个或更多个不同沉积阶段以形成保护涂层。

更详细地，所述沉积步骤d)包括：

-颗粒形式的材料的第一沉积阶段，以直接在盘上形成基部保护涂层30的第一层；和

-颗粒形式的材料的第二沉积步骤，以在第一层上形成基部保护涂层的第二层。

如下文将阐明的，第二饰面层允许调整基部保护涂层3的表面饰面。

将沉积步骤d)分成两个阶段特别地允许至少区分在各个阶段中使用的颗粒形式的材料的颗粒大小。这使得沉积步骤d)更加灵活。

有利地，通过第一沉积阶段沉积的颗粒形式的材料具有比通过第二沉积阶段沉积的颗粒形式的材料大的颗粒大小。特别地，通过第一沉积阶段沉积的颗粒形式的材料具有在30至40μm之间的颗粒大小，而通过第二沉积阶段沉积的颗粒形式的材料具有在5至20μm之间的颗粒大小。

在两个不同的沉积阶段中制作基部保护涂层30、使用较粗的颗粒大小来形成第一层及使用较细的颗粒大小来形成第二层(具有饰面功能)，允许获得在沉积结束时已经具有所需的表面饰面特征的涂层，根据后续的表面保护涂层3的沉积。无需对涂层进行研磨和/或执行其他表面饰面操作即可获得此类所需的表面饰面特性。第二阶段沉积的颗粒填充了基部层的表面上的粗糙的粗糙度。有利地，可以通过调整第二阶段沉积的颗粒的颗粒大小来调整涂层的表面饰面水平。

优选地，基部保护涂层30的第一层的厚度在涂层总厚度的2/4至3/4之间，而基部保护涂层4的第二层的厚度在涂层总厚度的1/4至2/4。之间

根据该方法的特别优选的实施方式，沉积形成表面保护涂层3的颗粒材料(wc+fe+cr+al)的步骤e)包括颗粒材料到同一表面上的两个或更多个不同的沉积阶段以形成保护涂层。

更详细地，所述沉积步骤e)包括：

-颗粒形式的材料的第一沉积阶段，以直接在基部保护涂层30上产生涂层的第一层；和

-颗粒形式的材料的第二沉积阶段，以在表面保护涂层3的第一层上形成第二层。

优选地，表面保护层3经受表面饰面步骤以实现所需的最终粗糙度程度。

替代性地，保护层3的表面饰面可以通过直接对涂层本身3的沉积模式进行操作来获得。

更详细地，类似于在沉积基部涂层的步骤d)中所设想的，将沉积形成表面保护涂层3的颗粒材料的步骤e)分成两个或更多个阶段，特别地，也允许至少区分在各个步骤中使用的颗粒材料的颗粒大小。这使得沉积步骤e)更加灵活。

有利地，通过第一沉积阶段沉积的颗粒材料的颗粒大小大于通过第二沉积阶段沉积的颗粒材料的颗粒大小。特别地，通过第一沉积阶段沉积的颗粒材料具有在30至40μm之间的颗粒大小，而通过第二沉积阶段沉积的颗粒材料具有在5至20μm之间的颗粒大小。

使用两个不同的沉积阶段制作表面保护涂层3、使用较粗的颗粒大小来形成基部层及使用较细的颗粒大小来形成饰面层，允许获得在沉积结束时已经具有所需的表面饰面特征的表面保护涂层3，无需对涂层进行研磨和/或执行其他表面饰面操作。在第二阶段沉积的颗粒填充了基部层的表面上的粗糙的粗糙度。有利地，可以通过调整在第二阶段沉积的颗粒的颗粒大小来调整表面保护涂层3的表面饰面水平。

特别地，通过将颗粒大小为30至40μm的颗粒用于第一阶段及将颗粒大小为5和20μm的颗粒用于第二阶段，表面保护涂层3在饰面层处的表面粗糙度ra在2.0至3.0μm之间的范围呢内。

优选地，表面保护涂层3的第一层的厚度在涂层总厚度的2/4至3/4之间，而表面保护涂层3的第二层的厚度在涂层总厚度的1/4至2/4之间。

总的来说，颗粒材料的hvof、hvaf或km沉积技术、所用化学成分和多阶段沉积模式的组合允许获得具有有限水平表面粗糙度的涂层，其特别适用于制动器盘1的使用目的。

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执行了下述盘之间的对比测试：

a)盘式制动器，由灰口铸铁制成的，具有根据本发明的“组合”保护涂层的，通过hvof技术制作的，具有50μm厚的基部保护涂层(cr3c2+nicr)和60μm厚的表面保护涂层(wc+fe+cr+al)；基部保护涂层沉积在盘上在氮碳共渗层上，氮碳共渗层的深度在2至30μm之间，显微硬度的硬度值高于300hv；氮碳共渗层包括氧化顶层，氧化顶层包括厚度为5μm的磁铁矿fe3o4；氮碳共渗层制作在制动表面上，该制动表面先前已经进行了适于增加其粗糙度的处理；以及

b)灰色铸铁制动器盘，具有类似于本发明的“组合”保护涂层，但直接制作盘上，没有氮碳共渗层；

两个盘经受通常的动态台架测试(磨合、akmaster和磨损)。

这样的测试表明，在相同的测试条件下，根据本发明的盘a在磨损方面具有与盘b相当的耐用性。

同样从摩擦学行为(摩擦、褪色、磨合)的角度来看，在相同的测试条件下，根据本发明的盘具有与传统盘b基本相当的性能。

在存在组合的环境应力和热机械应力的情况下，这两个盘也经受了一系列抵抗力测试。

如上所述，这样的测试表明，根据本发明的盘在存在环境应力(热机械冲击和腐蚀剂)的情况下具有比盘b更好的性能。

更详细地，两个盘经受测试程序，该测试程序包括重复的组合动态台架测试(盘经受不同的制动循环，每个循环具有多个连续制动操作)和腐蚀环境测试(盐喷雾和冷凝水测试：盘和制动衬垫保持在盐喷雾中和具有高程度的湿度和高温度偏移的环境中)。

在设置重复结束时，盘b表现出保护涂层的普遍去除，而盘a仅具有保护涂层的最小的局部脱离。

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由以上描述可知，根据本发明的盘式色彩和制作这种盘式色彩的方法允许克服现有技术的不足。

事实上，根据本发明制作的制动器盘不会经历剥落，或者比已知的解决方案经历剥落的程度要小得多(以便及时确保耐磨性)。

根据本发明涂覆的设置有氮碳共渗层的制动器盘，与没有氮碳共渗层的类似涂覆的盘相比，在正常环境条件下表现出相似的耐磨性和摩擦学行为。

还证实，根据本发明涂覆的制动器盘在存在环境应力(热冲击和盐侵蚀)的情况下具有最佳的抵抗性能。

制动器盘1的制作通常也具有成本效益。

为了满足偶然的、特定的需要，本领域技术人员可以对上述盘和制动器盘进行均包含在所附权利要求书所限定的本发明的范围内的多种改变和变更。