用于自行车制动器的摩擦构件的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请基于并要求在2014年10月23日提交的在先美国专利申请第14/521472 号的优先权并要求在2014年12月26日提交的在先美国专利申请第14/583/193号的优先 权，通过引用将其全部内容并入本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及自行车部件，特别地涉及用于自行车制动器的摩擦构件。
【背景技术】
[0004] 自行车部件所要求的物理性质根据自行车部件的类型而不同。一些自行车部件要 求令人满意的拉伸强度。一些自行车部件要求令人满意的耐磨性。其它自行车部件需要令 人满意的拉伸强度和令人满意的耐磨性。
[0005] 在操作制动杆时，自行车制动器移动摩擦构件并且从摩擦构件与转子或轮辋的摩 擦产生制动力。可利用高温制动力（衰退性能）、湿工况制动力与干工况制动力的比（湿/ 干比）、摩擦构件的耐磨性、制动噪声等来评价自行车制动器的制动性能。摩擦构件是影响 制动性能的因素之一。
[0006] 制造摩擦构件的容易度以及摩擦构件的成品率影响摩擦构件的制造成本。用于自 行车制动器的摩擦构件主要分类为由合成树脂制成的摩擦构件（即树脂垫）和由无机材料 例如金属复合材料制成的摩擦构件（即金属垫）。金属垫的高温制动力（衰退性能）优于 树脂垫。金属垫的制造成本高于树脂垫，主要是因为金属板的低成品率。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种由金属复合材料制成的自行车部件。本发明的一些方面 涉及一种能够提高至少一种制动性能的用于自行车制动器的摩擦构件。本方面的另一个方 面涉及一种具有提高的制动性能的用于自动车制动器的摩擦构件的便宜的制造方法。另 外，本发明的另一个方面涉及一种具有令人满意的拉伸强度和/或令人满意的耐磨性的自 行车部件。
[0008] 本发明的第一方面提供一种通过燃烧合成得到的用于自行车制动器的摩擦构件。
[0009] 在一个实施例中，摩擦构件包含通过燃烧合成得到的金属间化合物。
[0010] 在一个实施例中，摩擦构件还包含金属相。
[0011] 在一个实施例中，金属相包含Cu、Al、Zn和Ni中的至少一者。
[0012] 在一个实施例中，金属相包含Cu，且金属间化合物包含TiCu、Ti2Cu、Ti 3Cu4、Ti2Cu3 和TiCu4*的至少一者。
[0013] 在一个实施例中，摩擦构件还包含TiC和Cu3Ti30中的至少一者。
[0014] 在一个实施例中，通过对包含至少三种粉末的粉末压实体施予燃烧合成得到摩擦 构件。
[0015] 在一个实施例中，该至少三种粉末为铜粉末、钛粉末和碳粉末。
[0016] 在一个实施例中，粉末压实体相对于铜粉末的总重量含有10至30重量％的碳粉 末。
[0017] 在一个实施例中，粉末压实体相对于铜粉末的总重量含有0. 1至50重量％的钛粉 末。
[0018] 在一个实施例中，粉末压实体相对于铜粉末的总重量含有5至15重量％的钛粉 末。
[0019] 本发明的第二方面提供一种用于自行车制动器的摩擦构件。该摩擦构件包含从第 一金属和第二金属得到的金属间化合物，以及由第一金属形成的金属相。
[0020] 在一个实施例中，第一金属为Cu、Al、Zn和Ni中的任一者。另外，第二金属为Ti。
[0021] 在一个实施例中，第一金属为Cu，且金属间化合物为TiCu、Ti2Cu、Ti 3Cu4、Ti2Cu^ TiCu4*的至少一者。
[0022] 在一个实施例中，摩擦构件还包含TiC和Cu3Ti30中的至少一者。
[0023] 在一个实施例中，通过对包含至少三种粉末的粉末压实体施予燃烧合成得到摩擦 构件。
[0024] 在一个实施例中，该至少三种粉末为铜粉末、钛粉末和碳粉末。
[0025] 在一个实施例中，粉末压实体相对于铜粉末的总重量含有10至30重量％的碳粉 末。
[0026] 在一个实施例中，粉末压实体相对于铜粉末的总重量含有0. 1至50重量％的钛粉 末。
[0027] 在一个实施例中，粉末压实体相对于铜粉末的总重量含有5至15重量％的钛粉 末。
[0028] 本发明的第三方面提供一种包含Cu-Ti基金属间化合物的自行车部件。
[0029] 在一个实施例中，自行车部件还包含金属相。
[0030] 在一个实施例中，金属相包含Cu。Cu-Ti基金属间化合物包含TiCu、Ti2Cu、Ti 3Cu4、 Ti2CujP TiCu 4中的至少一者。
[0031] 在一个实施例中，自行车部件还包含TiC和Cu3Ti30中的至少一者。
[0032] 在一个实施例中，通过对至少包含铜粉末、钛粉末和碳粉末的粉末压实体施予燃 烧合成得到Cu-Ti基金属间化合物。
[0033] 在一个实施例中，粉末压实体相对于铜粉末的总重量含有10至30重量％的碳粉 末。
[0034] 在一个实施例中，粉末压实体相对于铜粉末的总重量含有0. 1至50重量％的钛粉 末。
[0035] 在一个实施例中，粉末压实体相对于铜粉末的总重量含有5至15重量％的钛粉 末。
[0036] 在一个实施例中，自行车部件为用于自行车制动器的摩擦构件。
[0037] 本发明的第四方面提供一种用于自行车制动器的摩擦构件的制造方法。该方法包 括对粉末压实体进行成形，和对该粉末压实体施予燃烧合成。
[0038] 在一个实施例中，粉末压实体包含铜粉末、钛粉末和碳粉末。
[0039] 在一个实施例中，粉末压实体相对于铜粉末的总重量含有10至30重量％的碳粉 末。
[0040] 在一个实施例中，粉末压实体相对于铜粉末的总重量含有0. 1至50重量％的钛粉 末。
[0041] 在一个实施例中，粉末压实体相对于铜粉末的总重量含有5至15重量％的钛粉 末。
[0042] 从下面的描述以及与经由实施例说明本发明的原理的附图结合，本发明的其它方 面和优点将会变得明显。
【附图说明】
[0043] 本发明及其目标和优点一起可通过参考以下示出的优选实施方案的描述以及附 图来最好地理解，其中，
[0044] 图1(a)是说明摩擦构件的一个实施方案的制造方法的示意图；
[0045] 图1 (b)和1 (c)是示出摩擦构件的显微镜图像的示意图；
[0046] 图2(a)和2(b)是实施例1和比较例1中的摩擦构件的示意图；
[0047] 图3是示出对摩擦构件的一些实施例进行的耐磨性试验的结果的图；
[0048] 图4是示出摩擦构件的一些实施例的硬度的图；
[0049] 图5是用于说明具有各种Ti/Cu比的摩擦构件实施例的Cu的衍射峰强度的X射 线分析图；
[0050] 图6是用于说明具有各种Ti/Cu比的摩擦构件实施例的金属间化合物Ti2Cu的衍 射峰强度的X射线分析图；
[0051] 图7是用于说明具有各种Ti/Cu比的摩擦构件实施例的金属间化合物TiCu4的衍 射峰强度的X射线分析图；
[0052] 图8是用于说明具有各种Ti/Cu比的摩擦构件实施例的Cu3Ti30的衍射峰强度的 X射线分析图。
【具体实施方式】
[0053] 现在将描述作为自行车部件的一个实施例的自行车制动器的摩擦构件10的制造 方法。如图1 (a)所示，摩擦构件10的制造方法包括：对包含至少三种粉末Pl、P2和P3的 粉末压实体CB进行成形，和对该粉末压实体CB施予燃烧合成。燃烧合成可成为自蔓延高 温合成。该至少三种粉末P1、P2和P3为燃烧合成中的反应物。通过燃烧合成制造了包含 金属间化合物（例如Cu-Ti基金属间化合物）的摩擦构件10。在本实施方案中，摩擦构件 10包含TiCu、Ti 2Cu、Ti3Cu4、Ti2Cu#P TiCu 4中的至少一者作为金属间化合物。摩擦构件10 还可包含TiC和Cu3Ti 30中的至少一者。
[0054] 通过燃烧合成制造的摩擦构件10具有令人满意的制动性能，例如高温制动力（衰 退性能）、湿工况制动力与干工况制动力的比（湿/干比）、耐磨性、制动噪音等。特别地， 本实施方案的摩擦构件10使得湿/干比接近于1并且可降低制动噪音。
[0055] 燃烧合成通过如下开始：将粉末压实体CB施予外部热刺激，以便在粉末压实体CB 局部地引起燃烧反应，该燃烧反应为放热反应。更特别地，燃烧合成通过如下开始：用激光 束局部地照射粉末压实体CB以局部地加热粉末压实体CB。例如，用激光束以100至400W 的强度照射粉末压实体CB的一部分持续5至30秒。在粉末压实体CB的一部分局部地经 历燃烧反应时产生