散热耐磨型铝合金制动鼓的制作方法

本实用新型涉及汽车制动技术领域，具体为一种散热耐磨型铝合金制动鼓。

背景技术：

公知，制动鼓的性能直接决定着制动性能的好坏。目前，应用较为广泛的是整体铸造鼓式制动器，包括制动鼓和制动蹄片，制动蹄片能够与制动鼓的内表面接触，制动鼓在汽车行驶过程中处于转动状态，刹车时，制动蹄片在制动力的作用下紧压于制动鼓上，利用与制动鼓之间的摩擦阻力，使行驶的汽车减速或停车，以保证行车安全。在上述制动过程中，制动鼓会由于制动摩擦而产生热量，特别是当汽车重载、高速行驶时，尤其是在下长坡或陡坡时，由于需要较大的制动力以及连续多次的制动来确保汽车处于可控状态，使得制动鼓内壁温度急剧升高，制动鼓表面的热量来不及散走而导致制动鼓高温，进而对制动性能产生不良影响。

为了改善制动鼓的散热效果，目前普遍采用在制动鼓表面加装淋水装置的措施对制动鼓进行散热，在制动鼓外表面淋水虽然可以降低制动鼓温度，但是也会使制动鼓内壁和外表面产生急剧温差，如此则可能造成制动鼓产生相变应力，进而导致制动鼓的裂纹产生。也有一些是在制动鼓外圆柱面上设置若干散热筋，通过该结构，增大了制动鼓的散热面积，造成空气流动，产生一定的风冷效果，但是另一方面也会造成制动鼓厚度增加，重量过重，制造成本增加，散热效果差。

此外，传统的制动鼓材质为HT250灰铸铁，灰铸铁具有成本低、铸造性能好、不易变形等特点，缺点是脆性大、强度低、易开裂，受热急剧冷却易炸裂，而且由于制动鼓内外表面平滑，导致制动力难以提高，刹车不够灵敏，且不易散热，高温时遇风就容易产生裂纹。并且由于制动鼓的结构特点，其与轮毂的安装端深入轮胎内部，并随轮胎一起同速转动，前端的空气流动并不理想，而且制动鼓安装端与制动鼓本体过渡连接处应力比较集中，在重载、恶劣山区、矿区路况环境下达到应力极限时，容易出现掉底故障。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有制动鼓散热效果不理想、整体由灰铸铁制成且内表面平滑导致制动力难以提高、刹车不灵敏以及制动鼓与轮毂的安装端空气流动不理想、应力比较集中等问题，提供一种散热耐磨型铝合金制动鼓。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：散热耐磨型铝合金制动鼓，包括制动鼓本体，所述制动鼓本体包含与车轮连接的安装端部以及与制动蹄片配合、结构为空心圆柱体的铝合金基体制动周部，安装端部周圈间隔设有安装孔，本实用新型的创新点在于安装端部与制动周部之间设有圆弧过渡连接部，圆弧过渡连接部周圈间隔开设散热通风孔；制动周部的圆柱体外表面设有锯齿型螺纹散热片。采用本实用新型的结构设计，在安装端部与制动周部之间增设圆弧过渡连接部，一方面分散了过渡连接部的应力集中，增强了过渡连接部的弹性，缓解瞬时冲击，而且可以增强散热效果，降低过渡连接部热疲劳；另一方面在过渡连接部开设散热通风孔，可进一步降低应力集中，更重要的是增加了与轮毂安装端的空气流通，提升散热效果。本实用新型在制动周部的圆柱体外表面设有锯齿型螺纹散热片，利用锯齿形螺纹的结构特点，既能增加散热面积，也能减少制动鼓受热表面产生的应力集中。

为了进一步优化该制动鼓的结构，完善其功能，本实用新型还进一步作了如下改进：

进一步地，所述的圆弧过渡连接部的圆弧角度为40^o～50 ^o，在此角度范围内，可以保证制动鼓与轮毂安装端的空气流通效果。

进一步地，所述的散热通风孔直径为23～28mm，数量为10个，散热通风孔的直径范围及数量，既能确保圆弧过渡连接部的整体强度，又能提高散热效果。

进一步地，所述的制动周部的圆柱体外表面设有容置槽，容置槽内设有与其一体化机加工成型的锯齿型螺纹散热片，锯齿型螺纹散热片的高度与容置槽槽深一致。此结构设计，在没有增加制动鼓本体厚度的前提下，增大了散热鼓体表面的散热面积，而且利用锯齿形螺纹的结构特点，减少制动鼓受热表面产生的应力集中，同时由于一体化机加工成型，散热导热性极好。

进一步地，所述的制动周部的圆柱体内表面与制动蹄片所形成的摩擦工作面烧结有陶瓷耐磨层。所述陶瓷耐磨层的制备方法以及与制动鼓之间的烧结工艺是现有公知技术，是利用微弧氧化工艺，大功率等离子设备烧结而成。铝热反应产生的高温使反应产物金属与陶瓷熔融，在离心力的作用下陶瓷与金属发生相分离，形成陶瓷耐磨层，是本领域的普通技术人员很容易实现的。本实用新型采用在铝合金鼓式制动器的制动鼓内表面烧结有陶瓷耐磨层，由于陶瓷制品本身具有耐磨、耐高温、硬度高等特点，所以大大提高了制动鼓的耐磨、耐高温等性能，延长了制动鼓的使用寿命。

进一步地，所述的陶瓷耐磨层的厚度为0.05-3mm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、增设圆弧过渡连接部，一方面分散了过渡连接部的应力集中，增强了过渡连接部的弹性，缓解瞬时冲击，而且可以增强散热效果，降低过渡连接部热疲劳；另一方面在过渡连接部开设散热通风孔，可进一步降低应力集中，更重要的是增加了与轮毂安装端的空气流通，提升散热效果；

2、在制动周部的圆柱体外表面设有锯齿型螺纹散热片，利用锯齿形螺纹的结构特点，既能增加散热面积，也能减少制动鼓受热表面产生的应力集中；

3、制动周部的圆柱体内表面与制动蹄片所形成的摩擦工作面烧结有陶瓷耐磨层，由于陶瓷制品本身硬度达到HV1300以上，大大提高了制动鼓的耐磨、耐高温、耐腐蚀等性能；散热效果好，而且遇水不裂，延长了制动鼓的使用寿命，是比铸铁制动鼓使用寿命延长4倍以上；并且在实际应用中，铝合金陶瓷制动鼓在390℃以下工作特性、摩擦系数不变，制动毂温度达到390℃时，使生热速度和散热速度达到一个平衡点，温度不再上升。能有效防止刹车力量衰减情况的发生，制动性能远远高于传统的铸铁制动鼓。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图中：1-安装端部；2-铝合金基体制动周部；3-安装孔；4-圆弧过渡连接部；5-散热通风孔；6-锯齿型螺纹散热片；7-容置槽；8-陶瓷耐磨层。

具体实施方式

散热耐磨型铝合金制动鼓，如图1所示，包括制动鼓本体，所述制动鼓本体包含与车轮连接的安装端部1以及与制动蹄片配合、结构为空心圆柱体的铝合金基体制动周部2，安装端部周圈间隔设有安装孔3，安装端部与制动周部之间设有圆弧过渡连接部4，圆弧过渡连接部周圈间隔开设散热通风孔5；制动周部的圆柱体外表面设有锯齿型螺纹散热片6。

圆弧过渡连接部4的圆弧角度为40^o～50 ^o，优选为45 ^o；散热通风孔5直径为23～28mm，优选为26mm，数量为10个。

制动周部2的圆柱体外表面设有容置槽7,容置槽内设有与其一体化机加工成型的锯齿型螺纹散热片6，锯齿型螺纹散热片的高度与容置槽槽深一致。制动周部2的圆柱体内表面与制动蹄片所形成的摩擦工作面烧结有陶瓷耐磨层8；陶瓷耐磨层8的厚度为0.05-3mm。

当制动器不工作时，制动周部内表面与制动蹄片之间保持一个很小的间隙，制动鼓本体可随车轮一起自由旋转；制动时，驾驶员踩下制动踏板，制动轮缸中液压油的油压升高，进而推动制动蹄片的蹄端外张，使制动蹄片上的摩擦片压紧转动的制动周部内表面的陶瓷耐磨层而产生制动摩擦力矩，达到制动的目的，当松开制动踏板时，制动轮缸油压降低，回位弹簧使制动蹄回位，摩擦力矩消失，制动即行解除，上述制动过程中，位于制动周部外表面的锯齿型螺纹散热片增加了散热面积，减少了制动鼓受热表面产生的应力集中，而且安装端部增设的圆弧过渡连接部及散热通风孔，极大分散了过渡连接部的应力集中，降低热疲劳，也增加了与轮毂安装端的空气流通，提升散热效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。