具有碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的刹车盘的制作方法

本发明属于刹车系统领域，具体涉及带有耐磨耐高温，防腐防锈涂层的刹车盘。

背景技术：

汽车刹车盘是机车整体结构的关键部件之一，关乎到最核心的安全问题。

汽车的刹车系统工作过程，是通过刹车卡钳来夹紧刹车盘实现制动，可以看做是一个能量转化的过程，车轮高速旋转的动能通过摩擦被转化为车轮和刹车系统的热能，无论是刹车系统、还是轮胎及刹车片都对热量有着承受极限，一旦热量超过这个极限，就会发生“热衰减”，刹车力度就会大幅度降低，甚至造成刹车失灵，会发生严重的安全事故。这是因为在物理学中，温度越高分子之间的相互力越大，在温度急剧升高时，刹车盘内的分子就会承受相当大的引力和斥力，这两种力会让刹车盘表面膨胀，并且趋向平面化，摩擦系数会迅速降低，同时卡钳上的刹车皮也会产生同样的变化，结果就是刹车性能大幅度下降，影响行驶安全。

现在普遍使用的刹车盘，采用我国的灰铸铁250(ht250)标准，等同美国g3000标准，生产制造的普通刹车盘。其存在几个问题：

(1)其材质耐磨，耐高温，耐锈蚀性差。

(2)因其采用的材质，决定了其冷热交变的热应力、相变应力及摩擦力差，容易产生热疲劳裂纹，导致刹车盘因热疲劳龟裂和过度磨损而失效。

技术实现要素：

本发明的目的是要解决现有刹车盘的耐高温耐磨性能有待提高的问题，而提供一种具有碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的刹车盘。

本发明具有碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的刹车盘是在刹车盘的摩擦面上热喷涂有碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层或wc涂层，所述碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的组成成分及百分含量：86wt％wc、10wt％co和4wt％cr。

本发明采用热喷涂工艺技术制备陶瓷涂层，并且依据国家标准gb/t19823-2005规定，在普通刹车盘(ht250)机体材料表面，制造一层含有碳化钨钴铬合金陶瓷摩擦面，使其达到耐磨，耐高温，防腐，耐酸碱，抗氧化的目的，陶瓷层在一定温度内，不会产生“热衰减”的现象，可以在千度高温环境中正常工作，能延长刹车盘的使用寿命，提高刹车及安全性能，如正确使用终身不用更换。在制造过程中节约材料，节约能源，促进环保。

附图说明

图1是刹车盘的侧视图，其中1—刹车盘的摩擦面，2—盘毂；

图2是刹车盘的正视图，其中1—刹车盘的摩擦面，2—盘毂。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式具有碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的刹车盘是在刹车盘的摩擦面上热喷涂有碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层或wc涂层，所述碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的组成成分及百分含量：86wt％wc、10wt％co和4wt％cr。

本实施方式具有碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的刹车盘耐磨、耐高温、耐腐蚀、耐盐雾不锈蚀，并具有隔热功能。采用热喷涂工艺不易引起刹车盘的高温变形。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是在刹车盘的盘毂表面喷涂vk-l08(双组份)纳米涂料。

本实施方式盘毂上喷有隔热纳米涂层，防锈的vl-l08双组份纳米涂料，隔绝与其相连的构件传导热能。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是刹车盘的盘面热喷涂之前预先经过喷砂粗化处理。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是热喷涂之前将刹车盘预热至100～150℃。

本实施方式预热的目的是为了消除工件的表面的水分和湿气，提高喷涂粒子与工件接触时的界面温度，以提高涂层与工件机体的结合强度。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一或四不同的是所述的热喷涂为等离子喷涂、火焰喷涂、电弧喷涂或电热喷涂。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是所述的火焰喷涂为超音速火焰喷涂，控制火焰速度为2000～2200m/s，火焰温度为4800～5200℃。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是控制超音速火焰喷涂时煤油压力为1.2mpa，煤油流量为20～60l/h，氧气压力为1.6mpa，氧气流量为20～60m³/h。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式二至七之一不同的是将碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层喷涂在刹车盘的摩擦面上，碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的喷涂厚度为0.1～0.15mm。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式二至八之一不同的是热喷涂有碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的刹车盘经过抛光打磨处理。

实施例：本实施例刹车盘上制备碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的方法按下列步骤实现：

一、对刹车盘ht250工件进行检查，确定盘面和外圆边处无裂纹，x光探查无损伤；

二、在刹车盘金属表面进行机械喷砂除锈，去脂、油污；

三、将刹车盘表面预热到110℃，然后使用超音速火焰喷涂设备，控制超音速火焰喷涂时煤油压力为1.2mpa，煤油流量为30l/h，氧气压力为1.6mpa，氧气流量为30m³/h，载气压力为0.35mpa，载气流量为5l/min，送粉气压力1.2mpa，送粉气体流量500l/h，控制火焰速度为2100m/s，火焰温度为5000℃，在刹车盘的摩擦面1上喷涂0.1mm碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层；

四、在刹车盘的盘毂2表面喷涂vk-l08纳米涂料；

五、抛光打磨至标准尺寸和光洁度，按工艺要求进行检量验收。

本实施例所述的vk-l08纳米涂料购自杭州智钛净化科技有限公司，所述的碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的组成成分及百分含量：86wt％wc、10wt％co和4wt％cr。

本实施例得到的碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层包括以下有益效果：

a.涂层均匀，空隙小、密实性好，涂层到达了设计要求，附着力强，涂层呈灰黑色，坚硬耐磨、无锈蚀。

b.带有陶瓷涂层的刹车盘与普通刹车盘比较，其优点是抗气蚀，不锈蚀，耐磨提升5-6倍，耐高温提高3倍，耐盐雾泥沙磨蚀性能更好，具有良好的经济实用性，达到了比普通刹车盘性能更优的目的，保护刹车盘的机体，延长使用寿命，保证长时间，长距离行驶状态下，刹车盘在千度温度下，没有“热衰减”，保证刹车性能稳定，确保行驶安全，人身安全。

利用超音速火焰喷涂技术在普通刹车盘(ht250)上，制备86％(wc)+10％(co)+4％(cr)合金涂层，通过x射线衍射仪和扫描电镜对涂层进行物相成分及组织形貌进行分析，测定了涂层的孔隙率，结合强度，显微镜硬度和电化学腐蚀性能，结果表明；涂层的孔隙率小，结合强度和显微镜硬度大幅度提高，涂层的耐磨、耐高温耐腐蚀性高。

碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的主要参数：

1、孔隙率＜1％；

2、硬度hv0.3：1200-1400；

3、粗糙度：3.5-5.5μm；

4、沉积率：45-60％；

5、结合强度：＞80mpa。

技术特征：

技术总结
具有碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的刹车盘，本发明属于刹车系统领域，它要解决现有刹车盘的耐高温耐磨性能有待提高的问题。本发明具有碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的刹车盘是在刹车盘的摩擦面上热喷涂有碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层或WC涂层，碳化钨钴铬基合金陶瓷涂层的组成成分及含量：86wt％WC，10wt％Co和4wt％Cr。本发明采用热喷涂工艺制造一层含有碳化钨钴铬合金陶瓷摩擦面，使其达到耐磨，耐高温，防腐，耐酸碱，抗氧化的目的，陶瓷层在一定温度内，不会产生“热衰减”的现象，能够在千度高温环境中正常工作，延长刹车盘的使用寿命。

技术研发人员：王占庆;王冶
受保护的技术使用者：王占庆
技术研发日：2018.08.13
技术公布日：2018.12.07