
传统上,制动盘由具有层状石墨相的灰铸铁制成。其优点是具有良好的导热性、较高的热容量、相对较低的成本。缺点是,由于车辆中的制动盘持续承受高机械负载,因此材料会受到腐蚀和磨损。
盘式制动器与自行车上的制动器相似。使用盘式制动器时,制动片不会挤压车轮,但转子通过电缆以液压方式传递力。制动盘和制动片之间产生的摩擦力会减慢制动盘的速度。这些过程会使细小颗粒散布在整个环境中,并缩短制动盘的使用寿命。
目前用于保护制动盘的方法包括电镀和热喷涂。电镀涉及在制动盘上涂覆一层薄而耐用的另一种金属涂层。热喷涂包括在制动盘表面喷涂熔化或加热的材料。然而,事实证明,它们不仅效率低下,而且成本高昂。

然而,超高速激光材料沉积(EHLA)工艺非常适合制动盘涂层。EHLA工艺允许涂覆与用于制造制动盘本身的基材形成冶金结合的涂层。冶金结合是由于基材和涂层之间的化学结合而产生的,没有空隙或其他形式的不连续性。这些冶金结合非常牢固,因此在压力下不会使制动器碎裂或剥落。与传统工艺制备的涂层不同,EHLA制备的涂层没有任何裂纹,从而最大限度地减少了任何可能的碎屑或剥落。因此,制动盘的使用寿命更长,对环境和买家都有利。
EHLA工艺的另一个优点是能够使用多种材料,因此在汽车行业有许多应用。可以应用不同的涂层,以满足不同车辆部件的特定要求,并适应这些部件将承受的环境。

EHLA工艺的一个优点是,涂层材料直接用激光束熔化,使涂层过程更快。传统方法的处理速度约为几米/分钟,而EHLA处理速度为500米/分钟。因此,被涂覆的材料暴露在热中的时间要短得多。这种低热暴露阻止碳从制动器溶解到熔体中,防止涂层中形成任何孔隙和裂纹。这种气孔和裂纹的缺失减少了颗粒从制动盘上摩擦并进入环境的可能性。
另一个优点是,EHLA工艺产生的涂层比传统方法产生的涂层薄得多。涂层厚度从500微米降至10至250微米。这使得该工艺更经济可行,因为所需材料更少。此外,较薄的涂层提供了更平滑的表面,减少了任何剥落或剥落的可能性。
再一个优点是EHLA过程不含化学物质。这使得该过程对环境友好,这一概念对我们的全球社会越来越重要。
位于亚琛的HPL Technologies公司目前正在构建一个结合EHLA工艺的系统,以生产灰铸铁传统制动盘的涂层。
更多细节可以在这里找到:EHLA:极端高速激光材料沉积,Thomas Schopphoven,Andres Gasser,Gerhard Backes,https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/latj.201700020。