CN102494057A - 一种汽车刹车盘及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车刹车盘及其制备方法，所述的汽车刹车盘外型同现有技术刹车盘相同，其特征在于，所述刹车盘内部翅片的流转方向沿中心向边缘呈螺旋扭转；所述的螺旋扭转是采用阿基米德螺线结构。所述汽车刹车盘的材料选用蠕墨铸铁；所述刹车盘外表面采用渗硼处理。

Description

一种汽车刹车盘及其制备方法
技术领域
本发明涉及铸造工程材料领域，尤其是波及一种汽车刹车盘及其制备方法。
背景技术
现阶段使用的刹车盘1的翅片2为直的辐条状，如图1所示，刹车气体很快通过这些翅片散掉，带走的热量有限，会使在刹车时产生的大量热累积到刹车盘处，对刹车盘产生热作用，降低刹车盘的寿命。
同时现阶段所使用的刹车盘，一般是采用灰铸铁铸造而成。灰铸铁的制造方法简单，生产容易，但灰铸铁也有严重的缺陷，就是加工能力弱，拉伸强度低，剪切应力差。因此在用灰铸铁制造的刹车盘容易开裂，综合耐热疲劳性能低，使用寿命不高。
自20世纪60年代提出蠕墨铸铁以来，因蠕墨铸铁的较高的耐磨性、减震性以及优越的综合耐热疲劳性能等优良的使用性能，在生产中获得了广泛的应用。但蠕墨铸铁的生产工艺要求非常严格，要稳定可靠的生产蠕墨铸铁必须在生产中控制好原料液的化学成份和温度，以及适当的蠕化、孕育处理方法和可靠的炉前控制。发明人通过多年努力，寻找到一种用蠕墨用蠕墨铸铁替代灰铸铁生产汽车刹车盘及其制备方法。为增加耐磨性能，现可以采用渗硼技术来实现，但该技术仅能用于低碳钢领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种用蠕墨铸铁生产的汽车刹车盘以及生产该汽车刹车盘的方法。
本发明的另一目的是实现了在高碳领域的渗碳技术。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种汽车刹车盘，所述的刹车盘外型同现有技术刹车盘相同，所述刹车盘内部翅片的流转方向沿中心向边缘呈螺旋扭转；所述的螺旋扭转是采用阿基米德螺线结构。
所述汽车刹车盘的材料选用蠕墨铸铁；所述刹车盘外表面采用渗硼处理。
一种汽车刹车盘的制备方法：
1)选择原料铁；所述原料铁中各元素的重量百分比为3.6-3.8％的碳，小于1.2％的硅，小于0.04％的硫，0.3-0.9％的锰，0.03％的钨，0.002％的矾，其余为铁及微量杂质；
2)选用熔炼炉处理1)的原料；将原料加热到1420-1450℃熔化；
3)选用稀土硅铁镁合金为蠕化剂，通过计算控制镁占铁液总重量百分比的0.015-0.02％；蠕化温度控制在1380-1420℃；蠕化时间为2-5分钟，孕育停留时间为8-15分钟，每批次蠕化包铁液重量为240kg或330kg之一，浇注温度1400℃，每包浇铸时间控制在5-10分钟；
4)将浇铸完成的铸件快速冷却，待铸件呈暗红后进行渗硼处理；
5)将渗硼后的铸件通过正火及盐浴等温淬火处理；等温淬火温度360±20℃。
所述渗硼处理为选用稀土和硼盐浴共渗工艺；共渗温度为470±20℃；
所述的渗硼处理的渗硼剂为固体渗硼剂；所述的渗硼剂的重量百分比组成为：25％的硼砂，8％的氟硼酸钾，1.2％的铝，0.3％的稀土氯化物，0.002％的二氧化钛及余量的石墨；
所述的盐浴为以硝酸钾和硝酸钠重量比1：1配制。
本发明的有益效果是：
1，通过本发明对刹车盘的翅片的改进，提高了散热效果，对刹车盘的热冲击影响降低。
2，通过本发明以蠕墨铸铁替代灰铸铁，提高了刹车盘的耐磨性能和减震性能。
3，通过本发明的渗硼技术，进一步实现了刹车盘的耐磨性能及抗垫疲劳性能。
4，通过本发明的工艺过程，采用的各工序实现了能量的综合利用，进一步减少了能耗，在实现高性能的同时进一步减少成本，提高竞争力。
附图说明
图1，现有技术中刹车盘翅片的结构示意图。
图2，本发明刹车盘翅片的结构示意图。
具体实施方式
以下详细描述本发明的实施例，这些实施例仅用来解释本发明，而不能用来解释为对本发明的限制。
参考图2，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种汽车刹车盘，所述的刹车盘3外型同现有技术刹车盘1相同，所述刹车盘内部翅片4的流转方向沿中心向边缘呈螺旋扭转；所述的螺旋扭转是采用阿基米德螺线结构。
所述汽车刹车盘的材料选用蠕墨铸铁；所述刹车盘外表面采用渗硼处理。
一种汽车刹车盘的制备方法：
1)选择原料铁；所述原料铁中各元素的重量百分比为3.6-3.8％的碳，小于1.2％的硅，小于0.04％的硫，0.3-0.9％的锰，0.03％的钨，0.002％的矾，其余为铁及微量杂质；
2)选用中频感应熔炼炉处理1)的原料；将原料加热到1420-1450℃熔化；
3)选用稀土硅铁镁合金为蠕化剂，通过计算控制镁占铁液总重量百分比的0.015-0.02％；蠕化温度控制在1380-1420℃；蠕化时间为2-5分钟，孕育停留时间为8-15分钟，每批次蠕化包铁液重量为240kg，在本发明的其它实施例中选用的蠕化包铁液重量为330kg，浇注温度1400℃，每包浇铸时间控制在5-10分钟；最佳浇涛时间为8分钟；
4)将浇铸完成的铸件快速冷却，待铸件呈暗红后进行渗硼处理；
5)将渗硼后的铸件通过正火及盐浴等温淬火处理；等温淬火温度360±20℃。
所述渗硼处理为选用稀土和硼盐浴共渗工艺；共渗温度为470±20℃；
所述的渗硼处理的渗硼剂为固体渗硼剂；所述的渗硼剂的重量百分比组成为：25％的硼砂，8％的氟硼酸钾，1.2％的铝，0.3％的稀土氯化物，0.002％的二氧化钛及余量的石墨；
所述的盐浴为以硝酸钾和硝酸钠重量比1∶1配制。
在本发明的其它实施例中，也可以不进行渗硼处理，在蠕化浇铸后快速冷却；然后再通过正火及盐浴等温淤火处理完成刹车盘的加工工序。
本发明通过同现有技术相比，通过在铁液原料中加入钨和矾，在进行蠕化时也很好的实现了蠕化要求，通过试样检测，本发明产品的蠕化率可以达到72％-80％。同时本发明在高碳铁合金中实现了渗硼工艺，解决了现渗硼技术仅能用于低碳合金钢的限制。
本发明的蠕墨生产方法所生产的蠕墨铸铁应当能够满足汽车发动机、发动机盖等的生产性能要求。

Claims (7)

1.一种汽车刹车盘，所述的汽车刹车盘外型同现有技术刹车盘相同，其特征在于，所述刹车盘内部翅片的流转方向沿中心向边缘呈螺旋扭转；所述的螺旋扭转是采用阿基米德螺线结构。
2.根据权利要求1所述的汽车刹车盘，其特征在于，所述汽车刹车盘的材料选用蠕墨铸铁；所述刹车盘外表面采用渗硼处理。
3.一种汽车刹车盘的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)选择原料铁；所述原料铁中各元素的重量百分比为3.6-3.8％的碳，小于1.2％的硅，小于0.04％的硫，0.3-0.9％的锰，0.03％的钨，0.002％的矾，其余为铁及微量杂质；
2)选用熔炼炉处理1)的原料；将原料加热到1420-1450℃熔化；
3)选用稀土硅铁镁合金为蠕化剂，通过计算控制镁占铁液总重量百分比的0.015-0.02％；蠕化温度控制在1380-1420℃；蠕化时间为2-5分钟，孕育停留时间为8-15分钟，每批次蠕化包铁液重量为240kg或330kg之一，浇注温度1400℃，每包浇铸时间控制在5-10分钟；
4)将浇铸完成的铸件快速冷却，待铸件呈暗红后进行渗硼处理；
5)将渗硼后的铸件通过正火及盐浴等温淬火处理；等温淬火温度360±20℃。
4.根据权利要求3所述的汽车刹车盘的制备方法，其特征在于，所述的熔炼炉为中频感应炉。
5.根据权利要求3所述的汽车刹车盘的制备方法，其特征在于，所述渗硼处理为选用稀土和硼盐浴共渗工艺；共渗温度为470±20℃；
6.根据权利要求3或5所述的汽车刹车盘的制备方法，其特征在于，所述的渗硼处理的渗硼剂为固体渗硼剂；所述的渗硼剂的重量百分比组成为：25％的硼砂，8％的氟硼酸钾，1.2％的铝，0.3％的稀土氯化物，0.002％的二氧化钛及余量的石墨；
7.根据权利要求3或5所述的汽车刹车盘的制备方法，其特征在于，所述的盐浴为以硝酸钾和硝酸钠重量比1∶1配制。
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