CN105562618A - 刹车盘的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种刹车盘的制备方法，制备步骤包括：首先将邦尼2号热固性树脂与石英砂进行混合，获得制备刹车盘砂壳的砂料，邦尼2号热固性树脂的使用量为石英砂重量的1.5-2％；然后将砂料放入射砂机中制备出砂壳；然后将刹车盘的原料加热熔融至950-1250℃，然后将熔融的金属液浇注到砂壳中；待浇注完成后，0.5-2h，砂壳中的邦尼2号热固性树脂热解挥发，石英砂从冷凝的金属表面散落，获得刹车盘产品。本发明具有砂子溃散干净、无需人工打砂、生产成本低的优点。

Description

刹车盘的制备方法
技术领域
本发明是涉及一种刹车盘铸造技术领域，具体涉及一种刹车盘的制备方法。
背景技术
刹车盘是机动车中非常关键的部件，其质量的好坏直接影响刹车性能以及车辆的安全性能，特别是火车上使用的特大型刹车盘，其质量的好坏更为关键，火车上使用的刹车盘，如附图1所示：一般包括一个扇形的刹车盘主体，主体沿着径向设置多个相互平行的翅片，主体靠内侧设置连接孔。这种结构的刹车盘由于结构的特殊性，传统的锻造方法无法实现，目前使用较多的是铸造方法，即具体工艺流程如下1)生产工艺准备，根据要生产的零件图、生产批量和交货期限，制定生产工艺方案和工艺文件，绘制铸造工艺图；2)生产准备，包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备；3)造型与制芯；4)熔化与浇注；5)落砂清理与铸件检验等主要工序。成形原理：将金属加热熔化，使其具有流动性，然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中，在重力或外力(压力、离心力、电磁力等)的作用下充满型腔，冷却并凝固成铸件(或零件)的一种金属成形方法。上述铸造过程需要采用大量砂子，且砂型制造工序多，后续清砂任务重，工人需要大工作量的打砂，从而大大增加了工人的劳动量，且铸造车间粉尘大、生产成本高。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种砂子溃散干净、无需人工打砂、生产成本低的刹车盘的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种刹车盘的制备方法，制备步骤包括：
(1)首先将邦尼2号热固性树脂与石英砂进行混合，获得制备刹车盘砂壳的砂料，邦尼2号热固性树脂的使用量为石英砂重量的1.5-2％；
(2)然后将步骤(1)制备的砂料放入射砂机中，将砂料加热至140-160℃，然后在4-6个大气压的压力下喷砂造型，获得具有刹车盘型腔的砂壳，砂壳自然冷却待用，砂壳的厚度为30-50mm；
(3)按照如下重量百分比的各组分配置制备刹车盘的原料：碳(C)0.18-0.25％，锰(Mn)0.60-1.00％，硅(Si)0.30-0.60％，铬(Cr)0.9-1.35％，钼(Mo)0.9-1.2％，镍(Ni)≤0.70％，钒(V)0.28-0.35％，硫(S)≤0.035％，磷(P)≤0.035％，余量为铁；然后原料混合加热熔融至950-1250℃，然后将熔融的金属液浇注到步骤(2)制备的砂壳中；
(4)待浇注完成后的0.5-2h，砂壳中的邦尼2号热固性树脂热解挥发，石英砂从冷凝的金属表面散落，获得刹车盘产品。
作为优选，步骤(1)所述的邦尼2号热固性树脂的使用量为石英砂重量的1.5-1.8％；采用该配比，可以很好的实现砂壳的铸型效果，同时也能保证砂壳及时分散。
作为优选，步骤(2)所述的砂壳的厚度为35-45m；采用该厚度，既能保证金属液体在砂壳内充分冷凝成型，同时也能保证砂壳及时分散。
本发明的邦尼2号热固性树脂(BN-02)，购买自邦尼化工(天津)有限公司销售的邦尼固化剂。
本发明的优点和有益效果：
1.本发明首次采用将邦尼2号热固性树脂与石英砂进行混合的混合料，用来制备具有刹车盘型腔的砂壳，然后向砂壳中直接浇注制备刹车盘的金属液体，随着金属液冷凝放热，将砂壳中的邦尼2号热固性树脂加热分解挥发，而石英砂则由于没有了邦尼2号热固性树脂的粘结作用而自然分散脱落，从而直接获得表面光滑的刹车盘产品；本发明通过合理控制砂壳的厚度以及邦尼2号热固性树脂的添加量，充分保证金属液冷却成型效果和石英砂的散落时间；从而摒弃了传统砂型铸造方法的繁杂工序和工人打砂工序，大大节省了人力降低了生产成本。而且此工艺更是区别于其它传统铸造工艺：采用无甲醛、无苯酚的树脂实现了无清砂工序；砂子回用率约95％以上的优点。
2.本发明的制备方法，不需要工人制造砂型，且制备工序简单，劳动环境得到大大改善，更加绿色环保，污染小；而且采用的喷砂机制造砂壳的过程类似于注塑机制备产品一样，通过合理的设定温度和喷砂压力，就能获得合格的砂壳产品，砂壳内部为与刹车盘形状相同的型腔，本发明采用压力造型设备，模压成型，铸造精度可达到CT6级(铸造国标6级)，区别其他工艺提升2个等级；然后直接将原料加热熔融浇注到砂壳的型腔内，金属液冷凝，外侧的砂壳散去，即获得产品，不需要翻砂、去砂、打砂等工序；节省劳动强度及劳动力：成型、搬运均采用自动化操作，比其他“树脂砂铸造”工艺节省人力1/3，比“溶模铸造”节省2/3。
3.本发明的2号热固性树脂由于其自身组织结构优势，使得型砂表面有一层特殊的油膜，型砂表面稳定性及安定性好，利于铸件表面质量提高；表层在高温下发生热解形成光亮碳，在铸型与金属界面上形成还原性气氛，防止了金属表面的氧化，使铸件表面粗糙度细化，光滑；且树脂分解物甲醛，无苯酚，更加环保、安全；而散落的石英砂可以充分再利用。本发明工艺的经济性：可比其他“树脂砂铸造”工艺利润提高15-20％，比“溶模铸造”利润提高25-30％。
附图说明
图1本发明刹车盘结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
附图1为本发明的刹车盘。
实施例1
(1)首先将邦尼2号热固性树脂与石英砂进行混合，获得制备刹车盘砂壳的砂料，邦尼2号热固性树脂的使用量为石英砂重量的1.6％；
(2)然后将步骤(1)制备的砂料放入射砂机中，将砂料加热至150-155℃，然后在5个大气压的压力下喷砂造型，获得具有刹车盘型腔的砂壳，砂壳自然冷却待用，砂壳的厚度为40mm；
(3)按照如下重量百分比的各组分配置制备刹车盘的原料：碳(C)0.20％，锰(Mn)0.80％，硅(Si)0.5％，铬(Cr)1.25％，钼(Mo)1.0％，镍(Ni)0.5％，钒(V)0.32％，硫(S)0.03％，磷(P)0.03％，余量为铁；然后原料混合加热熔融至1000-1050℃，然后将熔融的金属液浇注到步骤(2)制备的砂壳中；
(4)待浇注完成后，1h后砂壳中的邦尼2号热固性树脂热解挥发，石英砂从冷凝的金属表面散落，获得刹车盘产品。
实施例2
(1)首先将邦尼2号热固性树脂与石英砂进行混合，获得制备刹车盘砂壳的砂料，邦尼2号热固性树脂的使用量为石英砂重量的1.8％；
(2)然后将步骤(1)制备的砂料放入射砂机中，将砂料加热至155-160℃，然后在6个大气压的压力下喷砂造型，获得具有刹车盘型腔的砂壳，砂壳自然冷却待用，砂壳的厚度为45mm；
(3)按照如下重量百分比的各组分配置制备刹车盘的原料：碳(C)0.25％，锰(Mn)1.00％，硅(Si)0.55％，铬(Cr)1.30％，钼(Mo)1.1％，镍(Ni)0.60％，钒(V)0.30％，硫(S)0.032％，磷(P)0.032％，余量为铁；然后原料混合加热熔融至950-1250℃，然后将熔融的金属液浇注到步骤(2)制备的砂壳中；
(4)待浇注完成后，0.6h，砂壳中的邦尼2号热固性树脂热解挥发，石英砂从冷凝的金属表面散落，获得刹车盘产品。
实施例3
(1)首先将邦尼2号热固性树脂与石英砂进行混合，获得制备刹车盘砂壳的砂料，邦尼2号热固性树脂的使用量为石英砂重量的1.5％；
(2)然后将步骤(1)制备的砂料放入射砂机中，将砂料加热至140-145℃，然后在4.5个大气压的压力下喷砂造型，获得具有刹车盘型腔的砂壳，砂壳自然冷却待用，砂壳的厚度为35mm；
(3)按照如下重量百分比的各组分配置制备刹车盘的原料：碳(C)0.20％，锰(Mn)0.65％，硅(Si)0.45％，铬(Cr)1.20％，钼(Mo)1.0％，镍(Ni)0.65％，钒(V)0.30％，硫(S)0.030％，磷(P)0.030％，余量为铁；然后原料混合加热熔融至950-1250℃，然后将熔融的金属液浇注到步骤(2)制备的砂壳中；
(4)待浇注完成后，0.5h，砂壳中的邦尼2号热固性树脂热解挥发，石英砂从冷凝的金属表面散落，获得刹车盘产品。
对实施例制备的样品进行性能检测，其检测结果如小表1所示：
表1
从上述检测数据可知，本发明制备的方法具有强度高，冲击韧性强，硬度高的优点，完全满足刹车盘的使用环境要求。
本发明的射砂机可以采用市售覆膜砂射芯机，工作原理：利用压缩空气将型砂均匀的射入砂箱预紧实，然后再施加压力进行压实，常用的有垂直分型无箱射压造型机和水平分型脱箱射压造型机，垂直分型无箱射压造型机造型不用砂箱，型砂直接射入带有模板的造型室，所造砂型尺寸精度高，砂箱两面都有型腔，生产率高，但下芯困难，对型砂质量要求严格，水平分型脱箱射压造型机利用砂箱进行造型，砂型造好后合型脱箱，下芯方便，生产率高。上述射砂机和工作原理均适用于本发明。

Claims (3)

1.一种刹车盘的制备方法，其特征在于：制备步骤包括：
(1)首先将邦尼2号热固性树脂与石英砂进行混合，获得制备刹车盘砂壳的砂料，邦尼2号热固性树脂的使用量为石英砂重量的1.5-2％；
(2)然后将步骤(1)制备的砂料放入射砂机中，将砂料加热至140-160℃，然后在4-6个大气压的压力下喷砂造型，获得具有刹车盘型腔的砂壳，砂壳自然冷却待用，砂壳的厚度为30-50mm；
(3)按照如下重量百分比的各组分配置制备刹车盘的原料：碳0.18-0.25％，锰0.60-1.00％，硅0.30-0.60％，铬0.9-1.35％，钼0.9-1.2％，镍≤0.70％，钒0.28-0.35％，硫≤0.035％，磷≤0.035％，余量为铁；然后原料混合加热熔融至950-1250℃，然后将熔融的金属液浇注到步骤(2)制备的砂壳中；
(4)待浇注完成后的0.5-2h，砂壳中的邦尼2号热固性树脂热解挥发，石英砂从冷凝的金属表面散落，获得刹车盘产品。
2.根据权利要求1所述的刹车盘的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的邦尼2号热固性树脂的使用量为石英砂重量的1.5-1.8％。
3.根据权利要求1所述的刹车盘的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的砂壳的厚度为35-45m。
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