CN106756760A - 一种汽车刹车盘耐磨处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种汽车刹车盘耐磨处理方法，其包含如下步骤：1）清洁刹车盘：将刹车盘进行脱脂、除锈、清洗处理；2）碳、氮共渗：将清洁后的刹车盘置于真空炉中，加热预氧化，加热温度为400±10℃，加热时间为1—2h，然后升温到550±10℃，通入二氧化碳和氨气，进行碳、氮的渗入，渗入时间5—6h；3）冷却：向炉内通入氮气，将碳、氮共渗后的刹车盘随炉冷却至200℃，然后出炉冷却至室温，渗层厚度控制在20—50μm。通过碳、氮的渗入，在刹车盘表面形成一层碳氮化合物层，有效抑制刹车盘制动面厚薄差的增长，提升刹车盘耐磨性和耐蚀性，延长刹车盘的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及汽车刹车盘，具体涉及一种汽车刹车盘耐磨处理方法。
背景技术
刹车盘是汽车制动系统的核心零件，通过与制动片的干摩擦产生巨大的摩擦力降低车轮转速实现汽车减速制动。刹车盘磨损主要来至三个方面：1、汽车在高速行驶状况下紧急制动，刹车盘制动面的温度高达300℃，基体材料制动面抗咬合能力和耐磨性直线下降，尤其是耐磨性，此时制动面厚薄差快速增长，从而引起磨损；2、汽车开始使用后，刹车盘制动面喷涂的金属漆很快就会被磨掉，部分漆附着在制动片上，制动过程造成制动面厚薄差快速增长，造成异响和磨损；3、刹车盘制动面金属漆被磨掉后极易锈蚀，浮锈黏附在制动片上，引起制动面厚薄差快速增长，造成异响和磨损。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车刹车盘耐磨处理方法，其通过碳、氮的渗入，在刹车盘表面形成一层碳氮化合物层，有效抑制刹车盘制动面厚薄差的增长，提升刹车盘耐磨性和耐蚀性，延长刹车盘的使用寿命，提高刹车盘使用的安全性。
本发明所述的一种汽车刹车盘耐磨处理方法，其包含如下步骤：
1）清洁刹车盘：将刹车盘进行脱脂、除锈、清洗处理，
2）碳、氮共渗：将清洁后的刹车盘置于真空炉中，加热预氧化，炉内压力保持在0Pa，加热温度为400±10℃，加热时间为1—2h，然后升温到550±10℃，启动抽真空装置使炉内压力保持在400～500Pa，通入二氧化碳和氨气，二氧化碳流量控制在1.1—1.5m³/h，氨气的流量控制在25—35m³/h，进行碳、氮的渗入，渗入时间5—6h，
3）冷却：启动抽真空装置使炉内压力保持在200—300Pa，向炉内通入氮气，氮气流量控制在5—8m³/h，将碳、氮共渗后的刹车盘随炉冷却至200℃，然后出炉冷却至室温，渗层厚度控制在20—50μm。
进一步，所述步骤1）中的脱脂处理为采用有机溶剂去除刹车盘表面的油污，脱脂时间为20—30min。
进一步，所述有机溶剂为乙醇或三氯乙烯。
进一步，所述步骤1）中的除锈处理为采用浓度为20—100g/L的盐酸或酸洗剂去除刹车盘表面氧化皮和浮绣，除锈时间为10—20min。
进一步，所述步骤1）中的清洗处理为采用纯水通过喷淋去除刹车盘表面的挂灰，清洗时间为10—20min。
进一步，所述步骤2）中刹车盘的预氧化加热温度为400℃，加热时间为1.5h。
进一步，所述步骤2）中刹车盘碳、氮共渗的加热温度为550℃，渗入时间为6h。
进一步，所述步骤3）中渗层厚度控制在24—48μm。
本发明的有益效果是：通过在刹车盘基体表面渗入碳、氮原子形成由致密的白亮层和微孔密集成点状孔隙的扩散层组成的碳、氮渗层，该渗层极薄，具有耐磨性、耐蚀性、高温下抗咬合性好、无脆性、化学稳定性强；并且在高温条件中服役下降不明显，有效阻止了刹车盘紧急制动情况下制动面厚薄差快速增长造成的磨损；另外渗层中致密的白亮层具有防腐的作用，制动面无需喷漆，亦不会出现锈蚀，避免了部分漆附着在制动片上和浮锈黏附在制动片上造成的磨损；提升了刹车盘的耐磨性和耐蚀性，延长了刹车盘的使用寿命，提高了刹车盘使用的安全性。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图；
图2是本发明的刹车盘的结构示意图；
图3是图2的A-A的剖视图；
图4是本发明的刹车盘表面碳、氮渗层的断面结构特征图；
图5是本发明的刹车盘中性盐雾试验的腐蚀形貌图。
图中，1—下制动面，2—大圆立面，3—上制动面，4—小圆立面，5—轮毂安装面，6—碳、氮渗层；
a—试验前刹车盘表面形貌，b—腐蚀初期表面形貌，c—腐蚀扩散阶段形貌，d—腐蚀到基体阶段形貌。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
实施例1，参见图1所示的一种汽车刹车盘耐磨处理方法，其包含如下步骤：
1）清洁刹车盘：将刹车盘进行脱脂、除锈、清洗处理，脱脂处理为采用乙醇去除刹车盘表面的油污，脱脂时间为30min，然后进行除锈处理，采用浓度为20g/L的盐酸去除刹车盘表面氧化皮和浮绣，除锈时间为20min，接着进行清洗处理，采用纯水通过喷淋去除刹车盘表面的挂灰，清洗时间为20min，在60℃下吹干工件。
2）碳、氮共渗：将清洁后的刹车盘加热预氧化，将刹车盘装入真空炉中，炉内压力保持在0Pa，加热至400℃预氧化1.5h，然后升温至550℃，启动抽真空装置使炉内压力保持在400～500Pa，通入二氧化碳和氨气，二氧化碳流量控制在1.1—1.5m3/h，氨气流量控制在25—35m3/h，渗入时间为6h。
3）冷却：启动抽真空装置使炉内压力保持在200—300Pa，向炉内继续通入氮气，氮气流量控制在5—8m³/h，将碳、氮共渗后的刹车盘随炉冷却至200℃，然后出炉冷却至室温，渗层厚度控制在24—48μm。
实施例2，一种汽车刹车盘耐磨处理方法，其包含如下步骤：
1）清洁刹车盘：将刹车盘进行脱脂、除锈、清洗处理，脱脂处理为采用乙醇去除刹车盘表面的油污，脱脂时间为20min，然后进行除锈处理，采用浓度为50g/L的盐酸去除刹车盘表面氧化皮和浮绣，除锈时间为10min，接着进行清洗处理，采用纯水通过喷淋去除刹车盘表面的挂灰，清洗时间为10min，在60℃下吹干工件。
2）碳、氮共渗：将清洁后的刹车盘加热预氧化，将刹车盘装入真空炉中，炉内压力保持在0Pa，加热至390℃预氧化1h，然后升温至540℃，启动抽真空装置使炉内压力保持在400～500Pa，通入二氧化碳和氨气，二氧化碳流量控制在1.1—1.5m3/h，氨气流量控制在25—35m3/h，渗入时间为5h。
3）冷却：启动抽真空装置使炉内压力保持在200—300Pa，向炉内继续通入氮气，氮气流量控制在5—8m³/h，将碳、氮共渗后的刹车盘随炉冷却至200℃，然后出炉冷却至室温，渗层厚度控制在24—48μm。
实施例3，一种汽车刹车盘耐磨处理方法，其包含如下步骤：
1）清洁刹车盘：将刹车盘进行脱脂、除锈、清洗处理，脱脂处理为采用三氯乙烯去除刹车盘表面的油污，脱脂时间为25min，然后进行除锈处理，采用酸洗剂去除刹车盘表面氧化皮和浮绣，除锈时间为15min，接着进行清洗处理，采用纯水通过喷淋去除刹车盘表面的挂灰，清洗时间为15min，在60℃下吹干工件。
2）碳、氮共渗：将清洁后的刹车盘加热预氧化，将刹车盘装入真空炉中，炉内压力保持在0Pa，加热至410℃预氧化2h，然后升温至560℃，启动抽真空装置使炉内压力保持在400～500Pa，通入二氧化碳和氨气，二氧化碳流量控制在1.1—1.5m3/h，氨气流量控制在25—35m3/h，渗入时间为5.5h。
3）冷却：启动抽真空装置使炉内压力保持在200—300Pa，向炉内继续通入氮气，氮气流量控制在5—8m³/h，将碳、氮共渗后的刹车盘随炉冷却至200℃，然后出炉冷却至室温，渗层厚度控制在24—48μm。
实施例4，参见图2和图3所示，由实施例1处理得到的刹车盘的下制动面1，大圆立面2，上制动面3，小圆立面4和轮毂安装面5均形成了碳、氮渗层6，全面提高了刹车盘的耐磨性和耐腐蚀性。
实施例5，将实施例1处理得到的刹车盘切割制成金相检测试样，用金相显微镜观察，参见图4，其渗层组织由致密白亮层和微孔密集成点状孔隙的扩散层组成，渗层厚度为24—48μm，其中白亮层厚度为20—30μm，疏松层厚度为4—18μm。
实施例6，将实施例1处理得到的刹车盘用HW-90盐雾箱按照GB/T 10125做耐中性盐雾测试，测试时间达240h，参见图5，a为试验前刹车盘表面形貌，b为腐蚀初期表面形貌，c为腐蚀扩散阶段形貌，d为腐蚀到基体阶段形貌，处理得到的刹车盘在进行中性盐雾试验时，没有出现严重的腐蚀坑，只是刹车盘表面出现轻微腐蚀现象，说明经过碳、氮渗入处理得到的刹车盘具有一定的耐蚀性。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种汽车刹车盘耐磨处理方法，其特征在于包含如下步骤：
1）清洁刹车盘：将刹车盘进行脱脂、除锈、清洗处理；
2）碳、氮共渗：将清洁后的刹车盘置于真空炉中，加热预氧化，炉内压力保持在0Pa，加热温度为400±10℃，加热时间为1—2h，然后升温到550±10℃，启动抽真空装置使炉内压力保持在400～500Pa，通入二氧化碳和氨气，二氧化碳流量控制在1.1—1.5m³/h，氨气的流量控制在25—35m³/h，进行碳、氮的渗入，渗入时间5—6h；
3）冷却：启动抽真空装置使炉内压力保持在200—300Pa，向炉内通入氮气，氮气流量控制在5—8m³/h，将碳、氮共渗后的刹车盘随炉冷却至200℃，然后出炉冷却至室温，渗层厚度控制在20—50μm。
2.根据权利要求1所述的汽车刹车盘耐磨处理方法，其特征在于：所述步骤1）中的脱脂处理为采用有机溶剂去除刹车盘表面的油污，脱脂时间为20—30min。
3.根据权利要求2所述的汽车刹车盘耐磨处理方法，其特征在于：所述有机溶剂为乙醇或三氯乙烯。
4.根据权利要求1所述的汽车刹车盘耐磨处理方法，其特征在于：所述步骤1）中的除锈处理为采用浓度为20—100g/L的盐酸或酸洗剂去除刹车盘表面氧化皮和浮绣，除锈时间为10—20min。
5.根据权利要求1所述的汽车刹车盘耐磨处理方法，其特征在于：所述步骤1）中的清洗处理为采用纯水通过喷淋去除刹车盘表面的挂灰，清洗时间为10—20min。
6.根据权利要求1所述的汽车刹车盘耐磨处理方法，其特征在于：所述步骤2）中刹车盘的预氧化加热温度为400℃，加热时间为1.5h。
7.根据权利要求1所述的汽车刹车盘耐磨处理方法，其特征在于：所述步骤2）中刹车盘碳、氮共渗的加热温度为550℃，渗入时间为6h。
8.根据权利要求1所述的汽车刹车盘耐磨处理方法，其特征在于：所述步骤3）中渗层厚度控制在24-48μm。
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