CN107587028A

CN107587028A - 一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法

Info

Publication number: CN107587028A
Application number: CN201710777426.1A
Authority: CN
Inventors: 文有余
Original assignee: Ningguo Run Feng Metal Products Co Ltd
Current assignee: Ningguo Run Feng Metal Products Co Ltd
Priority date: 2017-09-01
Filing date: 2017-09-01
Publication date: 2018-01-16

Abstract

本发明属于汽车制动鼓用铸造材料技术领域，具体涉及一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法，包括熔炼、孕育、浇注几个过程。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明在常规的原料中加入适量的钴、铬、钨提高珠光体的稳定性，在共晶凝固过程中阻止奥氏体中的碳向石墨片扩散，从而使珠光体增多，在适当的阶段使用相应的孕育剂，使所得产品铁素体得到强化，进一步细化且稳定珠光体，改善产品的力学性能满足制动鼓耐热疲劳性和耐磨性要求，适合规模化生产。

Description

一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法

技术领域

本发明属于汽车制动鼓用铸造材料技术领域，具体涉及一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法。

背景技术

汽车制动鼓在热疲劳和磨损条件下使用，因此，要求制动鼓材质具有良好的耐热疲劳性能和耐磨性能，汽车制动鼓普遍采用高强度灰铸铁生产，其材质发展方向为高导热性和高强度，一般通过提高含碳量和改善石墨形态提高导热性，通过加入合金元素提高强度，普通铸铁制动鼓材质牌号为HT250，含碳量3.2-3.5％，加入0.3-0.6％铜、铬合金化处理，要求A型石墨为主，珠光体95％以上，强度大于250MPa。

铸铁制动鼓生产工艺流程包括：配料、熔炼、孕育处理、浇注、打箱、清理、机加工、检验、包装。

普通铸铁制动鼓抗热疲劳性差，其失效形式一般为热疲劳裂纹扩展导致开裂，抗热疲劳性能取决于导热性和强度，即导热性和强度越高，抗热疲劳性越好，改善抗热疲劳性可从两方面采取措施，一是提高含碳量以形成更多石墨和改善石墨形态，从而提高导热性；二是通过合金化等方法提高强度，由于增加含碳量会显著降低强度，因此，为兼顾导热性和强度，需将碳控制在合适范围内，为提高强度，常用Ni、Cr、Mo、Cu 等元素合金化，目前，采用最多的是加 Cr、Cu，Cr价格便宜，提高强度效果好，但加入量不能过多，否则使材质变脆，Cu相比 Ni、Mo价格便宜，且属于石墨化元素，对石墨形态有利，成为常用提高强度的合金化元素，Ni、Mo价格昂贵，较少使用，普通铸铁制动鼓耐热疲劳性和耐磨性差，使用寿命低，且需加入贵重合金，制造成本高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法，包括以下步骤：

（1）熔炼：配制原料，将原料依次按照比重加入熔炼炉熔炼，熔炼温度为1640-1720℃，在熔炼过程中通入氩气气流，持续20-30分钟后停止，得到熔炼液；

其中，所述原料包括以下重量百分比的成分：碳3.8-4.2%、硅1.2-1.5%、锰0.04-0.08%、钒0.14-0.18%、钨0.25-0.35%、铬0.45-0.65%、钴0.12-0.18%、钛1.25-1.5%、铬0.85-1.35%、铜0.04-0.08%，余量为铁和不可避免的杂质；

（2）孕育：将所得熔炼液倒入浇包，熔炼液温度为1480-1520℃，同时加入相当于其重量0.3-0.5%、含锶量为1.65%的含锶硅铁，第一次孕育完成后扒渣；调整熔炼液温度为1320-1360℃，将熔炼液浇注，在浇注过程中加入相当于其重量0.1-0.2%、含锶量为0.72%的含锶硅铁，进行第二次孕育；

（3）浇铸：浇注温度为1420-1450℃，浇注时间为6-8分钟。

作为对上述方案的进一步改进，所述不可避免的杂质包括磷和硫，其中磷含量不高于0.08%，硫含量不高于1.2%。

作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（1）中原料还包括下述质量百分比的成分锶0.15-0.25%、铍0.02-0.04%。

作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（1）中原料还包括下述质量百分比的成分锶0.2%、铍0.03%。

作为对上述方案的进一步改进，所述氩气气流的气流速度为25-30m/s。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明在常规的原料中加入适量的钴、铬、钨提高珠光体的稳定性，在共晶凝固过程中阻止奥氏体中的碳向石墨片扩散，从而使珠光体增多，在适当的阶段使用相应的孕育剂，使所得产品铁素体得到强化，进一步细化且稳定珠光体，改善产品的力学性能满足制动鼓耐热疲劳性和耐磨性要求，适合规模化生产。

具体实施方式

实施例1

一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法，包括以下步骤：

（1）熔炼：配制原料，将原料依次按照比重加入熔炼炉熔炼，熔炼温度为1680℃，在熔炼过程中通入氩气气流，持续25分钟后停止，得到熔炼液；

其中，所述原料包括以下重量百分比的成分：碳4%、硅1.4%、锰0.06%、钒0.16%、钨0.3%、铬0.55%、钴0.15%、钛1.38%、铬1.05%、铜0.06%、锶0.2%、铍0.03%，余量为铁和不可避免的杂质；

（2）孕育：将所得熔炼液倒入浇包，熔炼液温度为1500℃，同时加入相当于其重量0.4%、含锶量为1.65%的含锶硅铁，第一次孕育完成后扒渣；调整熔炼液温度为1340℃，将熔炼液浇注，在浇注过程中加入相当于其重量0.2%、含锶量为0.72%的含锶硅铁，进行第二次孕育；

（3）浇铸：浇注温度为1430℃，浇注时间为7分钟。

其中，所述不可避免的杂质包括磷和硫，其中磷含量不高于0.08%，硫含量不高于1.2%；所述氩气气流的气流速度为28m/s。

所得制动鼓抗拉强度达到367MPa，硬度为259HB，在1kg压力条件下处理30分钟，检测其质量损失率，为427g/m³·h，优于现有制动鼓抗拉强度287MPa，硬度为220HB，以及质量损失率650g/m³·h。

实施例2

一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法，包括以下步骤：

（1）熔炼：配制原料，将原料依次按照比重加入熔炼炉熔炼，熔炼温度为1640℃，在熔炼过程中通入氩气气流，持续30分钟后停止，得到熔炼液；

其中，所述原料包括以下重量百分比的成分：碳3.8%、硅1.5%、锰0.04%、钒0.14%、钨0.25%、铬0.65%、钴0.18%、钛1.5%、铬0.85%、铜0.08%，余量为铁和不可避免的杂质；

（2）孕育：将所得熔炼液倒入浇包，熔炼液温度为1480℃，同时加入相当于其重量0.3%、含锶量为1.65%的含锶硅铁，第一次孕育完成后扒渣；调整熔炼液温度为1320℃，将熔炼液浇注，在浇注过程中加入相当于其重量0.2%、含锶量为0.72%的含锶硅铁，进行第二次孕育；

（3）浇铸：浇注温度为1420℃，浇注时间为8分钟。

其中，所述不可避免的杂质包括磷和硫，其中磷含量不高于0.08%，硫含量不高于1.2%；所述氩气气流的气流速度为30m/s。

所得制动鼓抗拉强度达到362MPa，硬度为253HB，在1kg压力条件下处理30分钟，检测其质量损失率，为439g/m³·h，优于现有制动鼓抗拉强度287MPa，硬度为220HB，以及质量损失率650g/m³·h。

实施例3

一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法，包括以下步骤：

（1）熔炼：配制原料，将原料依次按照比重加入熔炼炉熔炼，熔炼温度为1720℃，在熔炼过程中通入氩气气流，持续20分钟后停止，得到熔炼液；

其中，所述原料包括以下重量百分比的成分：碳4.2%、硅1.2%、锰0.08%、钒0.18%、钨0.35%、铬0.45%、钴0.12%、钛1.25%、铬1.35%、铜0.04%，余量为铁和不可避免的杂质；

（2）孕育：将所得熔炼液倒入浇包，熔炼液温度为1520℃，同时加入相当于其重量0.5%、含锶量为1.65%的含锶硅铁，第一次孕育完成后扒渣；调整熔炼液温度为1360℃，将熔炼液浇注，在浇注过程中加入相当于其重量0.1%、含锶量为0.72%的含锶硅铁，进行第二次孕育；

（3）浇铸：浇注温度为1450℃，浇注时间为6分钟。

其中，所述不可避免的杂质包括磷和硫，其中磷含量不高于0.08%，硫含量不高于1.2%；所述氩气气流的气流速度为25m/s。

所得制动鼓抗拉强度达到365MPa，硬度为256HB，在1kg压力条件下处理30分钟，检测其质量损失率，为433g/m³·h，优于现有制动鼓抗拉强度287MPa，硬度为220HB，以及质量损失率650g/m³·h。

实施例4

一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法，包括以下步骤：

其中，所述原料包括以下重量百分比的成分：碳4%、硅1.4%、锰0.06%、钒0.16%、钨0.3%、铬0.55%、钴0.15%、钛1.38%、铬1.05%、铜0.06%，余量为铁和不可避免的杂质；

（3）浇铸：浇注温度为1430℃，浇注时间为7分钟。

所得制动鼓抗拉强度达到362MPa，硬度为254HB，在1kg压力条件下处理30分钟，检测其质量损失率，为434g/m³·h，优于现有制动鼓抗拉强度287MPa，硬度为220HB，以及质量损失率650g/m³·h。

Claims

1.一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（3）浇铸：浇注温度为1420-1450℃，浇注时间为6-8分钟。

2.如权利要求1所述一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法，其特征在于，所述不可避免的杂质包括磷和硫，其中磷含量不高于0.08%，硫含量不高于1.2%。

3.如权利要求1所述一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中原料还包括下述质量百分比的成分锶0.15-0.25%、铍0.02-0.04%。

4.如权利要求1所述一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中原料还包括下述质量百分比的成分锶0.2%、铍0.03%。

5.如权利要求1所述一种耐热耐疲劳汽车制动鼓的制备方法，其特征在于，所述氩气气流的气流速度为25-30m/s。