CN108315635A - 高碳制动盘配比及其制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制动盘领域，公开了高碳制动盘的制作工艺，步骤一：炉内加入增碳剂；步骤二：加入铁水，在铁水中加入与步骤一中等量的增碳剂；步骤三：加入预处理剂；步骤四：再加入合金，并加热使铁水温度达到1450℃；步骤五：原铁水取样检查；步骤六：出炉温度1540±10℃；步骤七：铁水炉(1)中加入硅钡钙孕育剂；步骤八：将铁水倒入铁水炉(1)中，随流孕育采用硅钡孕育剂。本发明通过实验的比对，得出具有高性能的高碳制动盘配比和工艺，具有优良的抗拉强度和硬度；此外通过对铁水炉的设计，使孕育剂的喷洒更加均匀，减缓孕育剂加入的时间，避免孕育衰退，控制孕育剂加入的流量，防止抱成团，提高孕育效果。

Description

高碳制动盘配比及其制作工艺
技术领域
本发明涉及制动盘领域，尤其涉及了高碳制动盘配比及其制作工艺。
背景技术
灰铸铁以其良好的减震性、抗磨损性、传热性，易于制造以及成本低廉等优点，在汽车制动盘的制造中，一直作为首选材料。目前国内普通汽车制动盘，碳当量通常在3.8％一3.9％左右(亚共晶铸铁)。随着对汽车刹车性能要求的不断提高，传统的灰铸铁材料已经越来越难以满足其需求，国内、外优质制动盘因高碳当量使其具备更好的减震性、热传导性、抗抖动性等性能。灰铸铁的导热性和碳量存在着一个近似的线性关系在同等碳当量情况下，石墨片越长制动盘的导热性越好，某种程度上，石墨片长度也可以用来表征制动盘鼓的导热能表力。因此生产高碳制动盘鼓是当前汽配行业的发展趋势。但随着碳当量的提高，特别是碳含量提高到3.6-3.8％甚至更高中，机械性能急剧下降，需要添加合金来提高强度，合金不合理的加入又会降低铁水的流动性，增加铁水收缩的倾向，同时采用普通灰铸铁的孕育工艺，在碳当量大于4.0时，反而引起裂纹、缩松等铸造缺陷，现结合申请人20多年汽车制动盘的经验，提供一种高碳低合金制动盘毂的生产工艺。
发明内容
本发明针对现有技术中性能较差，容易引起裂纹、缩松等铸造缺陷等缺点，提供了高碳制动盘配比及其制作工艺。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
高碳制动盘配比，每100g高碳制动盘中的各成分配比如下(单位：g)：
C：3.6-3.8；
Si：1.7-2.1；
Mn：0.6-0.9；
P：≤0.12；
S：≤0.15；
Cr：0.2-0.3；
Sn：0.04-0.08；
Cu：0.2-0.4；
Nb：0.06-0.09或Mo0.2-0.4。
高碳制动盘的制作工艺：
步骤一：炉内加入增碳剂；
步骤二：加入铁水，当加入至总铁水量的一半时，在铁水中加入与步骤一中等量的增碳剂；
步骤三：加入预处理剂；
步骤四：再加入合金，并加热使铁水温度达到1450℃；
步骤五：原铁水取样检查，微调到每100g原铁水内的化学成分和质量为(单位：g)：C：3.65-3.75；Si：1.45-1.55；Mn：0.65-0.75；P：0.035-0.05；S：0.06-0.085；Cr：0.23-0.28；Sn：0.06-0.075,Cu：0.3-0.38；Nb：0.07-0.085或Mo0.3-0.38；
步骤六：出炉温度1540±10℃；
步骤七：铁水炉中加入硅钡钙孕育剂，每100g铁水加入0.5g硅钡钙孕育剂；
步骤八：将步骤六中的铁水倒入铁水炉中，随流孕育采用硅钡孕育剂，每100g铁水加入0.05g-0.1g硅钡孕育剂，出炉至浇注完成的时间在八分钟内完成。
作为优选，铁水炉上固定有支架，支架上安装有孕育料斗，孕育料斗的下方设有下料口，还包括出料管，出料管的一端延伸至铁水炉的炉口上方并定义该端为出料口，出料口靠近铁水炉的炉口的边沿处，出料管的另一端安装有空气压缩机，出料管上设有孔并通过孔与下料口连通，还包括安装在出料管上的散料环，出料管位于下料口一端的下表面安装有转轴，转轴的轴线与下料口的轴线垂直且位于水平面设置，散料环固定在转轴上并由转轴带动转动至铁水炉正上方，出料口位于散料环的环面上方，散料环上设有多个均匀分布的散料孔。
作为优选，散料环的外壁上设有环形卡槽，还包括固定在转轴上的连接件，连接件上安装有与环形卡槽配合的凸块，散料环的侧壁上设有齿条，连接件上安装有与齿条配合的齿轮。
作为优选，还包括电机和震动器，震动器安装在散料环上，电机控制震动器的震动和齿轮的转动。
作为优选，预处理剂为碳化硅。碳化硅包括63.52％的Si和27.24％的C以及其他晶核元素。
作为优选，步骤八中的铁水首浇温度1430±10℃,未浇温度≧1380℃。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：通过实验的比对，得出具有高性能的高碳制动盘配比和工艺，具有优良的抗拉强度和硬度；此外通过对铁水炉的设计，使孕育剂的喷洒更加均匀，减缓孕育剂加入的时间，避免孕育衰退，控制孕育剂加入的流量，防止抱成团，提高孕育效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的局部放大图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—铁水炉、2—震动器、3—孕育料斗、4—出料管、5—空气压缩机、6—散料环、7—连接件、8—电机、31—下料口、41—出料口、42—孔、43—转轴、60—散料孔、61—环形卡槽、62—齿条、71—凸块、72—齿轮。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
高碳制动盘配比，每100g高碳制动盘中的各成分配比如下(单位：g)：
C：3.66；
Si：1.8；
Mn：0.72；
P：0.043；
S：0.087；
Cr：0.26；
Sn：0.063；
Cu：0.32；
Nb：0.081。
实施例2
高碳制动盘配比，每100g高碳制动盘中的各成分配比如下(单位：g)：
C：3.:7；
Si：1.76；
Mn：0.75；
P：0.45；
S：0..091；
Cr：0.27；
Sn：0.064；
Cu：0.32；
Nb：0.078。
实施例3
高碳制动盘配比，每100g高碳制动盘中的各成分配比如下(单位：g)：
C：3.70；
Si：1.78；
Mn：0.77；
P：0.042；
S：0.085；
Cr：0.26；
Sn：0.072；
Cu：0.33；
Nb：0.08。
实施例4
高碳制动盘配比，每100g高碳制动盘中的各成分配比如下(单位：g)：
C：3.74；
Si：1.81；
Mn：0.75；
P：0.044；
S：0.088；
Cr：0.27；
Sn：0.073；
Cu：0.3.4；
Nb：0.081。
实施例5
高碳制动盘配比，每100g高碳制动盘中的各成分配比如下(单位：g)：
C：3.75；
Si：1.75；
Mn：0.78；
P：0.043；
S：0.084；
Cr：0.27；
Sn：0.072；
Cu：0.33；
Nb：0.081。
表一实施例1-5的性能对比表
高碳制动盘的制作工艺，如图所示：
步骤一：炉内加入增碳剂；
步骤二：加入铁水，当加入至总铁水量的一半时，在铁水中加入与步骤一中等量的增碳剂；
步骤三：加入预处理剂；
步骤四：再加入合金，并加热使铁水温度达到1450℃；
步骤五：原铁水取样检查，微调到每100g原铁水内的化学成分和质量为(单位：g)：C：3.65-3.75；Si：1.45-1.55；Mn：0.65-0.75；P：0.035-0.05；S：0.06-0.085；Cr：0.23-0.28；Sn：0.06-0.075,Cu：0.3-0.38；Nb：0.07-0.085或Mo0.3-0.38；步骤六：出炉温度1540±10℃；
步骤七：铁水炉1中加入硅钡钙孕育剂，每100g铁水加入0.5g硅钡钙孕育剂；
步骤八：将步骤六中的铁水倒入铁水炉1中，随流孕育采用硅钡孕育剂，每100g铁水加入0.05g-0.1g硅钡孕育剂，出炉至浇注完成的时间在八分钟内完成。
铁水炉1上固定有支架，支架上安装有孕育料斗3，孕育料斗3的下方设有下料口31，还包括出料管4，出料管4的一端延伸至铁水炉1的炉口上方并定义该端为出料口41，出料口41靠近铁水炉1的炉口的边沿处，出料管4的另一端安装有空气压缩机5，出料管4上设有孔42并通过孔42与下料口31连通，还包括安装在出料管4上的散料环6，出料管4位于下料口41一端的下表面安装有转轴43，转轴43的轴线与下料口41的轴线垂直且位于水平面设置，散料环6固定在转轴43上并由转轴43带动转动至铁水炉1正上方，出料口41位于散料环6的环面上方，散料环6上设有多个均匀分布的散料孔60。
散料环6的外壁上设有环形卡槽61，卡槽61的截面为T型卡槽，卡槽61的开口小槽底大，还包括固定在转轴43上的连接件7，连接件7上安装有与环形卡槽71配合的凸块71，凸块71为T型凸块，散料环6的侧壁上设有齿条62，连接件7上安装有与齿条62配合的齿轮72。
还包括电机8和震动器2，震动器2安装在散料环6上，电机8控制震动器2的震动和齿轮72的转动。
当倒撒孕育剂时，通过转轴43，将原本位于竖直平面内的散料环6通过旋转转动至水平面上并位于铁水炉1的正上方，孕育料斗3中的孕育剂通过孔42掉落至出料管4，空气压缩机5吹动出料管4中的孕育剂由下料口41喷出并喷洒到散料环6上，通过齿条62和齿轮72的配合，带动散料环6旋转，散料环6上的震动将孕育剂通过散料孔60均匀撒入铁水中。
预处理剂为碳化硅。
步骤八中的铁水首浇温度1430±10℃,未浇温度≧1380℃。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (7)

1.高碳制动盘配比，其特征在于：每100g高碳制动盘中的各成分配比如下(单位：g)：
C：3.6-3.8；
Si：1.7-2.1；
Mn：0.6-0.9；
P：≤0.12；
S：≤0.15；
Cr：0.2-0.3；
Sn：0.04-0.08；
Cu：0.2-0.4；
Nb：0.06-0.09或Mo0.2-0.4。
2.高碳制动盘的制作工艺，其特征在于：
步骤一：炉内加入增碳剂；
步骤二：加入铁水，当加入至总铁水量的一半时，在铁水中加入与步骤一中等量的增碳剂；
步骤三：加入预处理剂；
步骤四：再加入合金，并加热使铁水温度达到1450℃；
步骤五：原铁水取样检查，微调到每100g原铁水内的化学成分和质量为(单位：g)：C：3.65-3.75；Si：1.45-1.55；Mn：0.65-0.75；P：0.035-0.05；S：0.06-0.085；Cr：0.23-0.28；Sn：0.06-0.075,Cu：0.3-0.38；Nb：0.07-0.085或Mo0.3-0.38；
步骤六：出炉温度1540±10℃；
步骤七：铁水炉(1)中加入硅钡钙孕育剂，每100g铁水加入0.5g硅钡钙孕育剂；
步骤八：将步骤六中的铁水倒入铁水炉(1)中，随流孕育采用硅钡孕育剂，每100g铁水加入0.05g-0.1g硅钡孕育剂，出炉至浇注完成的时间在八分钟内完成。
3.根据权利要求1所述的高碳制动盘的制作工艺，其特征在于：铁水炉(1)上固定有支架，支架上安装有孕育料斗(3)，孕育料斗(3)的下方设有下料口(31)，还包括出料管(4)，出料管(4)的一端延伸至铁水炉(1)的炉口上方并定义该端为出料口(41)，出料口(41)靠近铁水炉(1)的炉口的边沿处，出料管(4)的另一端安装有空气压缩机(5)，出料管(4)上设有孔(42)并通过孔(42)与下料口(31)连通，还包括安装在出料管(4)上的散料环(6)，出料管(4)位于下料口(41)一端的下表面安装有转轴(43)，转轴(43)的轴线与下料口41的轴线垂直且位于水平面设置，散料环(6)固定在转轴(43)上并由转轴(43)带动转动至铁水炉(1)正上方，出料口(41)位于散料环(6)的环面上方，散料环(6)上设有多个均匀分布的散料孔(60)。
4.根据权利要求1所述的高碳制动盘的制作工艺，其特征在于：散料环(6)的外壁上设有环形卡槽(61)，还包括固定在转轴(43)上的连接件(7)，连接件(7)上安装有与环形卡槽(61)配合的凸块(71)，散料环(6)的侧壁上设有齿条(62)，连接件(7)上安装有与齿条(62)配合的齿轮(72)。
5.根据权利要求1所述的高碳制动盘的制作工艺，其特征在于：还包括电机(8)和震动器(2)，震动器(2)安装在散料环(6)上，电机(8)控制震动器(2)的震动和齿轮(72)的转动。
6.根据权利要求1所述的高碳制动盘的制作工艺，其特征在于：预处理剂为碳化硅。
7.根据权利要求1所述的高碳制动盘的制作工艺，其特征在于：步骤八中的铁水首浇温度1430±10℃,未浇温度≧1380℃。
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