CN109371327A - 一种合金材料、应用合金材料的轻量化制动鼓及轻量化制动鼓的制备 - Google Patents

一种合金材料、应用合金材料的轻量化制动鼓及轻量化制动鼓的制备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及刹车材料技术领域，具体涉及一种合金材料、应用合金材料的轻量化制动鼓及轻量化制动鼓的制备；所述合金材料包括成分，C 0.23‑0.28wt％；Si 0.45‑0.55wt％；Mn 1.05‑1.10wt％；S≤0.007wt％；P≤0.008wt％；Ni 1.05‑1.20wt％；Cr 0.8‑0.95wt％；Mo 0.5‑0.62wt％；Al≤0.04wt％；其余为铁；合金材料具有更好的力学性能和抗热疲劳性，本发明轻量化制动鼓铸造过程中增加退火和调质工艺，增强了轻量化制动鼓的力学性质，辅以轻量化制动鼓的壁厚减薄结构优化，增强了轻量化制动鼓的制动稳定性，增加行车安全性能。

Description

一种合金材料、应用合金材料的轻量化制动鼓及轻量化制动 鼓的制备
技术领域
本发明涉及车用轻量化制动鼓技术领域，具体涉及一种合金材料、应用合金材料的轻量化制动鼓及轻量化制动鼓的制备。
背景技术
鼓式制动器是一种常用的制动器产品，能起到保护行车安全的作用。鼓式制动器也叫块式制动器，是靠制动块在制动轮上压紧来实现刹车的。鼓式制动器的主流是内张式，它的制动块(刹车蹄)位于制动轮内侧，在刹车的时候制动块向外张开，摩擦制动轮的内侧，达到刹车的目的。鼓式刹车有良好的自刹作用，对于重型车来说，由于车速不高，刹车蹄的耐用程度也比盘式制动器高，因此许多重型车至今仍使用四轮鼓式的设计。
鼓式制动器的制动效能和散热性与盘式制动器相比要差许多，容易开裂和龟裂，其原因一方面是，鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控；另一方面是散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量，制动块和轻量化制动鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，而且目前常用的轻量化制动鼓材质为HT250，其高温疲劳性能较差，在反复受热、冷却过程中易发生开裂和炸开，危及人员和车辆安全。灰铸铁材质卡车轻量化制动鼓的失效形式，开裂和龟裂占“破坏”总数的90％以上，而磨损，即正常磨损和非正常磨损的总和，只占总数的1.3％。因此，解决轻量化制动鼓开裂对于提高鼓式制动器的安全性有着非常重要的意义。
现有技术CN107974635A公开了一种抗疲劳高耐磨刹车鼓用热连轧合金钢板及其生产方法，所述合金钢板包括C 0.32～0.42％，Si 0.20～0.35％，Mn 0.45～0.70％，C1.00～1.15％，P≤0.015％，S≤0.006％，Mo 0.25～0.35％，Ni 0.10～0.20％，V 0.10～0.15％，Ti≤0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质，由此合金锻钢制成的轻量化制动鼓质量小、机械性能高，还具有良好的散热性、抗热疲劳性、耐磨性、组织均匀性和吸震性，但是在解决鼓式制动器开裂和龟裂的问题上，改进点单一，不能全方位地改善性能。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于，现有鼓式制动器，容易开裂和龟裂，危及人员和车辆安全，从结构、材质和制备方法多方面进行改进，提出了一种合金材料、应用合金材料的轻量化制动鼓及轻量化制动鼓的制备。
本发明提供了一种合金材料，包括以下重量百分比的成分，C 0.23-0.28wt％；Si0.45-0.55wt％；Mn 1.05-1.10wt％；S≤0.007wt％；P≤0.008wt％；Ni 1.05-1.20wt％；Cr0.8-0.95wt％；Mo 0.5-0.62wt％；Al≤0.04wt％；其余为铁。
优选的，所述合金材料包括以下重量百分比的成分，C 0.24-0.27wt％；Si 0.48-0.53wt％；Mn 1.07-1.08wt％；S≤0.005wt％；P≤0.005wt％；Ni 1.08-1.15wt％；Cr 0.88-0.93wt％；Mo 0.52-0.60wt％；Al≤0.03wt％；其余为铁。
本发明还提供了一种轻量化制动鼓，所述轻量化制动鼓由上述合金材料制成。
优选的，所述轻量化制动鼓包括摩擦体和基座，其特征在于，所述摩擦体的侧壁上并列设置有6-16组通风排屑孔，每组通风排屑孔均平行于轻量化制动鼓中心轴。
优选的，所述轻量化制动鼓摩擦体壁厚为5.5-15.5mm。
优选的，每组通风排屑孔的数量为5-8个。
优选的，所述通风排屑孔直径≤20mm。
本发明还提供了一种制备上述轻量化制动鼓的方法，包括以下步骤，
(1)根据轻量化制动鼓材料的成分重量比，于电炉中加入炉料熔炼合金原料至合金铸钢熔液的组成与上述的合金材料一致；
(2)将所述合金铸钢熔液浇入型腔中，冷却成型，制得合金铸钢轻量化制动鼓预制体；
(3)取出所述轻量化制动鼓预制体，经过清理、退火、粗加工、调质和精加工得到最终的轻量化制动鼓。
优选的，步骤(3)中所述退火的步骤包括：将经过清理的轻量化制动鼓预制体于300℃以下装炉，以600℃/h的速度升温至920～950℃，然后保温50min以上，炉内冷却至700～720℃，保温50min以上，再以120-180℃/h的速度冷却至300℃以下，然后出炉；
优选的，步骤(3)中所述调质包括依次进行的淬火和回火，具体步骤为：
淬火：将经粗加工得到的轻量化制动鼓预制体于300℃以下装炉，以600℃/h的速度升温至900～930℃，保温50min以上，再经淬水冷却至200℃以下；
回火：经淬火得到的轻量化制动鼓预制体于300℃以下装炉，以600℃/h的速度升温至380～500℃，保温40min以上，以120-180℃/h的冷却速度冷却至300℃以下后出炉。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供了一种合金材料，根据上述各成分的含量范围，进行退火和调质后，制得的合金内部晶粒方向均一，基本为等轴晶，高温条件下尺寸稳定性高，具有高的强度和韧性，强度在1000MPa以上，延伸率达到了16％，热疲劳性能优于灰铸铁轻量化制动鼓，650℃疲劳寿命达到2650次，在使用过程中不易发生碎裂破坏，大大提高了安全性，寿命更长。
2、本发明提供了一种利用合金铸钢代替灰铸铁并减薄摩擦体壁厚的轻量化制动鼓，常规用于小型汽车的灰铸铁轻量化制动鼓摩擦体壁厚为7-12mm，常规用于重型货车的灰铸铁轻量化制动鼓摩擦体壁厚为13-18mm，本发明使用上述合金材料制成的轻量化制动鼓，由于具有高的强度和韧性，不易发生变形，所以轻量化制动鼓相对于同规格的灰铸铁轻量化制动鼓减薄摩擦体和基座达15-20％亦能达到理想的制动效果，所述轻量化制动鼓摩擦体壁厚为5.5-15.5mm，可以比同规格灰铸铁刹车盘减重20-30％，惯性阻力减小，提高制动效率，增加制动稳定性，从而减少轻量化制动鼓的开裂和龟裂，增加行车安全。
3、本发明提供的轻量化制动鼓在结构上增加了通风结构，在保证摩擦性能的同时，通风散热和排屑性提高，减少高温状态下轻量化制动鼓结构的损伤，维持轻量化制动鼓结构稳定性，减少开裂和龟裂。
4、发动机负荷与发动机的寿命呈负相关，负荷越大寿命越短，本发明提供的轻量化制动鼓通过增加通风结构和减薄摩擦体和基体，减轻了铸钢轻量化制动鼓的质量，轻量化的制动系统可以延长发动机寿命。
5、本发明提供的合金铸钢轻量化制动鼓刚度大，真圆精度高达0.05mm，因此刹车平衡性能佳，对消除刹车抖动现象效果明显；而且减轻轮胎滚动阻力，轮胎寿命延长30～40％，更可以降低油耗。
6、轻量化制动鼓的铸钢件制备方法，铸件成型工艺简单，成本优势高，产品质量可控，操作较简化，适合工业化生产；而且可以生产高碳或高合金难变形钢种，耐磨性、耐热性要优于锻钢件。
7、本发明提供的轻量化制动鼓制备方法增加了退火工艺和调质工艺，综合提高了轻量化制动鼓的强度、硬度和韧性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1轻量化制动鼓的结构示意图；
图2为实施例1轻量化制动鼓的剖面图；
附图标记说明：
1、摩擦体；2、基座；3、通风排屑孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本申请下述实施例中提到的合金冶炼的常用原料包括但不限于目前常用的废钢、镍合金、钼合金、硅铁、锰铁、铬合金、铁矿石、生铁、焦炭、铁合金等，即能提供合金材料中所需元素的常用原料即可。
实施例1
所述轻量化制动鼓结构如图1、图2所示，包括摩擦体1和基座2，所述摩擦体1上沿轻量化制动鼓中心轴向均匀地开设有排列一致的16组通风排屑孔3，每组通风排屑孔3数量为5个，每个通风排屑孔直径为20mm。
本实施例轻量化制动鼓直径为400mm，摩擦体壁厚为15.5mm。
本实施例所述轻量化制动鼓的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用ANSYS结构优化和强度校核，设计出轻量化制动鼓的芯盒和型腔模型；
(2)向电炉中投入合金冶炼的常用原料进行熔炼，使用光谱仪进行炉前快速分析检测调整投料，至熔液的元素成分组成为：C 0.23wt％；Si 0.55wt％；Mn 1.10wt％；S0.007wt％；P 0.008wt％；Ni 1.05wt％；Cr 0.8wt％；Mo 0.5wt％；Al 0.02wt％；其余为铁；
(3)选取自动化射砂造型设备制作浇注型腔，采用重力法成型工艺，将合金铸钢熔液浇入型腔，经砂型自然冷却，得到无缺陷的合金铸钢轻量化制动鼓预制体；
(4)取出轻量化制动鼓预制体，经过清理、进行退火，退火的步骤为，将步骤(3)制得的轻量化制动鼓预制体于100℃装炉，以600℃/h的速度升温至920℃，然后保温50min，炉内冷却至700℃，保温50min，再以120℃/h的速度冷却至300℃，然后出炉；
(5)将步骤(4)得到的轻量化制动鼓预制体进行粗加工、调质和精加工得到最终的轻量化制动鼓。
所述调质包括依次进行的淬火和回火，具体为：
淬火：将经粗加工得到的轻量化制动鼓预制体于100℃以下装炉，以600℃/h的速度升温至920℃，保温50min，再经淬水冷却至200℃；
回火：经淬火得到的轻量化制动鼓预制体于100℃装炉，以600℃/h的速度升温至380℃，保温40min，以120℃/h的冷却速度冷却至300℃后出炉。
实施例2
本实施例提供了一种轻量化制动鼓，所述轻量化制动鼓结构如实施例1所述，其中，通风排屑孔有8组，每组通风排屑孔3的数量为6个，所述通风排屑孔3直径为16mm。
本实施例轻量化制动鼓直径为240mm，摩擦体壁厚为10.4mm。
(1)采用ANSYS结构优化和强度校核，设计出轻量化制动鼓的芯盒和型腔模型；
(2)向电炉中投入合金冶炼的常用原料进行熔炼，使用光谱仪进行炉前快速分析检测调整投料，至熔液的元素成分组成为：C 0.24wt％；Si 0.48wt％；Mn 1.09wt％；S0.006wt％；P 0.007wt％；Ni 1.08wt％；Cr 0.88wt％；Mo 0.52wt％；Al 0.018wt％；其余为铁；
(3)选取自动化射砂造型设备制作浇注型腔，采用重力法成型工艺，将合金铸钢熔液浇入型腔，经砂型自然冷却，得到无缺陷的合金铸钢轻量化制动鼓预制体；
(4)取出轻量化制动鼓预制体，经过清理、进行退火，退火的步骤为，将步骤(3)制得的轻量化制动鼓预制体于100℃装炉，以600℃/h的速度升温至930℃，然后保温70min，炉内冷却至700℃，保温70min，再以140℃/h的速度冷却至250℃，然后出炉；
(5)将步骤(4)得到的轻量化制动鼓预制体进行粗加工、调质和精加工得到最终的轻量化制动鼓；
所述调质包括依次进行的淬火和回火，具体为：
淬火：将经粗加工得到的轻量化制动鼓预制体于100℃装炉，以600℃/h的速度升温至930℃，保温70min，再经淬水冷却至200℃；
回火：经淬火得到的轻量化制动鼓预制体于100℃装炉，以600℃/h的速度升温至400℃，保温50min，以140℃/h的冷却速度冷却至250℃后出炉。
实施例3
本实施例提供了一种轻量化制动鼓，所述轻量化制动鼓结构如实施例1所述，其中，所述通风排屑孔3有12组，每组通风排屑孔3数量为5个，每个通风排屑孔直径为10mm。
本实施例轻量化制动鼓直径为200mm，摩擦体壁厚为9.8mm。
本实施例所述轻量化制动鼓的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用ANSYS结构优化和强度校核，设计出轻量化制动鼓的芯盒和型腔模型；
(2)向电炉中投入合金冶炼的常用原料进行熔炼，使用光谱仪进行炉前快速分析检测调整投料，至熔液的元素成分组成为：C 0.25wt％；Si 0.5wt％；Mn 1.08wt％；S0.005wt％；P 0.005wt％；Ni 1.10wt％；Cr 0.9wt％；Mo 0.55wt％；Al 0.026wt％；其余为铁；
(3)选取自动化射砂造型设备制作浇注型腔，采用重力法成型工艺，将合金铸钢熔液浇入型腔，经砂型自然冷却，得到无缺陷的合金铸钢轻量化制动鼓预制体；
(4)取出轻量化制动鼓预制体，经过清理、进行退火，退火的步骤为，将步骤(3)制得的轻量化制动鼓预制体于200℃装炉，以600℃/h的速度升温至940℃，然后保温90min，炉内冷却至710℃，保温70min，再以150℃/h的速度冷却至200℃，然后出炉；
(5)将步骤(4)得到的轻量化制动鼓预制体进行粗加工、调质和精加工得到最终的轻量化制动鼓；
所述调质包括依次进行的淬火和回火，具体为：
淬火：将经粗加工得到的轻量化制动鼓预制体于200℃装炉，以600℃/h的速度升温至930℃，保温90min，再经淬水冷却至100℃；
回火：经淬火得到的轻量化制动鼓预制体于200℃装炉，以600℃/h的速度升温至420℃，保温80min，以150℃/h的冷却速度冷却至200℃后出炉。
实施例4
本实施例提供了一种轻量化制动鼓，所述轻量化制动鼓结构如实施例1所述，其中，通风排屑孔3有6组，每组通风排屑孔3数量为8个，每个通风排屑孔直径为8mm。
本实施例轻量化制动鼓直径为160mm，摩擦体壁厚为5.5mm。
本实施例所述轻量化制动鼓的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用ANSYS结构优化和强度校核，设计出轻量化制动鼓的芯盒和型腔模型；
(2向电炉中投入合金冶炼的常用原料进行熔炼，使用光谱仪进行炉前快速分析检测调整投料，至熔液的元素成分组成为：C 0.27wt％；Si 0.53wt％；Mn 1.07wt％；S0.002wt％；P 0.002wt％；Ni 1.15wt％；Cr 0.93wt％；Mo 0.6wt％；Al 0.027％；其余为铁；
(3)选取自动化射砂造型设备制作浇注型腔，采用重力法成型工艺，将合金铸钢熔液浇入型腔，经砂型自然冷却，得到无缺陷的合金铸钢轻量化制动鼓预制体；
(4)取出轻量化制动鼓预制体，经过清理、进行退火，退火的步骤为，将步骤(3)制得的轻量化制动鼓预制体于200℃装炉，以600℃/h的速度升温至940℃，然后保温120min，炉内冷却至710℃，保温100min，再以160℃/h的速度冷却至150℃，然后出炉；
(5)将步骤(4)得到的轻量化制动鼓预制体进行粗加工、调质和精加工得到最终的轻量化制动鼓。
所述调质包括依次进行的淬火和回火，具体为：
淬火：将经粗加工得到的轻量化制动鼓预制体于200℃装炉，以600℃/h的速度升温至930℃，保温120min，再经淬水冷却至100℃；
回火：经淬火得到的轻量化制动鼓预制体于200℃装炉，以600℃/h的速度升温至480℃，保温100min，以160℃/h的冷却速度冷却至150℃后出炉。
实施例5
本实施例提供了一种轻量化制动鼓，所述轻量化制动鼓结构如实施例1所述，其中，通风排屑孔3有10组，每组通风排屑孔3数量为7个，每个通风排屑孔直径为12mm。
本实施例轻量化制动鼓直径为300mm，摩擦体壁厚为12.5mm。
本实施例所述轻量化制动鼓的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用ANSYS结构优化和强度校核，设计出轻量化制动鼓的芯盒和型腔模型；
(2)向电炉中投入合金冶炼的常用原料进行熔炼，使用光谱仪进行炉前快速分析检测调整投料，至熔液的元素成分组成为：C 0.28wt％；Si 0.45wt％；Mn 1.05wt％；S0.001wt％；P 0.001wt％；Ni 0.20wt％；Cr 0.95wt％；Mo 0.62wt％；Al 0.028wt％；其余为铁；
(3)选取自动化射砂造型设备制作浇注型腔，采用重力法成型工艺，将合金铸钢熔液浇入型腔，经砂型自然冷却，得到无缺陷的合金铸钢轻量化制动鼓预制体；
(4)取出轻量化制动鼓预制体，经过清理、进行退火，退火的步骤为，将步骤(3)制得的轻量化制动鼓预制体于300℃装炉，以600℃/h的速度升温至950℃，然后保温150min，炉内冷却至720℃，保温100min，再以180℃/h的速度冷却至100℃，然后出炉；
(5)将步骤(4)得到的轻量化制动鼓预制体进行粗加工、调质和精加工得到最终的轻量化制动鼓；
所述调质包括依次进行的淬火和回火，具体为：
淬火：将经粗加工得到的轻量化制动鼓预制体于300℃装炉，以600℃/h的速度升温至930℃，保150min，再经淬水冷却至50℃；
回火：经淬火得到的轻量化制动鼓预制体于300℃装炉，以600℃/h的速度升温至500℃，保温120min，以180℃/h的冷却速度冷却至100℃后出炉。
对比例1
本对比例提供了一种轻量化制动鼓，本对比例轻量化制动鼓结构如实施例2所述。
本对比例轻量化制动鼓直径为240mm，摩擦体壁厚为10.4mm。
本对比例所述轻量化制动鼓的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用ANSYS结构优化和强度校核，设计出轻量化制动鼓的芯盒和型腔模型；
(2)向电炉中投入合金冶炼的常用原料进行熔炼，使用光谱仪进行炉前快速分析检测调整投料，至熔液的元素成分组成为：C 0.6wt％；Si 0.9wt％；Mn 1.05wt％；S0.001wt％；P 0.001wt％；Ni 0.20wt％；Cr 0.95wt％；Mo 0.62wt％；Al 0.03wt％；其余为铁；
(3)选取自动化射砂造型设备制作浇注型腔，采用重力法成型工艺，将合金铸钢熔液浇入型腔，经砂型自然冷却，得到无缺陷的合金铸钢轻量化制动鼓预制体；
(4)取出轻量化制动鼓预制体，经过清理、进行退火，退火的步骤为，将步骤(3)制得的轻量化制动鼓预制体于100℃装炉，以600℃/h的速度升温至930℃，然后保温70min，炉内冷却至700℃，保温70min，再以140℃/h的速度冷却至250℃，然后出炉；
(5)将步骤(4)得到的轻量化制动鼓预制体进行粗加工、调质和精加工得到最终的轻量化制动鼓；
所述调质包括依次进行的淬火和回火，具体为：
淬火：将经粗加工得到的轻量化制动鼓预制体于100℃装炉，以600℃/h的速度升温至930℃，保温70min，再经淬水冷却至200℃；
回火：经淬火得到的轻量化制动鼓预制体于100℃装炉，以600℃/h的速度升温至400℃，保温50min，以140℃/h的冷却速度冷却至250℃后出炉。
对比例2
本对比例提供了一种轻量化制动鼓，所述轻量化制动鼓结构如实施例3所述。
本对比例轻量化制动鼓直径为200mm，摩擦体壁厚为9.8mm。
本对比例所述轻量化制动鼓的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用ANSYS结构优化和强度校核，设计出轻量化制动鼓的芯盒和型腔模型；
(2)向电炉中投入合金冶炼的常用原料进行熔炼，使用光谱仪进行炉前快速分析检测调整投料，至熔液的元素成分组成为：C 0.25wt％；Si 0.5wt％；Mn 1.08wt％；S0.005wt％；P 0.005wt％；Ni 1.10wt％；Cr 0.9wt％；Mo 0.55wt％；Al 0.029wt％；其余为铁；
(3)选取自动化射砂造型设备制作浇注型腔，采用重力法成型工艺，将合金铸钢熔液浇入型腔，经砂型自然冷却，得到无缺陷的合金铸钢轻量化制动鼓预制体；
(4)取出轻量化制动鼓预制体，经过清理、进行退火，退火的步骤为，将步骤(3)制得的轻量化制动鼓预制体于300℃装炉，以600℃/h的速度升温至600℃，然后保温150min，炉内冷却至500℃，保温100min，再以180℃/h的速度冷却至100℃，然后出炉；
(5)将步骤(4)得到的轻量化制动鼓预制体进行粗加工、调质和精加工得到最终的轻量化制动鼓；
所述调质包括依次进行的淬火和回火，具体为：
淬火：将经粗加工得到的轻量化制动鼓预制体于300℃装炉，以600℃/h的速度升温至600℃，保温150min，再经淬水冷却至300℃；
回火：经淬火得到的轻量化制动鼓预制体于300℃装炉，以600℃/h的速度升温至450℃，保温120min，以180℃/h的冷却速度冷却至100℃后出炉。
对比例3
本对比例提供了一种灰铸铁轻量化制动鼓，包括以下重量百分比成分：C3.5wt％；Si 2.5wt％；Mn 1.3wt％；S 0.029wt％；P 0.05wt％，Mg 0.05wt％；V0.45wt％；Ni0.45wt％；Cr 0.45wt％；Mo 0.35wt％；Cu 0.6wt％；Sn0.08wt％；其余为铁。
本对比例制备方法包括以下步骤
(1)根据上述成分熔炼铁液，待铁水达到1500℃出炉；
(2)加入1％的硅钡孕育剂进行孕育处理；
(3)将孕育好的灰铁铁液加入到实施例1所述的型腔，得到本对比例所述的灰铸铁轻量化制动鼓。
本对比例灰铸铁轻量化制动鼓结构如实施例1所述。
本对比例轻量化制动鼓直径为400mm，摩擦体壁厚为15.5mm。
检测例1
对实施例1～5、对比例1～3生产的轻量化制动鼓进行性能测定，力学性能的测定方法采用GB/T 228、GB/T 232的方法进行，高温低周疲劳寿命性能的测定方法为：在650℃下，测试总应变Δε为0.25％、循环频次30次/min条件下获得的疲劳寿命；性能测定结果如表1所示。
表1实施例1-5，对比例1-3性能测试结果
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种合金材料，其特征在于，以所述合金材料以总质量计，包括以下质量百分比的成分：C 0.23-0.28wt％；Si 0.45-0.55wt％；Mn 1.05-1.10wt％；S≤0.007wt％；P≤0.008wt％；Ni 1.05-1.20wt％；Cr 0.8-0.95wt％；Mo 0.5-0.62wt％；Al≤0.04wt％；其余为铁。
2.根据权利要求1所述的合金材料，其特征在于，包括以下质量百分比的成分，C 0.24-0.27wt％；Si 0.48-0.53wt％；Mn 1.07-1.08wt％；S ≤0.005wt％；P≤0.005wt％；Ni1.08-1.15wt％；Cr 0.88-0.93wt％；Mo 0.52-0.60wt％；Al≤0.03wt％；其余为铁。
3.一种轻量化制动鼓，其特征在于，由权利要求1-2任一项所述的合金材料制成。
4.根据权利要求3所述的轻量化制动鼓，包括摩擦体(1)和基座(2)，其特征在于，所述摩擦体(1)的侧壁上并列设置有6-16组通风排屑孔(3)，每组通风排屑孔(3)均平行于轻量化制动鼓中心轴。
5.根据权利要求3或4所述的轻量化制动鼓，其特征在于，所述轻量化制动鼓摩擦体(1)壁厚为5.5-15.5mm。
6.根据权利要求5所述的轻量化制动鼓，其特征在于，每组通风排屑孔(3)的数量为5-8个。
7.根据权利要求5或6所述的轻量化制动鼓，其特征在于，所述通风排屑孔(3)直径≤20mm。
8.一种制备权利要求3-7任一项所述的轻量化制动鼓的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据轻量化制动鼓材料的成分重量比，于电炉中加入炉料熔炼合金原料至合金铸钢熔液的组成与权利要求1或2所述的合金材料一致；
(2)将所述合金铸钢熔液浇入型腔中，冷却成型，制得合金铸钢轻量化制动鼓预制体；
(3)取出所述轻量化制动鼓预制体，经过清理、退火、粗加工、调质和精加工得到最终的轻量化制动鼓。
9.根据权利要求8所述的轻量化制动鼓制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述退火的步骤包括：将经过清理的轻量化制动鼓预制体于300℃以下装炉，以600℃/h的速度升温至920～950℃，然后保温50min以上，炉内冷却至700～720℃，保温50min以上，再以120-180℃/h的速度冷却至300℃以下，然后出炉。
10.根据权利要求8所述的轻量化制动鼓制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述调质包括依次进行的淬火和回火，具体步骤为：
淬火：将经粗加工得到的轻量化制动鼓预制体于300℃以下装炉，以600℃/h的速度升温至900～930℃，保温50min以上，再经淬水冷却至200℃以下；
回火：经淬火得到的轻量化制动鼓预制体于300℃以下装炉，以600℃/h的速度升温至380～500℃，保温40min以上，以120-180℃/h的冷却速度冷却至300℃以下后出炉。
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