CN114015928A - 商用车制动盘生产用材质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及先进钢铁材料技术领域，具体为商用车制动盘生产用材质，所述商用车制动盘的化学成分的质量百分比为：C 3.5％‑3.9％，Si 2.1％‑2.6％，Mn 0.3％‑0.7％，S≤0.05％，P≤0.06％，Mg 0.04％‑0.08％，Cr 0.4％max，Cu 0.7％max，B4C 1.2％‑1.5％，余量为轻质高强度钢材和不可避免的杂质；本发明通过改变传统制商用车动盘材料在原有材料中加入B4C因其密度低、强度大、耐磨，且高温稳定性以及化学稳定性好，通过调节原有材料的比例使抗拉强度至少提升一倍以上，制动盘耐热性提高100‑200摄氏度，有效降低制动盘开裂现象，提升制动盘使用效果，降低维护费用，提高安全驾驶体验，且新发明的制动盘材质标准能有效的提高制动盘的使用寿命，提升用户的满意度。同时也降低了材料消耗。
Description
技术领域
本发明涉及先进钢铁材料技术领域，具体为商用车制动盘生产用材质。
背景技术
制动器是制动系统中用以产生阻碍车辆运动或运动趋势制动力的部件。汽车制动器除各种缓速装置以外，几乎都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦产生制动力矩的摩擦制动器。目前，各类汽车广泛采用的摩擦制动器根据旋转元件的不同可分为鼓式和盘式两大类。
目前，市场上常见的制动盘抗拉强度低，耐热性相对较差，导致制动盘在连续的制动过程中，产生高温，出现盘面开裂，失去制动效果，影响行车安全，增加维护成本。
发明内容
本发明的目的在于提供商用车制动盘生产用材质，所述商用车制动盘的化学成分的质量百分比为：C 3.5％-3.9％，Si 2.1％-2.6％，Mn 0.3％-0.7％，S≤0.05％，P≤0.06％，Mg 0.04％-0.08％，Cr 0.4％max，Cu 0.7％max，B4C1.2％-1.5％，余量为轻质高强度钢材和不可避免的杂质。
可选的，所述商用车制动盘不含Ni、Mo、Sn贵重合金元素。
可选的，所述商用车制动盘的抗拉强度：≥580MPa；屈服强度：≥360MPa；硬度：200－270HB；延伸率：≥4％－9％。
可选的，所述商用车制动盘的生产方法，包括以下步骤：
步骤a，熔炼炉熔炼，炉内原铁液化学成分质量百分比保持为：C3.50％-3.90％，Si2.1％-2.6％，P≤0.06％，Mn 0.3％-0.7％，Cu 0.7％max，Cr 0.4％max，S≤0.05％，Mg0.04-0.08％，B4C 1.2％-1.5％，将熔炼炉内熔炼温度调至1800℃-1950℃静置10-15分钟，清理浮渣得到纯净铁液；
步骤b，将样品固定在射砂机上，合上模具，模具与样品一起加热至230～260℃，保温30～35分钟，通过射砂机将覆膜砂射到模具内腔，使覆膜砂充满样品与模具之间的空隙，2～3分钟后起模，冷却后得到具有砂芯的模具，在砂芯表面均匀的刷涂一遍醇基涂料，流涂的水基涂料波美度为49～52；
步骤c，检测砂芯是否合格，对模具进行组装，在组装过程中保证上下层模具对正，所有模具组装好后再用螺栓紧固上下模具，对上述成分的铁液通过浇注口进行浇注，采用逐层进流的方式进行浇注，依此平稳的充满各层型腔形成制动盘毛坯件。
可选的，步骤a中的模具为铁制模具，所述模具为八边形，且模具侧面对应开设有可用于螺栓连接的的安装孔。
可选的，步骤b中的覆膜砂由下列原料重量份组成：擦洗砂85～100份，酚醛树脂2～4份，乌洛托品1～1.75份，硬脂酸钙0.7～1.1份，乙内酰胺0.6～0.8份，聚乙烯蜡0.6～0.8份；需要通过140～180目筛网对所配置的覆膜砂进行过滤，所述擦洗砂中Si02含量＞88％，泥含量＜0.2％。
可选的所述醇基涂料：基体为CHO，主要骨料为锆英粉，水基涂料：基体为H2O，主要骨料为石墨粉。
可选的，所述商用车制动盘金相组织：主要为珠光体+铁素体；
a、珠光体：40％－70％；b、球化率：80％以上；c、球化级别：1-3级；d、石墨大小：5级以上且含5级。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过改变传统制商用车动盘材料在原有材料中加入B4C因其密度低、强度大、耐磨，且高温稳定性以及化学稳定性好，可以增加制动盘的强度，通过调节原有材料的比例使抗拉强度至少提升一倍以上，制动盘耐热性提高100-200摄氏度，有效降低制动盘开裂现象，提升制动盘使用效果，降低维护费用，提高安全驾驶体验，且新发明的制动盘材质标准能有效的提高制动盘的使用寿命，提升用户的满意度。同时也降低了材料消耗，起到了节能减排的作用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明提供商用车制动盘生产用材质，商用车制动盘的化学成分的质量百分比为：C 3.5％-3.9％，Si 2.1％-2.6％，Mn 0.3％-0.7％，S≤0.05％，P≤0.06％，Mg 0.04％-0.08％，Cr 0.4％max，Cu 0.7％max，B4C 1.2％-1.5％，余量为轻质高强度钢材和不可避免的杂质。通过加入B4C，因其密度低、强度大、耐磨，且高温稳定性以及化学稳定性好，通过调节原有材料的比例使抗拉强度至少提升一倍以上，制动盘耐热性提高100-200摄氏度，有效降低制动盘开裂现象，提升制动盘使用效果，降低维护费用，提高安全驾驶体验，且新发明的制动盘材质标准能有效的提高制动盘的使用寿命，提升用户的满意度。同时也降低了材料消耗，起到了节能减排的效果。Cu是促进石墨化的元素，铜使组织致密，并细化和改善石墨的均匀分布，既能降低铸铁的白口倾向，又能促进珠光体的形成，对断面敏感性有有利影响，铜可用来提高铸铁的耐磨性、抗磨性，以及减震性，Cr在材料中有较好的强韧化效果，含铬铸态铸铁具有强度高、延伸率高、冲击值高和硬度低的特点。
在一些实施例中，本申请中的轻质高强度钢材，化学成分质量分数为：Al：13～15％、Nb：0.02～0.25％、V：0.12～0.16％、N：0.026～0.032％，余量为Fe。
商用车制动盘不含Ni、Mo、Sn贵重合金元素；通过减少贵重合金元素来降低制动盘的生产成本。
商用车制动盘的抗拉强度：≥580MPa；屈服强度：≥360MPa；硬度：200－270HB；延伸率：≥4％－9％；相较于传统制动盘有较大的优化，抗拉强度提升一倍以上。
商用车制动盘的生产方法，包括以下步骤：
步骤a，熔炼炉熔炼，炉内原铁液化学成分质量百分比保持为：C3.50％-3.90％，Si2.1％-2.6％，P≤0.06％，Mn 0.3％-0.7％，Cu 0.7％max，Cr 0.4％max，S≤0.05％，Mg0.04-0.08％，B4C 1.2％-1.5％，将熔炼炉内熔炼温度调至1800℃-1950℃静置10-15分钟，清理浮渣得到纯净铁液；
步骤b，将样品固定在射砂机上，合上模具，模具与样品一起加热至230～260℃，保温30～35分钟，通过射砂机将覆膜砂射到模具内腔，使覆膜砂充满样品与模具之间的空隙，2～3分钟后起模，冷却后得到具有砂芯的模具，在砂芯表面均匀的刷涂一遍醇基涂料，流涂的水基涂料波美度为49～52；
步骤c，检测砂芯是否合格，对模具进行组装，在组装过程中保证上下层模具对正，所有模具组装好后再用螺栓紧固上下模具，对上述成分的铁液通过浇注口进行浇注，采用逐层进流的方式进行浇注，依此平稳的充满各层型腔形成制动盘毛坯件。
步骤a中的模具为铁制模具，模具为八边形，且模具侧面对应开设有可用于螺栓连接的的安装孔；通过在模具侧面开设安装孔使模具安装更加方便。
步骤b中的覆膜砂由下列原料重量份组成：擦洗砂85～100份，酚醛树脂2～4份，乌洛托品1～1.75份，硬脂酸钙0.7～1.1份，乙内酰胺0.6～0.8份，聚乙烯蜡0.6～0.8份；需要通过140～180目筛网对所配置的覆膜砂进行过滤，擦洗砂中Si02含量＞88％，泥含量＜0.2％；通过控制覆膜砂的成分比例与筛网的目数，使覆膜砂效果更佳。
醇基涂料：基体为CHO，主要骨料为锆英粉，水基涂料：基体为H2O，主要骨料为石墨粉。
金相组织：商用车制动盘金相组织：主要为珠光体+铁素体；
a、珠光体：40％－70％；b、球化率：80％以上；c、球化级别：1-3级；d、石墨大小：5级以上且含5级。
实施例1
熔炼的原铁液化学成分质量百分比调整为：C 3.654％，Si 2.232％，Mn0.468％，S≤0.04％，P≤0.043％，Mg 0.045％，B4C 1.256％，将熔炼炉加热进行熔炼，将熔炼炉内熔炼温度调至1830℃-1870℃静置5-10分钟，清理浮渣得到纯净铁液；将样品固定在射砂机上，合上模具，模具与样品一起加热至235～254℃，保温30～35分钟，通过射砂机将覆膜砂射到模具内腔，使覆膜砂充满样品与模具之间的空隙，2～3分钟后起模，冷却后得到具有砂芯的模具，在砂芯表面均匀的刷涂一遍醇基涂料，流涂的水基涂料波美度为49，将模具进行固定将上述铁液通过浇注口进行浇注，在模具中保压冷却，冷却30分钟后开模落件，最终得到铸件化学成分为：C 3.500％，Si 2.230％，Mn0.465％，S 0.032％，P 0.038％，Mg0.042％，B4C 1.243％。
实施例2
熔炼的原铁液化学成分质量百分比调整为：C 3.742％，Si 2.364％，Mn0.508％，S≤0.032％，P≤0.054％，Mg 0.055％，B4C 1.343％，将熔炼炉加热进行熔炼，将熔炼炉内熔炼温度调至1850℃-1880℃静置8-13分钟，清理浮渣得到纯净铁液；将样品固定在射砂机上，合上模具，模具与样品一起加热至234～256℃，保温30～35分钟，通过射砂机将覆膜砂射到模具内腔，使覆膜砂充满样品与模具之间的空隙，2～3分钟后起模，冷却后得到具有砂芯的模具，在砂芯表面均匀的刷涂一遍醇基涂料，流涂的水基涂料波美度为50，将模具进行固定将上述铁液通过浇注口进行浇注，在模具中保压冷却，冷却30分钟后开模落件，最终得到铸件化学成分为：C 3.650％，Si 2.247％，Mn0.479％，S 0.029％，P 0.044％，Mg0.053％，B4C 1.324％。
实施例3
熔炼的原铁液化学成分质量百分比调整为：C 3.852％，Si 2.524％，Mn
0.673％，S≤0.041％，P≤0.056％，Mg 0.067％，B4C 1.451％，将熔炼炉加热进行熔炼，将熔炼炉内熔炼温度调至1890℃-1920℃静置10-15分钟，清理浮渣得到纯净铁液；将样品固定在射砂机上，合上模具，模具与样品一起加热至238～258℃，保温30～35分钟，通过射砂机将覆膜砂射到模具内腔，使覆膜砂充满样品与模具之间的空隙，2～3分钟后起模，冷却后得到具有砂芯的模具，在砂芯表面均匀的刷涂一遍醇基涂料，流涂的水基涂料波美度为51，将模具进行固定将上述铁液通过浇注口进行浇注，在模具中保压冷却，冷却30分钟后开模落件，最终得到铸件化学成分为：C 3.753％，Si 2.373％，Mn 0.635％，S 0.038％，P0.050％，Mg 0.062％，B4C 1.426％。
实施例4
熔炼的原铁液化学成分质量百分比调整为：C 3.589％，Si 2.219％，Mn0.384％，S≤0.031％，P≤0.038％，Mg 0.045％，B4C 1.294％，将熔炼炉加热进行熔炼，将熔炼炉内熔炼温度调至1800℃-1850℃静置5-10分钟，清理浮渣得到纯净铁液；将样品固定在射砂机上，合上模具，模具与样品一起加热至230～250℃，保温25～30分钟，通过射砂机将覆膜砂射到模具内腔，使覆膜砂充满样品与模具之间的空隙，2～3分钟后起模，冷却后得到具有砂芯的模具，在砂芯表面均匀的刷涂一遍醇基涂料，流涂的水基涂料波美度为49，将模具进行固定将上述铁液通过浇注口进行浇注，在模具中保压冷却，冷却30分钟后开模落件，最终得到铸件化学成分为：C 3.523％，Si 2.128％，Mn0.332％，S 0.027％，P 0.032％，Mg0.042％，B4C 1.263％。
实施例5
熔炼的原铁液化学成分质量百分比调整为：C 3.552％，Si 2.223％，Mn0.453％，S≤0.038％，P≤0.042％，Mg 0.042％，B4C 1.246％，将熔炼炉加热进行熔炼，将熔炼炉内熔炼温度调至1800℃-1880℃静置5-10分钟，清理浮渣得到纯净铁液；将样品固定在射砂机上，合上模具，模具与样品一起加热至230～255℃，保温30～35分钟，通过射砂机将覆膜砂射到模具内腔，使覆膜砂充满样品与模具之间的空隙，2～3分钟后起模，冷却后得到具有砂芯的模具，在砂芯表面均匀的刷涂一遍醇基涂料，流涂的水基涂料波美度为49，将模具进行固定将上述铁液通过浇注口进行浇注，在模具中保压冷却，冷却30分钟后开模落件，最终得到铸件化学成分为：C 3.503％，Si 2.212％，Mn0.450％，S 0.031％，P 0.036％，Mg0.040％，B4C 1.242％。
以上内容是结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。
Claims (8)
1.商用车制动盘生产用材质其特征在于：所述商用车制动盘的化学成分的质量百分比为：C 3.5％-3.9％，Si 2.1％-2.6％，Mn 0.3％-0.7％，S≤0.05％，P≤0.06％，Mg 0.04％-0.08％，Cr 0.4％max，Cu 0.7％max，B4C 1.2％-1.5％，余量为和轻质高强度钢材不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的商用车制动盘生产用材质，其特征在于：所述商用车制动盘不含Ni、Mo、Sn贵重合金元素。
3.根据权利要求1所述的商用车制动盘生产用材质，其特征在于：所述商用车制动盘的抗拉强度：≥580MPa；屈服强度：≥360MPa；硬度：200－270HB；延伸率：≥4％－9％。
4.根据权利要求1所述的商用车制动盘生产用材质，其特征在于：所述商用车制动盘的生产方法，包括以下步骤：
步骤a，熔炼炉熔炼，炉内原铁液化学成分质量百分比保持为：C3.50％-3.90％，Si2.1％-2.6％，P≤0.06％，Mn 0.3％-0.7％，Cu 0.7％max，Cr 0.4％max，S≤0.05％，Mg0.04-0.08％，B4C 1.2％-1.5％，将熔炼炉内熔炼温度调至1800℃-1950℃静置10-15分钟，清理浮渣得到纯净铁液；
步骤b，将样品固定在射砂机上，合上模具，模具与样品一起加热至230～260℃，保温30～35分钟，通过射砂机将覆膜砂射到模具内腔，使覆膜砂充满样品与模具之间的空隙，2～3分钟后起模，冷却后得到具有砂芯的模具，在砂芯表面均匀的刷涂一遍醇基涂料，流涂的水基涂料波美度为49～52；
步骤c，检测砂芯是否合格，对模具进行组装，在组装过程中保证上下层模具对正，所有模具组装好后再用螺栓紧固上下模具，对上述成分的铁液通过浇注口进行浇注，采用逐层进流的方式进行浇注，依此平稳的充满各层型腔形成制动盘毛坯件。
5.根据权利要求4所述的商用车制动盘生产用材质，其特征在于：步骤a中的模具为铁制模具，所述模具为八边形，且模具侧面对应开设有可用于螺栓连接的的安装孔。
6.根据权利要求4所述的商用车制动盘生产用材质，其特征在于：步骤b中的覆膜砂由下列原料重量份组成：擦洗砂85～100份，酚醛树脂2～4份，乌洛托品1～1.75份，硬脂酸钙0.7～1.1份，乙内酰胺0.6～0.8份，聚乙烯蜡0.6～0.8份；需要通过140～180目筛网对所配置的覆膜砂进行过滤，所述擦洗砂中Si02含量＞88％，泥含量＜0.2％。
7.根据权利要求4所述的商用车制动盘生产用材质，其特征在于：所述醇基涂料：基体为CHO，主要骨料为锆英粉，水基涂料：基体为H2O，主要骨料为石墨粉。
8.根据权利要求1所述的商用车制动盘生产用材质，其特征在于：所述商用车制动盘金相组织：主要为珠光体+铁素体；
a、珠光体：40％－70％；b、球化率：80％以上；c、球化级别：1-3级；d、石墨大小：5级以上且含5级。
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