CN117144235A - 一种去冒口工艺的制动盘及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制动盘生产技术领域，具体公开了一种去冒口工艺的制动盘及其制备方法，制动盘由化学原料质量比为C3.7‑3.9％、Si1.8‑2.2％、Mn0.5‑0.8％、S≤0.12％、P≤0.1％、Cu≤0.4％、Cr≤0.25％、Sn≤0.07％、余量Fe的铁水通过无冒口浇注系统浇注至砂型模中一体成型，本发明采用上述化学原料配比与无冒口浇注系统相结合，能保证制得的制动盘内部无缩孔缺陷，且不会有冒口颈，相较于传统技术，在保证产品质量的同时，还不用对冒口颈进行打磨，减少了作业人员的劳动强度，降低了企业的生产成本，具有很高的使用价值。
Description
技术领域
本发明涉及制动盘生产技术领域，尤其涉及一种去冒口工艺的制动盘及其制备方法。
背景技术
在车辆，尤其是机动车辆中，制动盘是最广泛使用的制动系统类型，其主要作用是与制动器共同作用产生制动力并将力传递至车轮，同时存贮和耗散制动产生的热量。
目前制动盘分为前制动盘和后制动盘，前制动盘一般采用空心制动盘，而后制动盘一般采用如图1所示的实心制动盘。
采用目前的合金元素配比去制作如图1所示的实心制动盘需要采用冒口补缩，以达到产品无内部缩孔缺陷，而由于增加冒口，会降低产品的工艺出品率，导致其成本增加，同时由于成品上残留冒口颈，后期需要对其进行打磨，增加了企业生产成本，同时增加了后期作业人员的劳动强度。
为了解决上述缺陷，本发明公开了一种去冒口工艺的制动盘及其制备方法。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明公开了一种去冒口工艺的制动盘及其制备方法。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种去冒口工艺的制动盘，所述制动盘由化学原料质量比为C3.7-3.9％、Si1.8-2.2％、Mn0.5-0.8％、S≤0.12％、P≤0.1％、Cu≤0.4％、Cr≤0.25％、Sn≤0.07％、余量Fe的铁水通过无冒口浇注系统浇注至砂型模中一体成型。
作为本发明的一种优选方式，所述铁水中化学原料的质量比具体为C3.71％、Si1.85％、Mn0.65％、S0.08％、P0.02％、Cu0.1％、Cr0.2％、Sn0.025％、余量Fe。
作为本发明的一种优选方式，所述铁水中化学原料的质量比具体为C3.75％、Si1.8％、Mn0.72％、S0.08％、P0.03％、Cu0.12％、Cr0.25％、Sn0.3％、余量Fe。
作为本发明的一种优选方式，所述浇注系统由横浇道和内浇道一体组成。
本发明还公开了一种去冒口工艺的制动盘的制备方法，包括以下步骤，
S100：原材料准备，化学原料进料检测、搬运、存储；
S200：铁水制备，配料、熔解、调制、出铁水；
S300：砂型模制备，混砂、模具、砂型生产、造型；
S400：浇注制备，铁水孕育、铁水浇注；
S500：砂型模拆除，解箱落砂、浇注系统去除；
S600：产品处理，打砂、外观检测、研磨；
S700：产品检测，材料检测、尺寸检测、外观检测；
S800：包装出货。
作为本发明的一种优选方式，所述S200中熔解化学原料Si、Mn、S、P、Cu、Cr、Sn、余量Fe之前要先加入化学原料C。
作为本发明的一种优选方式，所述S200中熔解化学原料C、Si、Mn、S、P、Cu、Cr、Sn、余量Fe的温度为1560℃。
其中，所述化学原料C为固态增碳剂。
本发明实现以下有益效果：
本发明的制动盘采用化学原料配比为C3.7-3.9％、Si1.8-2.2％、Mn0.5-0.8％、S≤0.12％、P≤0.1％、Cu≤0.4％、Cr≤0.25％、Sn≤0.07％、余量Fe，相较于传统的合金配比元素，通过增加C元素的含量，从而产生更多，更大的粗大型片状石墨，从而增加石墨的膨胀体积来减少内部缩孔，与无冒口浇注系统相结合，能保证制得的制动盘内部无缩孔缺陷，且不会有冒口颈，相较于现有技术，在保证产品质量的同时，还不用对冒口颈进行打磨，减少了作业人员的劳动强度，降低了企业的生产成本，具有很高的使用价值。
至于本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为本发明公开的制动盘结构示意图；
图2为本发明公开的无冒口浇注系统结构示意图；
图3为本发明实施例1中制得的制动盘剖开示意图；
图4为本发明实施例2中制得的制动盘剖开示意图；
图5为本发明对比例1中制得的制动盘剖开示意图；
图6为本发明对比例2中制得的制动盘剖开示意图；
图中：10、制动盘；20、横浇道；30、内浇道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
为了解决采用目前的合金元素配比配合带冒口浇注系统去制作如图1所示的实心制动盘的不足，本申请提供了一种去冒口工艺的制动盘，制动盘10由化学原料质量比为C3.7-3.9％、Si1.8-2.2％、Mn0.5-0.8％、S≤0.12％、P≤0.1％、Cu≤0.4％、Cr≤0.25％、Sn≤0.07％、余量Fe的铁水通过无冒口浇注系统浇注至砂型模中一体成型；
其中，无冒口浇注系统只是由横浇道20、内浇道30一体组成，通过上述化学原料配比与该无冒口浇注系统组合起来使用，能保证制得的制动盘10内部无缩孔缺陷，且不会有冒口颈。
实施例1
铁水中化学原料的质量比具体为C3.71％、Si1.85％、Mn0.65％、S0.08％、P0.02％、Cu0.1％、Cr0.2％、Sn0.025％、余量Fe，在具体制备过程中，按照C3.71％、Si1.85％、Mn0.65％、S0.08％、P0.02％、Cu0.1％、Cr0.2％、Sn0.025％、余量Fe制成的铁水配合无冒口浇注系统浇注至砂型模具中制得制动盘10，参考图3所示，将制得的制动盘10剖开(剖切后采用染色探伤检测)，发现其内部无缩孔缺陷。
实施例2
铁水中化学原料的质量比具体为C3.75％、Si1.8％、Mn0.72％、S0.08％、P0.03％、Cu0.12％、Cr0.25％、Sn0.3％、余量Fe，在具体制备过程中，按照C3.75％、Si1.8％、Mn0.72％、S0.08％、P0.03％、Cu0.12％、Cr0.25％、Sn0.3％、余量Fe制成的铁水配合无冒口浇注系统浇注至砂型模具中制得制动盘10，参考图4所示，将制得的制动盘10剖开(剖切后采用染色探伤检测)，发现其内部无缩孔缺陷。
另外，现有技术中通过对铸铁件内部产生缩孔的分析，铸铁件缩孔的总体积形成了以下公式进行表示：
V缩总＝V液缩+V凝缩–V石涨；
V缩总：缩孔的总体积；
V液缩：液态收缩体积；
V凝缩：凝固收缩体积；
V石涨：石墨化膨胀体积；
从上述公式中可以看出，在现有的铸型刚度条件下，通过增加石墨的膨胀来抵消液态和凝固收缩，从而使铸铁件实现“自补缩”，从而在工艺上达到无冒口工艺。
除了采用实施例1和实施例2中化学原料C的配比外，化学原料C的配比还可为C3.72％、C3.73％、C3.74％、C3.76％、C3.77％、C3.78％、C3.79％、C3.8％、C3.81％、C3.82％、C3.83％、C3.84％、C3.85％、C3.86％、C3.87％、C3.88％、C3.89％。
对比例1
现有技术中，铁水中化学原料的质量比为C3.35％、Si2.05％、Mn0.62％、S0.07％、P0.02％、Cu0.02％、Cr0.1％、Sn0.014％、余量Fe，在具体制备过程中，按照C3.35％、Si2.05％、Mn0.62％、S0.07％、P0.02％、Cu0.02％、Cr0.1％、Sn0.014％、余量Fe制成的铁水配合无冒口浇注系统浇注至砂型模具中制得制动盘10，参考图5所示，将制得的制动盘10剖开(剖切后采用染色探伤检测)，发现其内部有缩孔缺陷。
对比例2
现有技术中，铁水中化学原料的质量比为C3.38％、Si2.07％、Mn0.65％、S0.08％、P0.02％、Cu0.03％、Cr0.15％、Sn0.12％、余量Fe，在具体制备过程中，按照C3.38％、Si2.07％、Mn0.65％、S0.08％、P0.02％、Cu0.03％、Cr0.15％、Sn0.12％、余量Fe制成的铁水配合有冒口浇注系统浇注至砂型模具中制得制动盘10，参考图6所示，将制得的制动盘10剖开(剖切后采用染色探伤检测)，发现其内部无缩孔缺陷。
综上所述，通过增加C元素的含量，从而产生更多，更大的粗大型片状石墨，从而增加石墨的膨胀体积来减少内部缩孔，与无冒口浇注系统相结合，能保证制得的制动盘10内部无缩孔缺陷，且不会有冒口颈。
除了上述以外，本发明还提供了一种去冒口工艺的制动盘的制备方法，包括以下步骤，
S100：原材料准备，化学原料进料检测、搬运、存储；
S200：铁水制备，配料(C3.7-3.9％、Si1.8-2.2％、Mn0.5-0.8％、S≤0.12％、P≤0.1％、Cu≤0.4％、Cr≤0.25％、Sn≤0.07％、余量Fe)、熔解、调制、出铁水；
S300：砂型模制备，混砂、模具、砂型生产、造型；
S400：浇注制备，铁水孕育、铁水浇注；
S500：砂型模拆除，解箱落砂、浇注系统去除；
S600：产品处理，打砂、外观检测、研磨；
S700：产品检测，材料检测、尺寸检测、外观检测；
S800：包装出货。
由于碳元素的熔点为3500℃，因此熔解难度较大，本发明提供的制备方法，在熔解化学原料Si、Mn、S、P、Cu、Cr、Sn、余量Fe之前要先加入化学原料C，这样便能保证C元素熔解充分、均匀，且在熔解化学原料C、Si、Mn、S、P、Cu、Cr、Sn、余量Fe时采用的温度为1560℃，另外，值得注意的是，在化学原料C、Si、Mn、S、P、Cu、Cr、Sn、余量Fe熔解完成时，不能再继续就加入增碳剂，避免熔解不充分，从而导致产品性能不合格，化学原料C具体为固态增碳剂。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种去冒口工艺的制动盘，其特征在于，所述制动盘由化学原料质量比为C3.7-3.9％、Si1.8-2.2％、Mn0.5-0.8％、S≤0.12％、P≤0.1％、Cu≤0.4％、Cr≤0.25％、Sn≤0.07％、余量Fe的铁水通过无冒口浇注系统浇注至砂型模中一体成型。
2.根据权利要求1所述的一种去冒口工艺的制动盘，其特征在于，所述铁水中化学原料的质量比具体为C3.71％、Si1.85％、Mn0.65％、S0.08％、P0.02％、Cu0.1％、Cr0.2％、Sn0.025％、余量Fe。
3.根据权利要求1所述的一种去冒口工艺的制动盘，其特征在于，所述铁水中化学原料的质量比具体为C3.75％、Si1.8％、Mn0.72％、S0.08％、P0.03％、Cu0.12％、Cr0.25％、Sn0.3％、余量Fe。
4.根据权利要求1所述的一种去冒口工艺的制动盘，其特征在于，所述浇注系统由横浇道和内浇道一体组成。
5.一种去冒口工艺的制动盘的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
S100：原材料准备，化学原料进料检测、搬运、存储；
S200：铁水制备，配料、熔解、调制、出铁水；
S300：砂型模制备，混砂、模具、砂型生产、造型；
S400：浇注制备，铁水孕育、铁水浇注；
S500：砂型模拆除，解箱落砂、浇注系统去除；
S600：产品处理，打砂、外观检测、研磨；
S700：产品检测，材料检测、尺寸检测、外观检测；
S800：包装出货。
6.根据权利要求5所述的一种去冒口工艺的制动盘的制备方法，其特征在于，所述S200中熔解化学原料Si、Mn、S、P、Cu、Cr、Sn、余量Fe之前要先加入化学原料C。
7.根据权利要求6所述的一种去冒口工艺的制动盘的制备方法，其特征在于，所述S200中熔解化学原料C、Si、Mn、S、P、Cu、Cr、Sn、余量Fe的温度为1560℃。
8.根据权利要求6-7任意一项所述的一种去冒口工艺的制动盘的制备方法，其特征在于，所述化学原料C为固态增碳剂。
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