DE3305184A1

DE3305184A1 - Cast iron for the production of brake members

Info

Publication number: DE3305184A1
Application number: DE19833305184
Authority: DE
Inventors: Georg 3560 Biedenkopf Hörle; Werner Dipl.-Ing. 6330 Wetzlar Keiner
Original assignee: Buderus AG
Current assignee: Buderus Guss GmbH
Priority date: 1983-02-15
Filing date: 1983-02-15
Publication date: 1984-08-23
Also published as: DE3305184C2

Abstract

A cast iron for the production of brake members such as brake drums and brake disks for automotive vehicles has a perlitic base structure and a tensile strength of between 150 N/mm<2> and 200 N/mm<2>, of the following chemical composition: C = 3.7-3.9% Si = 1.8-2.5% depending on the wall thickness Mn = 0.6-0.9% P < 0.10% and S < 0.12% e

Description

Gußeisen zum Erstellen von Bremsenkörpern Die Erfindung betrifft ein Gußeisen zum Erstellen von Bremsenkörpern wie Bremstrommeln und Bremsscheiben für Kraftfahrzeuge. Bei Bremsenkörpern wurden bisher Zugfestigkeitswerte im Stück größer als 220 N/mm2, teilweise sogar größer als 300 N/mm² verlangt. Es wird deshalb hochfester, feinperlitischer, teilweise sogar legierter Grauguß eingesetzt. Dieser Werkstoff erfUllt zwar die geforderten Bedingungen bezüglich der dynamischen Belastbarkeit, hat aber keineswegs optimale Eigenschaften bezüglich der für das Bremsen notwendigen Reibarbeit. Cast iron for making brake bodies The invention relates to a cast iron for creating brake bodies like brake drums and brake discs for automobiles. In the case of brake bodies, tensile strength values were previously used in one piece greater than 220 N / mm2, sometimes even greater than 300 N / mm². It will therefore High-strength, fine pearlitic, sometimes even alloyed gray cast iron is used. This Although the material fulfills the required conditions in terms of dynamic load capacity, but by no means has optimal properties with regard to those necessary for braking Friction work.

Beim Bremsvorgang entstehen kurzzeitig sehr hohe Temperaturen, die schnellstmöglich an die umgebende Luft abgeleitet werden müssen. Wärmespannungen können sonst zu Brandrissen führen.During the braking process, very high temperatures occur briefly, which must be discharged into the surrounding air as quickly as possible. Thermal stress can otherwise lead to fire cracks.

Teilweise kann auch eine Umwandlung des Gefügtes mit rapidem Abfall der Reibwerte erfolgen.Sometimes the structure can also be transformed with rapid waste the coefficients of friction take place.

Das bisher eingesetzte hochfeste Gußeisen hat eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit, insbesondere als Folge eines zu niedrigen C-Gehaltes und teilweise auch der eingesetzten Legierungselemente. Diese setzen mit Ausnahme von Mo die Wärmeleitfähigkeit herab. Durch den bisher erzielten sehr feinen Grafit geht darüber hinaus die bekannt gute Dämpfungseigenschaft des Graugusses verloren. Evtl. auftretende Quietschgeräusche beim Bremsvorgang können nicht abgebaut werden.The high-strength cast iron used so far has a very bad one Thermal conductivity, especially as a result of too low a C content and in part also the alloying elements used. With the exception of Mo, these set the thermal conductivity down. Due to the very fine graphite achieved so far, the known good damping properties of gray cast iron are lost. Possible squeaking noises cannot be dismantled during braking.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Werkstoff für Bremsenkörper zu schaffen, der einerseits eine ausreichende Festigkeit aufweist und andererseits optimale Eigenschaften bezüglich der Bremswirkung besitzt Insbesondere soll eine gute Wärmeableitung und eine hohe Dämpfungseigenschaft zur Vermeidung von Quietschgeräuschen beim Bremsen vorhanden sein.The invention was based on the object of providing a material for brake bodies to create, which on the one hand has sufficient strength and on the other hand has optimal properties with regard to the braking effect good heat dissipation and high damping properties to avoid squeaking noises be present when braking.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Verwendung eines Gußeisen mit den im Kennzeichen des einzigen Patentanspruchs genannten Merkmalen.The object set is achieved according to the invention by the Use of a cast iron with those mentioned in the characterizing part of the single claim Features.

Ein Werkstoff mit vergleichbarer Zusammensetzung zur Verwendung für denselben Zweck ist der DE-OS 25 39 362 zu entnehmen. Dort ist aber der C-Gehalt mit seinem Mindestwert von 3,5 % noch zu niedrig angesetzt und nach oben nicht eingegrenzt. Insbesondere der P-Gehalt ist wesentlich ZU hoch. Mit diesem höheren P-Gehalt wollte man durch ein hartes Phosphidnetz die Verschleißfestigkeit erhöhen. Es wurde aber nicht beachtet, das dieses infolge einer Karbidbildung wiederum negative Einflüsse auf die Wärmeleitfähigkeit und die Bearbeitbarkeit der Bremsenkörper hat. Der erfindungsgemäße Werkstoff besitzt hingegen ein perlitisches Grundgefüge ohne karbidische Einschlüsse.A material with a comparable composition for use for the same purpose can be found in DE-OS 25 39 362. But there is the C content with its minimum value of 3.5%, it is still set too low and not limited upwards. In particular, the P content is much TOO high. Wanted with this higher P content you can increase the wear resistance with a hard phosphide net. But it was does not take into account that this in turn has negative effects as a result of carbide formation on the thermal conductivity and machinability of the brake body. The inventive Material, on the other hand, has a pearlitic basic structure without carbidic inclusions.

Die gute Eignung des Werkstoffes für Bremsenkörper hängt damit zusammen, daß die Schmierwirkung des GraSits beim Verschleißverhalten eine nicht unbedeutende Rolle spielt. Entgegen den Erwartungen verschleißen bei gleichen Belag-Paarungen hochfeste Grauguß-Bremsenkörper mit herkömmlicher Zusammensetzung stärker als jene mit niedrigerer Festigkeit aber höherem C-Gehalt der vorgeschlagenen Zusammensetzung. Offensichtlich sind zudem die bisher eingesetzten Bremsenkörper werkstoffmäßig überdimensioniert. Es genügen nämlich wesentlich niedrigere Festigkeitswerte der spezifischen Bremsbelastung, insbesondere bei Bremsscheiben und Trommeln ohne Naben. Zudem ist die Warmzugfestigkeit bei extrem hohen Temperaturen von GG 30 nur geringfügig höher bzw. fast gleich derjenigen von GG 15.The good suitability of the material for brake bodies is related to that the lubricating effect of graSite in terms of wear behavior is not insignificant Role play. Contrary to expectations, the same pair of pads wear out high strength cast iron brake bodies with conventional composition stronger than those but with lower strength higher C content of the proposed Composition. The brake bodies used so far are also obvious oversized in terms of material. Much lower strength values are sufficient the specific braking load, especially in the case of brake discs and drums without Hubs. In addition, the hot tensile strength at extremely high temperatures is only GG 30 slightly higher or almost the same as that of GG 15.

Als positive Begleiterscheinungen bei der Verwendung dieses hochgekohlten Gußeisens fällt noch dessen geringe Rostanfälligkeit ins Gewicht, was bei Neufahrzeugen, Uberseetransport und Stillstandszeiten des Fahrzeuges, insbesondere im Winter, zum Tragen kommt. Der Grauguß mit der relativ niedrigen Festigkeit hat ferner geringere Eigenspannungen, heizt sich wegen des hohen C-Gehaltes bei der Bearbeitung weniger auf und zeigt geringere Verzugserscheinungen bei thermischer Belastungen als der bisher verwandte Grauguß mit hoher Festigkeit.As a positive side effect of using this high-carbon Cast iron is important because of its low susceptibility to rust, which is the case with new vehicles, Overseas transport and downtime of the vehicle, especially in winter, for Carry comes. The gray cast iron with the relatively low strength also has lower strength Residual stress, heats up less during machining due to the high C content and shows fewer signs of warpage under thermal loads than the previously used gray cast iron with high strength.

Diese Eigenschaften müßten sich auf den sogenannten "Rubbeleffekt" über dessen Ursache die verschiedensten Thesen aufgestellt wurden, positiv auswirken.These properties should be based on the so-called "scratch effect" about the cause of which the most diverse theses have been put forward, have a positive effect.

Wenn bei großdimensionierten Bremsenkörpern durch große Wandstärken bedingt Legierungselemente zur Perlitstabilisierung notwendig sind, sollten diese in Form von Mo, Cu, Cr und/oder Ni nur in geringen Mengen eingesetzt werden.If with large-dimensioned brake bodies due to large wall thicknesses conditional alloying elements are necessary for pearlite stabilization, these should in the form of Mo, Cu, Cr and / or Ni can only be used in small amounts.

Claims

Cast iron claim to create brake bodies such as brake drums and brake disks for motor vehicles, characterized by a pearlitic basic structure and a tensile strength between 150 N / mm² and 200 N / mm² of the following chemical composition: C = 3.7-3.9% Si = 1.8-2.5% depending on the wall thickness Mn = 0.6-0.9% P <0.10% S <0.12 %