DE69835099T2 - Kugelgraphitgusseisenlegierung mit molybdän und daraus hergestellter rotor für scheibenbremse - Google Patents

Kugelgraphitgusseisenlegierung mit molybdän und daraus hergestellter rotor für scheibenbremse Download PDF

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    • F16D69/027Compositions based on metals or inorganic oxides

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Eisenlegierungen und Verfahren zu ihrer Herstellung. Die erfindungsgemäßen Eisenlegierungen sind besonders zur Verwendung in Scheibenbremsen für Fahrzeuge und in anderen Fahrzeugkomponenten, insbesondere automatischen Komponenten, geeignet.
  • Scheibenbremsen wurden in den späten 50er Jahren für Motorfahrzeuge eingeführt. Scheibenbremsen umfassen eine Scheibe oder einen Rotor, der mit der Fahrzeug-Radnabe starr verbunden ist. Zwei oder mehrere Klötze drücken über eine Zangenwirkung auf die Scheibe oder den Rotor, um die Drehung der Scheibe oder des Rotors zu stoppen und bremsen daher das Fahrzeug ab. Die Klötze weisen einen Friktionsbelag auf; der früher aus einem asbestartigen Material bestand. Dieses asbestartige Material diente dazu, die Klötze im Wesentlichen vor Wärme und einem mineralischen Angriff zu schützen. Hinsichtlich der extremen Toxizität von Asbest bestehen die Bremsklötze nun allerdings allgemein aus einem Friktionsmaterial, das 10-20 Vol.-% Harze, 0-10 Vol.-% Friktionsmodifikatoren, 0-10 Vol.-% Metallpulver, 20-40 Vol.-% Füllstoffe und 10-50 Vol.-% Fasern (Asbestfasern, Metallfasern, Glasfaser und synthetische mineralische Fasern) enthält.
  • Seit der Einführung von Scheibenbremsen war graues Gusseisen das Material der Wahl zur Herstellung der Scheiben oder Rotoren. Verglichen mit Kugelgraphitgusseisen weist graues Gusseisen eine höhere Wärmeleitfähigkeit und einen geringeren Elastizitätsmodul auf und ist oberhalb von 500 °C dimensionsstabil. Kugelgraphitgusseisen wurden zur Verwendung in Scheibenbremsen als ungeeignet angesehen, da sie eine zu geringe Wärmebeständigkeit zeigen.
  • Obwohl graues Gusseisen viele Eigenschaften aufweist, die es zur Verwendung in Scheibenbremsen besonders geeignet machen, weist es den Nachteil einer relativ geringen Zugfestigkeit auf. Eine Anzahl von Autoren hat bereits versucht, diesen Nachteil anzugehen.
  • Jimbo et al. diskutierten in der SAE-Veröffentlichung Nr. 900002 mit dem Titel "Development of High Thermal Conductivity Cast Iron for Brake Disc Rotors" die Probleme der Rissbildung in Scheibenbremsen. Die Autoren schlossen, dass graues Gusseisen aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit im Hinblick auf die Bruchfestigkeit das am meisten geeignete Rotormaterial wäre. Die Autoren haben auch den Schluss gezogen, dass das graue Gusseisen einen hohen Kohlenstoffgehalt (zur Maximierung der Wärmeleitfähigkeit), einen geringen Siliziumgehalt und einen möglichst geringen Legierungsbestandteilgehalt zur Erhöhung der Festigkeit aufweisen sollte. Die Autoren haben beschlossen, Molybdän als einziges dem grauen Gusseisen zugesetztes Legierungsmittel zuzusetzen. Die Autoren testeten eine Anzahl von Gusseisenlegierungen mit Molybdängehalten im Bereich von 0,32 bis 0,68 % und schlossen, dass die Gusseisenlegierung eine Zusammensetzung von 3,7-4,0% C, 1,4-2,0% Si und 0,5-0,6 Mo und als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen aufweisen sollte.
  • Die australische Patentschrift Nr. 426529 (19758/67) im Namen von Westinghouse Air Brake Company betraf eine Gussmetallzusammensetzung für Scheibenbremsenrotoren. Diese Patentschrift erläutert Schwierigkeiten, die in Frakturen in der Scheibenoberfläche von Bremsrotoren angetroffen werden, wenn sie aus grauem Gusseisen hergestellt sind. Eine postulierte Lösung bestand in der Verwendung von Kugelgraphitgusseisen oder duktilem Gusseisen, das eine ausreichende Festigkeit aufwies, um diesen Fehler zu vermeiden, allerdings war die Bremsoberfläche der Verwerfung ausgesetzt. Dies führte eindeutig dazu, dass das Material ungeeignet ist. Die Patentschrift schlug ein Chrom-Nickel-Gusseisen vor, mit einer Zusammensetzung von 3,20-3,55 % Kohlenstoff, 0,15-0,25 % Chrom, 1,15-1,35 % Nickel, 0,30-0,50 % Molybdän, 0,50-0,80 % Mangan, 1,80-2,00 % Silizium, weniger als 0,10 % Phosphor, weniger als 0,08 % Schwefel und als Rest Eisen. Die Legierung wies eine Mikrostruktur auf, die gleichmäßigen feinkörnigen Perlit einschloss, in dem ein Minimum von 75 % Typ-A-Plattengraphit gleichmäßig verteilt ist.
  • Die japanische Patentanmeldung Nr. 60-52553 im Namen von Sumitomo Kinzoku Kogyo K.K. offenbart einen Stahl für einen Scheibenbremsenrotor mit 0,1-0,6 % Kohlenstoff, weniger als 0,8 % Silizium, weniger als 3 % Mangan, 0,2-5,0 % Nickel und gegebenenfalls enthaltend eines oder mehrere von 0,5-5,0 % Aluminium, 0,1-3,0 % Kupfer, 0,2-3,0 % Titan und 0,1-5,0 % Molybdän. Dieser Stahl wird mit einer Bremsfestigkeit entsprechend derjenigen von Gusseisen beschrieben, ohne dass die ausgezeichnete Wärmerissbildungsbeständigkeit des Schmiedestahlrotors geschmälert wird.
  • Die US-Patentschrift Nr. 5,323,883 im Namen von Mibe et al. (Nissan Motor Company, Limited zugesprochen) betrifft ein Kraftfahrzeug-Bremssystem. Das Bremssystem umfasst einen Rotor, der aus graphitischem Gusseisen hergestellt ist, bestehend aus 3,5-4,0 % Kohlenstoff, 1,6-2,0 % Silizium, 0,5-0,8 % Mangan, 0,4-1,2% Molybdän und als Rest im Wesentlichen Eisen. Die Matrixstruktur der Zusammensetzung liegt in der Form eines Perlits vor. Diese Patentschrift betont die Bedeutung des Erhalts einer guten Wärmeleitfähigkeit in für Scheibenbremsen verwendeten Materialien. Die Patentschrift stellt auch fest, dass, wenn mehr als 1,2 % Mo zugesetzt werden, Carbide oder Gussfehler hervorgerufen werden können, wodurch das oberste Niveau an Molybdän auf 1,2 % eingestellt wird. Mangan ist ebenfalls eine essentielle Komponente der Metalllegierung.
  • Die US-Patentschrift Nr. 1,762,109 im Namen von Taylor et al. offenbart eine Gusseisenlegierung, die leicht gehärtet und leichter als übliches Gusseisen maschinell bearbeitet werden kann. Die Gusseisenlegierung besteht aus 1,0-4,0 % Eisen, 0,5-2,5 % Silizium, 1,0-4,0 % Nickel und bis zu 1,0 % Molybdän und als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen. Die Legierung ist zur Herstellung von Gegenständen geeignet, in denen einige Teile eine gehärtete Oberfläche aufweisen und andere Teile, wie Nocken, Zylinderblöcke und Kolben. zur maschinellen Bearbeitung und für andere Zwecke relativ weich sind.
  • Die US-Patentschrift Nr. 3,095,300 im Namen von Moore et al. offenbart eine Gusseisenzusammensetzung, die 1,2-5,3 % Mangan und 0,40-0,80% Molybdän einschließt und die ein Gusseisen bereitstellt, das im Gusszustand maschinell bearbeitbar ist und an Luft gehärtet werden kann.
  • Die US-Patentschrift Nr. 3,798,027 von Defranco et al. offenbart ein hochfestes graues Gusseisen mit geringer Härte, das aus 1-3 % Aluminium, 2-4 % Kohlenstoff, bis zu 1 % Silizium und als Rest Eisen besteht, wobei die Legierung auch mit einem Impfmittel, ausgewählt aus Calcium, Strontium und Barium, angeimpft wurde. Die Patentschrift legt nahe, dass, um bestimmte besondere Eigenschaften, wie Wärmebeständigkeit oder Korrosionsbeständigkeit, zu erhalten, verschiedene Mengen an Legierungselementen, einschließlich 0-6 % Kupfer, 0-12 % Nickel, 0-5 % Chrom, 0-2 % Molybdän und 0-1 % Zirconium, zugesetzt werden müssen.
  • Die US-Patentschrift Nr. 3,902,897 von Sobue et al. offenbart ein Kugelgraphitgusseisen, bestehend aus 2,3-4,2 % C, 1,5-5,0 % Si, nicht mehr als 1,0 % Mn, 1,5-6,0 % Ni, 0,1-1,0 % Mo, 0,2-2,0 % Al, bis zu 0,1 % eines spheroisierenden Mittels und als Rest Eisen. Die Patentschrift erläutert eindeutig die Bedeutung von Al in der Legierung und stellt auch fest, dass ein Mo-Gehalt von 1,0 zu einer großen Menge an Carbid führt, das im Gusszustand gebildet wird, was zu einer zu hohen Härte führt. Die Patentschrift stellt eindeutig fest, dass die maximale Menge an Mo 1,0 % beträgt.
  • Die US-Patentschrift Nr. 4,166,756 von Geyes et al. betrifft die Metallurgie von verschleißfesten Dämpfungselementen, die in Eisenbahnwaggons eingesetzt werden. Insbesondere betrifft die Patentschrift die chemische Zusammensetzung und Verfahrenskontrollparameter, wie Gießtemperatur, Form-Entnahmetemperatur und Abkühlungsgeschwindigkeit, um die gewünschte Mikrostruktur in den Gussteilen zu entwickeln. Die verwendete Legierung weist eine chemische Zusammensetzung auf, bestehend aus 3,00-3,30 % Kohlenstoff, 1,20-1,50% Silizium, 0,85-1,00 % Mangan, 0,80-0,90 % Molybdän, 1,40-1,60 % (Nickel plus Kupfer) und als Rest Eisen. Das Verfahren zur Bildung von Gussteilen aus dieser chemischen Zusammmensetzung wird als kritisch beschrieben.
  • Die US-Patentschrift Nr. 4,450,019 von Satou et al. beschreibt ein duktiles Gusseisen, das eine hohe Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen und eine hohe Wärmeermüdung bei Verwendung als Material für Kraftfahrzeug-Abgasverteiler aufweist. Das Gusseisen besteht aus 2,5-3,8 % Kohlenstoff, 3,5-4,8 % Silizium, 1,0 % oder weniger Mangan, 0,1 % oder weniger Phosphor, 0,1 % oder weniger Schwefel, 0,5-2,0 % Molybdän, 0,03-0,1 % Magnesium und mindestens einem von Cer und Lanthan in einer Menge von 0,02-0,5 % und als Rest Eisen. Falls Silizium in einer Menge von weniger als 3,5 % vorhanden ist, kann auf dem Abgasverteiler keine SiO2-Schutzschicht gebildet werden, und es besteht die Neigung der Entstehung von Gussfehlern, wie Schrumpfungshohlräume, aufgrund des Kohlenstoff-Sättigungsgrades. Cer und Lanthan sind essentielle Elemente der Zusammensetzung. Sind Ce und La unterhalb der unteren Grenze von 0,02 % vorhanden, dispergiert Silizium nicht in Richtung der Oberflächenregion des Gussteils (was erforderlich ist, um die SiO2-Schutzschicht auf dem Gussteil zu bilden), wobei die Eigenschaft von Molybdän die Oxidationsbeständigkeit ausreichend hemmt. Somit müssen Ce und La vorliegen, um den nachteiligen Eigenschaften des in der Legierung vorhandenen Molybdäns entgegen zu wirken.
  • In der US-Patentschrift Nr. 4,153,017 von Behnke wurden Nocken für Verbrennungsmotoren aus einer Eisenlegierung hergestellt, bestehend aus 3,10-3,60 % Kohlenstoff, 2,00-2,90 % Silizium, 0,60-0,90 % Mangan, 0,20-0,80 % Chrom. 0,30-0,60 % Nickel, 1,50-5,00 % Molybdän, 0,10-0,50 % Vanadium und als Rest Eisen. Molybdän wurde aus mehreren Gründen als Hauptlegierungselement gewählt, wovon einer darin bestand, dass Molybdän zwei Typen von Carbid bildet: Ein kubisch flächenzentriertes M23C6-Eisen-Molybdän-Carbid und ein orthorhombisches Fe3C-Zementit-Carbid. Das M23C6-Typ-Carbid ist stabiler. Zur Lösung der Zementittyp-Carbide werden der Legierung Chrom und Vanadium zugesetzt, was zeigt, wie kritisch die Zugabe von Cr und V ist.
  • Es wurden bereits Versuche unternommen, Kraftfahrzeugteile, wie Bremsrotoren, aus Metallmatrix-Composites (MMCs) herzustellen. Beispielsweise beschreibt die US-Patentschrift Nr. 5,261,511 auf den Namen Libsch einen Bremsrotor, der aus einer Zusammensetzung mit 20-80 Vol.-% Siliziumcarbiden und 80-20 Vol.-% einer Eisenlegierung hergestellt ist. Die Patentschrift stellt fest, dass die Eisenlegierung im Wesentlichen aus 0,4-4,0% Kohlenstoff (gewichtsbezogen), 1,8-18,0% Silizium, 1,0-10,0% X, wobei X aus einer Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Cr, Mo, Cu, Mn, Ni, P und S, und als Rest Eisen besteht. Obwohl diese Patentschrift einen breiten Bereich von 1,0-10,0% für X angibt, zeigt das einzige Beispiel, dass X in einer Menge von 1,51 Gew.-% vorhanden und mit Cr (0,13), Mo (0,08), Cu (0,28), Mn (0,75), Ni (0,13), P (0,06) und S (0,08) angereichert ist. Die Patentschrift stellt auch fest, dass das Metallmatrix-Composit, das 20-80% Siliziumcarbidteilchen und 80-20% der Eisenlegierung einschließt, ein wirksames Material zur Herstellung von Bremsrotoren ist. Die Eignung der Eisenlegierung an sich als Material zur Herstellung des Bremsrotors wird in keiner Weise erwähnt, und insbesondere ist gemäß der Patentschrift die Gegenwart von Siliziumcarbidteilchen erforderlich.
  • Die US-Patentschrift Nr. 3,909,252 von Kuriyama et al. beschreibt ein verschleißfestes und selbstschmierendes Gusseisen. Das Gusseisen besteht aus 1,0-3,5% Kohlenstoff, 0,5-3,5% Silizium, 0,1-1,5% Mangan, 0,1-2,0% Chrom, 1,0-15,0% Kobalt, 0,5-10,0% Molybdän, 0,1-5,0% Nickel, 0,05-2,0% Niob, 0,001-0,1% Bor und als Rest Eisen. Dieses Gusseisen, das eine große Menge an Kobalt und Zusätze von Chrom und Niob enthält, ist besonders zur Herstellung von Kolbenringen geeignet.
  • Die US-Patentschrift Nr. 3,559,775 im Namen von Miller beschreibt einen Bremsrotor, der aus einer hypereutektischen grauen Gusseisenzusammensetzung hergestellt ist, bestehend aus 3,6-4,0% Kohlenstoff, 2,5-4,0% Silizium und bis zu etwa 2% von einem oder mehreren Perlitstabilisierenden Elementen und Eisen. Die Perlit-stabilisierenden Elemente können Mangan, Chrom, Kupfer, Zinn und Molybdän sein. Obwohl die Patentschrift feststellt, dass die angegebenen bestimmten Perlit-stabilisierenden Elemente allein oder in Kombination verwendet werden können, verwendete das einzige Beispiel, das Molybdän als Perlit-Stabilisator einschloss, 0,10-0,20% Molybdän, und das Molybdän wurde in Kombination mit Chrom verwendet. Der chemisch unassoziierte bzw. ungebundene Kohlenstoff war in Form von relativ großen diskreten Graphitkörpern vom ASTM-Typ A (d.h. Graphitflocken) vorhanden.
  • Das polnische Dokument PL 173 194 A offenbart ein Gusseisen zur Verwendung bei der Herstellung von Kolbenringen mit Kugelgraphit-Morphologie, enthaltend: Si 3,8-4,8%, Ni 2,8-3,5%, Mo 1,70-2,20%, Cu 1,2-1,5%, Mg 0,04-0,12%, Ce 0,01-0,10%, C 2,7-3,2%, Mn ≤ 0,5%, C5 ≤ 0,06%, S ≤ 0,02%, P ≤ 0,03%. V ≤ 0,02%, W ≤ 0,02%, Ti ≤ 0,01 %, Sn ≤ 0,01 %, Al ≤ 0,02% und als Rest Eisen.
  • Das polnische Dokument PL 173 169 A offenbart ein Kugelgraphitgusseisen zur Verwendung bei der Herstellung von Kolbenringen, enthaltend: Si 3,8-4,5%, Ni 1,2-1,5%, Mo 1,10-1,80%, Cu 0,9-1,2%, Mg 0,05-0,12%, Ce 0,05-0,12%, C 2,7-3,2%, S ≤ 0,02%, P ≤ 0,08%, Mn ≤ 0,5%, Cr ≤ 0,06%, V < 0,01 %, W ≤ 0,02%, Ti ≤ 0,01 %, Sn ≤ 0,01 %, Al < 0,02% und als Rest Eisen.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Eisenlegierung bereitzustellen, die besonders zur Verwendung bei der Herstellung von Scheibenbremsenrotoren geeignet ist und die auch bei der Herstellung einer breiten Vielzahl von anderen Kraftfahrzeugkomponenten und anderen Gegenständen verwendet werden kann.
  • Gemäß eines ersten Aspekts stellt die vorliegende Erfindung eine Kugelgraphitgusseisenlegierung, wie in Anspruch 32 definiert, bereit.
  • Überall in der Beschreibung sind sämtliche Prozentangaben in Gewichtsprozent ausgedrückt.
  • Die Menge an Kohlenstoff fällt vorzugsweise in den Bereich von 1,5 bis 3,8, stärker bevorzugt in den Bereich von 3,0 bis 3,5%, stärker bevorzugt in den Bereich von 3,0 bis 3,35%, und besonders bevorzugt beträgt sie etwa 3,25%.
  • Die Menge an Silizium in der Eisenlegierung fällt vorzugsweise in den Bereich von 1,9 bis 2,5% und stärker bevorzugt in den Bereich von 2,1 bis 2,3%.
  • Molybdän ist eine essentielle Komponente der Legierung und ist in einer Menge von mindestens 1,2% vorhanden. Vorzugsweise ist Molybdän in einer Menge von mindestens 1,2% bis 4,5%, stärker bevorzugt von mindestens 1,2% bis 3,0%, vorhanden. Es wurde festgestellt, dass eine Legierung, die 1,5% Molybdän enthält, zur Verwendung in den Scheibenbremsenrotoren von Pkw geeignet ist, während Scheibenbremsenrotoren für Rennwagen zweckmäßigerweise 3,0% Molybdän enthalten.
  • Nickel und/oder Kupfer können ebenfalls vorliegen und funktionieren als Legierungsmodifikatoren zur Verbesserung der Festigkeit und zur Verfeinerung der Struktur der Legierung. Vorzugsweise ist Nickel in einer Menge von 0,1 bis 4,5%, stärker bevorzugt von 0,1 bis 3,5% und am stärksten bevorzugt zu 1 % vorhanden. Die Menge an Kupfer beträgt vorzugsweise 0,1 bis 4,5%, stärker bevorzugt 0,1 bis 3,5% und am stärksten bevorzugt 1 %. Die Gesamtmenge an Molybdän und Nickel und/oder Kupfer sollte 6,5% nicht übersteigen.
  • Die beiläufigen Verunreinigungen können Mangan, Schwefel und Phosphor einschließen. Die Menge an Verunreinigungen liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 0,8%, vorzugsweise 0,04% Schwefel und 0,04% Phosphor.
  • Eine besonders bevorzugte erfindungsgemäße Legierung enthält 3 bis 3,35% Kohlenstoff, 1,9 bis 2,5% Silizium und mindestens 1 bis 3% Molybdän und als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen.
  • Für Scheibenbremsenrotoren für Rennwagen umfasst eine bevorzugte Zusammensetzung der Legierung 3,5 bis 4,5% Kohlenstoff, 2,1 bis 2,3% Silizium, 2,5 bis 3,5% Molybdän und als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen, stärker bevorzugt 3,7-3,8% Kohlenstoff, etwa 3,0% Molybdän, 2,1-2,3% Silizium und als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen. Nickel und/oder Kupfer können gegebenenfalls in den vorstehend ausgeführten Mengen eingeschlossen sein.
  • Das Kohlenstoffäquivalent (CE) dieser besonders bevorzugten Legierung beträgt im Allgemeinen 3,8.
  • Das Kohlenstoffäquivalent wird durch die folgende Formel bestimmt: C.E. = %C + 13 (% Si) (1)
  • Obwohl Nickel und/oder Kupfer gegebenenfalls in der erfindungsgemäßen Legierung in den vorstehend angegebenen Mengen eingeschlossen sein können, ohne dass im Wesentlichen nachteilige Wirkungen festgestellt werden, ist es bei einer Ausführungsform bevorzugt, dass absichtliche Zugaben von Nickel und Kupfer zu der Legierung minimiert oder überhaupt vermieden werden. Darum sind in der erfindungsgemäßen Eisenlegierung Nickel und/oder Kupfer nur in Verunreinigungsmengen vorhanden.
  • Gleichermaßen wird vorzugsweise die Zugabe von weiteren Legierungsbestandteilen vermieden. Insbesondere Chrom, Mangan, Vanadium und Seltenerdmetalle sollten in der erfindungsgemäßen Eisenlegierung im Wesentlichen in Konzentrationen von 0 und sicherlich nicht mehr als Verunreinigungsniveaus vorliegen. Chrom und Mangan wirken zur Erhöhung der Härte der Legierung, wodurch die maschinelle Bearbeitung erschwert wird. Außerdem würden Legierungselemente auch die Kosten zur Herstellung der Legierung in unerwünschter Weise erhöhen und könnten unbekannte oder unerwünschte Auswirkungen auf die Mikrostruktur und/oder die physikalischen Eigenschaften der Legierung haben.
  • Die vorliegende Erfindung ist ein Kugelgraphitgusseisen (auch als globularer Grauguss bekannt), das kleine Mengen von einem oder mehreren spheroisierenden Mitteln enthält. Spheroisierende Mittel umfassen typischerweise etwas Magnesium, und demnach kann die Eisenlegierung geringe Mengen an Magnesium einschließen. Alternativ oder zusätzlich kann die Eisenlegierung geringe Mengen an Elementen enthalten, die in anderen spheroisierenden Mitteln verwendet wer den, die dem Fachmann als geeignet bekannt sind. Das spheroisierende Mittel ist in einer maximalen Menge von 0,1% bis 0,2% vorhanden.
  • Die am stärksten bevorzugte erfindungsgemäße Eisenlegierung umfasst 3 bis 3,35% Kohlenstoff, 2,1-2,3% Silizium, mindestens 1,0 bis 3% Molybdän und als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen, wobei die Eisenlegierung ein Kugelgraphitgusseisen ist.
  • Molybdän ist das Hauptlegierungselement, das der erfindungsgemäßen Eisenlegierung zugesetzt wird. Es wurde festgestellt, dass Molybdän insofern eine stabilisierende Wirkung auf die Legierung besitzt, als es beim Auftreten von Temperaturänderungen die Wirkung einer Unterdrückung der Phasenübergänge in der Legierung besitzt. Bei Verwendung bei der Herstellung von Scheibenbremsenrotoren bewirkt das Bremsen die Aufheizung der Rotoren und das Abkühlen: Die stabilisierende Wirkung des Molybdäns minimiert oder vermeidet Phasenübergänge, was dadurch zur Aufrechterhaltung der Dimensionsstabilität der Rotoren beiträgt und das Reißen bzw. eine Rißbildung des Rotors minimiert oder vermeidet. Es wird angenommen, dass Molybdän auch die Wärmeleitfähigkeit der Legierung erhöht, um dadurch die Verbesserung der Wärmedissipation von den Rotoren zu unterstützen. Molybdän verfeinert auch die Körnung unter Erzeugung einer Legierung mit einer feinen Korngröße.
  • Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat eine ausgiebige Erforschung der Stand-der-Technik-Literatur vorgenommen und hat kein Dokument ausfindig gemacht, das eine Eisenlegierung mit der hier ausgeführten Zusammensetzung offenbart. Ein weiteres erfindungsgemäßes Unterscheidungsmerkmal liegt in der Bereitstellung der ausgeführten Zusammensetzung in Form eines Kugelgraphitgusseisens.
  • Die erfindungsgemäße Eisenlegierung ist besonders zur Verwendung bei der Herstellung von Scheibenbremsenrotoren für Fahrzeuge, wie Kraftfahrzeuge, Flugzeuge und Züge, geeignet.
  • Nach einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Scheibenbremsenrotor, wie in Anspruch 26 definiert, bereit. Wenn die erfindungsgemäße Eisenlegierung bei der Herstellung von Scheibenbremsenrotoren verwendet wird, wurde festgestellt, dass die Scheibenrotoren einen herabgesetzten Verschleiß aufweisen. Vibrieren, Reißen und Quietschen sind im Vergleich mit herkömmlichen aus grauem Gusseisen hergestellten Scheibenbremsen ebenfalls reduziert.
  • Obwohl die erfindungsgemäße Eisenlegierung besonders zur Herstellung von Scheibenbremsenrotoren geeignet ist, wird davon ausgegangen, dass eine breite Vielzahl von anderen Gegenständen aus der erfindungsgemäßen Eisenlegierung hergestellt werden kann. Beispiele für weitere Gegenstände, die aus der erfindungsgemäßen Eisenlegierung hergestellt werden können, umfassen Fahrzeug-, Flugzeug- oder Schiffsbauteile, einschließlich von Schiffskielen, Zylinderköpfen, Zylinderblöcken und Rädern; Asche- und Staubsysteme, Flugasche-Leitungen, Verschleißplatten für Luftkontroll- oder Brennerkästen, insbesondere zur Verwendung in Stromstationen; Pumpkörper und Abdeckungen; Rohrleitungen, Brecherteile, Getrieberäder und Ritzel, Verschleißplatten; Staubzufuhrventile, Wasserzufuhrventile, Kupplungen und andere Rohrverbinder, Gussgewinde, Mannloch-Abdeckungen und -Rahmen, Gitterroste; Walzen, Steuerwellen; Kurbelschäfte, Gelenkverbindungen an Aufhängesystemen, Flugzeugtragflächen und Kupplungsplatten, LKW-Bremsrotoren und Bremstrommeln für Fahrzeuge.
  • Bereitgestellt wird ein Verfahren zur Herstellung einer Eisenlegierung, wie hier beschrieben, umfassend die Schritte:
    • (a) Bereitstellung einer Schmelze, einschließlich Eisen, Silizium, Kohlenstoff, Molybdän und gegebenenfalls Kupfer und/oder Nickel; und
    • (b) Gießen der Schmelze.
  • Vorzugsweise umfasst Schritt (a) den Schritt des Schmelzens von Gusseisen, Ferrosiliziumlegierung, Rückkohlmittel und Ferromolybdänlegierung. Der Schmelze kann auch ein Animpfmittel zugesetzt werden. Die Schmelze wird vorzugsweise auch mit einem spheroisierenden Mittel behandelt, um zu bewirken, dass jeder chemisch unassoziierte Kohlenstoff in der abgekühlten Legierung in Form von Kugeln oder Kügelchen anstelle von Flocken vorliegt.
  • Der Schmelzschritt (a) kann in jedem geeigneten Gerät, wie einem Ofen, beispielsweise einem Induktionsofen, durchgeführt werden. Die geschmolzenen Bestandteile werden vorzugsweise gut gemischt, sodass die Legierungselemente gleichmäßig verteilt sind. Die Temperatur des Ofens liegt vorzugsweise oberhalb von etwa 1350 °C. Die Schmelze in dem Ofen wird anschließend zweckmäßigerweise in eine vorgeheizte Gießpfanne abgezapft. Die Eisenlegierung kann Gusseisen, Kugelgraphit-(SG)-Eisen oder Strukturstahl sein. Vorzugsweise ist die Eisenlegierung beispielsweise BHP-300PLUS, welches 0,22% C, 0,50% Si, 1,6% Mn, 0,040% P, 0,040% S enthält und ein CE von 0,45 aufweist. Weitere Elemente, wie 0,40% Cu, 0,50% Ni, 0,30% Cr und 0,10% Mo, können in der Basis-Eisenlegierung, die der Schmelze zugesetzt wird, vorliegen, mit der Maßgabe, dass ihr Gesamtgehalt 1,00% nicht übersteigt.
  • Vorzugsweise enthält die Ferrosiliziumlegierung 70 bis 75% Si und 1,5 bis 2% Al und als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen.
  • Das Rückkohlmittel dient der Erhöhung der Menge an Kohlenstoff, die in der Legierung vorhanden ist, und kann ein zerkleinertes Elektrodenmaterial, beispielsweise Carbonin 101 sein, das 98,0% Kohlenstoff, 1,0% Feuchtigkeit, 0,5% flüchtige Substanz, 1,0% Asche, 0,07% Schwefel und 0,02% Stickstoff enthält.
  • Vorzugsweise enthält die Ferromolybdänlegierung 67% Mo, 1 % Si, 0,6% S und 0,04% P und als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen.
  • Nach Schritt (a) kann die Schmelze gegebenenfalls einer Metallbehandlung, wie Spheroisieren, unterzogen werden, das Flocken zu Kügelchen umwandelt. Dies kann durch Zugabe einer Magnesiumferrosiliziumlegierung erreicht werden, die zweckmäßigerweise 6,3% Mg, 46,6% Si, 0,82% Al, 1,09% Ca und 0,99% Re und als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen enthält. Andere spheroisierende Mittel, die dem Fachmann bekannt sind, können ebenfalls verwendet werden, einschließlich von Nickelmagnesiumferrosilizium-Spheroisierungsmitteln.
  • Das Impfmittel von Schritt (b) verfeinert die Körnchen der Legierung und ist vorzugsweise ZL80, welches 71 % Si, 1,6% Al, 1,89% Zr und 0,83% Ca und als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen enthält.
  • Anschließend kann der Schmelze, sofern gewünscht, ein Nodularitätsmodifikator, wie Spheroflux, zugesetzt werden.
  • Der Gießschritt erfolgt vorzugsweise, bevor der Schwund einsetzt, da die Gussteile sonst minderwertig sein können. Es ist im Allgemeinen bevorzugt, dass das Gießen bis zu 10 Minuten nach Zugabe des Animpfmittels, stärker bevorzugt nach etwa 7 Minuten erfolgt. Die Gussteile werden zweckmäßigerweise in den Gussformen, vorzugsweise über Nacht, abkühlen gelassen.
  • Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele und Figuren beschrieben. Diese Beispiele und Figuren sind keineswegs als Einschränkung der Erfindung gedacht. Es zeigen:
  • 1 einen Graph, der die Ergebnisse eines Schwungmassen-Scheibenbremsenverschleißtests für einen Scheibenrotor zeigt, der aus einer erfindungsgemäßen Legierung hergestellt wurde;
  • 2 einen Graph, der die Ergebnisse eines Schwungmassen-Scheibenbremsenverschleißtests für einen Scheibenrotor der Originalapparatur (OE) zeigt;
  • 3 und 4 die Ergebnisse von Niederdruckverschleißtests unter Verwendung von erfindungsgemäß hergestellten Rotoren und von OE-Rotoren;
  • 5 eine Mikrophotographie der Gussrandes eines erfindungsgemäßen angeätzten Teststabs in 100facher Vergrößerung;
  • 6 eine Mikrophotographie in 100facher Vergrößerung eines Ausschnitts aus der Radiusmitte des erfindungsgemäßen Teststabs;
  • 7 eine Mikrophotographie der allgemeinen Fläche des in 6 gezeigten Teststabs, allerdings mit 500facher Vergrößerung; und
  • 8 eine Mikrophotographie, entsprechend 7, allerdings in 200facher Vergrößerung.
  • Beispiel 1
  • Die folgenden Bestandteile wurden einem Induktionsofen in den ausgeführten Mengen zugesetzt:
    Bestandteil Menge (kg)
    BHP-300 PLUS-Eisenlegierung 400
    Ferrosiliziumlegierung 13,2
    Carbonin 101 Rückkohlmittel 16,2
    Ferromolybdänlegierung 8
  • Die Bestandteile wurden bei 1400 °C in dem Ofen geschmolzen. Anschließend wurde die Schmelze mit 7 kg Magnesiumferrosiliziumlegierung, die als spheroisierendes Mittel dient, 1,2 kg eines Animpfmittels ZL80 und 0,8 kg Spheroflux, das ein Nodularitätsmodifikator ist, behandelt. Die Schmelze wurde sorgfältig gerührt, sodass eine angemessene Verteilung der Legierung gewährleistet ist. Das Gießen der Schmelze in eine Teeschöpfkelle erfolgte innerhalb von 7 Minuten, sodass gewährleistet war, dass kein Schwund bestand. Anschließend wurden die Gussteile in Formen gegossen und über Nacht abkühlen gelassen.
  • Die resultierende Eisenlegierung besaß die folgende Zusammensetzung:
    3,25% Kohlenstoff
    2,1% Silizium
    1,5% Molybdän und
    93,15% Eisen und beiläufige Verunreinigungen
  • Es hat sich gezeigt, dass dieses Legierungsprodukt das Vibrieren und Quietschen in den Scheibenbremsen von normalen Pkws vermindert.
  • Beispiel 2
  • Es wurde die gleiche Vorgehensweise, wie in Beispiel 1 beschrieben, befolgt, mit der Ausnahme, dass dem Induktionsofen die folgenden Bestandteile in den festgelegten Mengen zugesetzt wurden:
    Bestandteil Menge (kg)
    BHP-300 PLUS-Eisenlegierung 400
    Ferrosiliziumlegierung 13,2
    Carbonin 101 Rückkohlmittel 16,2
    Ferromolybdänlegierung 16
  • Die resultierende Eisenlegierung wies die folgende Zusammensetzung auf:
    3,25% Kohlenstoff
    2,1 % Silizium
    3,0% Molybdän und
    91,65% Eisen und beiläufige Verunreinigungen
  • Es hat sich gezeigt, dass dieses Legierungsprodukt das Vibrieren und Quietschen in den Scheibenbremsen von Rennwagen vermindert.
  • Beispiel 3
  • Um die Eignung der erfindungsgemäßen Eisenlegierung zur Verwendung bei der Herstellung von Scheibenrotoren für Scheibenbremsen zu testen, wurde eine Reihe von Scheibenrotoren unter Verwendung der Eisenlegierung von Beispiel 1 hergestellt. Diese Scheibenrotoren wurden anschließend der Testung durch eine führende australische Bremsenfirma unterzogen. Die Testung umfasste:
    • – Niederdruck-Verschleißtest, der den Rotorverschleiß in einer belastungsfreien Niederdruck-Position simuliert;
    • – DTV-Bremstest, der 20.000 km eines normalen Fahrzeuggebrauchs entspricht;
    • – voller Schwungmassen-Bremstest, der den Verschleiß unter normalen Fahrbedingungen simuliert;
    • – Dämpfungstest, der das Scheibenrotorgeräusch misst, und
    • – Rißprobe, die einen Prüfstandtest bei verschiedenen simulierten Geschwindigkeiten bei verschiedenen Standardraten umfasste.
  • Die nachstehenden Tabellen 1 und 2 geben die Rohdaten an, die aus dem Schwungmassen-Scheibenbremsenverschleißtest für aus der erfindungsgemäßen Eisenlegierung (Tabelle 1) hergestellten Rotoren und für Originalapparatur-(OE)-Scheibenrotoren (Tabelle 2) erhalten wurden. Die Ergebnisse sind in den 1 und 2 graphisch dargestellt.
  • TABELLE 1
    Figure 00160001
  • TABELLE 2
    Figure 00170001
  • Der durch diesen Test bestimmte Gesamtverschleiß für aus der erfindungsgemäßen Legierung hergestellte Rotoren betrug 0,069 mm, wohingegen die Originalapparatur-(OE)-Rotoren einen Gesamtverschleiß von 0,102 mm zeigten.
  • Die 3 und 4 zeigen die Ergebnisse des Niederdruck-Verschleißtests unter Verwendung von erfindungsgemäß hergestellten Rotoren (in den 3 und 4 als "Camcast-Rotoren" bezeichnet) und OE-Rotoren. Leider ergaben sich bei dem Testverfahren Schwierigkeiten, möglicherweise bei der Datensammlung, die zu den 3 und 4 führte, die einige anormale Ergebnisse, insbesondere bezüglich des Verschleißes zeigen, der anscheinend bei erhöhten Belastungen abnimmt. Diese Tests werden erneut durchgeführt, allerdings sind die Ergebnisse noch nicht verfügbar. Allerdings zeigen die Daten in den 3 und 4, die zuverlässig interpretiert werden können, dass die erfindungsgemäßen Scheibenrotoren den OE-Rotoren überlegene Verschleißeigenschaften aufweisen.
  • Auch Vibrationstests wurden durchgeführt. Die Bremsenfirma, die diese Tests durchführte, verwendete eine interne Bewertungsskala und bewertete die erfindungsgemäßen Scheibenrotoren mit 8,5 von 10. OE-Rotoren werden normalerweise mit 5 bis 6 von 10 bewertet. Der Vibrationstest stellte auch fest, dass kein offensichtliches Vibrieren verzeichnet wurde.
  • Beispiel 4
  • Ein Scheibendicke-Schwankungs-(DTV)-Test wurde mit vier aus einer erfindungsgemäßen Legierung hergestellten Scheibenrotoren durchgeführt. Die Ergebnisse dieses Tests sind in Tabelle 3 tabellarisch aufgeführt, die nur eine sehr geringe Schwankung in der Dicke des Scheibenrotors zeigt.
  • TABELLE 3
    Figure 00180001
  • TABELLE 3 (Fortsetzung)
    Figure 00190001
  • Die bisher mit den erfindungsgemäßen Scheibenrotoren durchgeführte Testung befindet sich erst in einem frühen Stadium, und weitere Test sind erforderlich, bevor schlüssige Ergebnisse erhalten werden können. Allerdings zeigt die bisher durchgeführte Frühtestung, dass die erfindungsgemäßen Scheibenrotoren den OE-Scheibenrotoren überlegene Leistung aufweisen. In der Tat wird angenommen, dass die erfindungsgemäßen Scheibenrotoren im Vergleich zu OE-Scheibenrotoren die folgenden Vorteile bereitstellen:
    • – Vibrieren beseitigt;
    • – keine Rißbildung
    • – geringere Scheibendicke-Schwankungswerte;
    • – geringerer Schleifkoeffizient;
    • – sichereres Produkt;
    • – längere Lebensdauer;
    • – minimimales Rosten;
    • – geringere Ablagerungen von schwarzem Rückstand auf den Legierungsrädern;
    • – stabileres Material;
    • – leichte Herstellung.
  • Eine mikrographische, metallurgische Voranalyse einer Testprobe mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung wurde ebenfalls durchgeführt. Die Testprobe wies die Form eines Teststabs von 30 mm Durchmesser auf und besaß die folgende Zusammensetzung:
    Kohlenstoff 3,7%
    Silizium 2,58%
    Mangan 0,259%
    Phosphor 0,037%
    Schwefel 0,010%
    Chrom 0,034%
    Nickel 0,070%
    Molybdän 1,28%
    Magnesium 0,039%
    Eisen Rest
  • 5 zeigt eine Mikrophotographie, die mit 100facher Vergrößerung vom Gussrand des Teststabs aufgenommen wurde. Der Teststab wurde in 2% Nitallösung geätzt.
  • 5 zeigt eine typische Kugelgraphitgusseisenstruktur, die gut definierten Kugelgraphit (insbesondere im Oberflächen- bis Sub-Oberflächenbereich) in einer Matrix zeigt, die aus Ferrit und Perlit und aus einem komplexen Carbid, das während der anfänglichen Verfestigung gebildet wird, besteht. Es wird postuliert, dass der Graphit, wenn sich die Schmelze aus der Flüssigkeit abkühlt, Kügelchen bildet, die dann als Keime wirken, um die herum Ferrit wächst. Wenn der Ferrit wächst, geht die restliche Flüssigkeit (reich an Kohlenstoff und Legierungsbestandteilen, insbesondere Molybdän) in den interstitiellen Raum über. Diese Flüssigkeit enthält das komplexe Carbid und bildet eine Austenitphase, mit der das komplexe Carbid assoziiert ist. Der Austenit wird anschließend bei einem weiteren Abkühlen des Gussteils in Perlit übergeführt. Es wird angenommen, dass die komplexen Carbide aus der Flüssigkeit gebildet werden und dass sie daher recht gleichmäßig verteilt sind.
  • Beim Bewegen des Blickfeldes zurück zu der Masse des Gussteils (weg von dem Rand), neigt die Kugelmorphologie des Graphits zu einer Verminderung (von der Form VI zurück zu den Formen V und IV).
  • 6 zeigt eine Mikrophotographie mit 100facher Vergrößerung des in 2% Nitallösung angeätzten Teststabs. Dieser weist eine Mikrostruktur auf, die die Gegenwart des Kugelgraphits (überwiegend in "zersetzten" oder weniger kugeligen Morphologien) in Verbindung mit dem Ferrit-, Perlit- und dem komplexen Carbid-Bestandteil zeigt. Der Perlit ist vorhanden und macht ungefähr 20% (bezogen auf den Flächenbruchteil) der Mikrostruktur aus.
  • 7 zeigt eine in 2% Nitallösung angeätzte Mikrophotographie mit 500facher Vergrößerung der gleichen allgemeinen Region des Teststabs, wie in 6 gezeigt. 8 entspricht 7, allerdings war die Vergrößerung 200fach. Einzelheiten bezüglich der Mikrostruktur wurden in 7 markiert. Auch die Mikrohärtetestung der Phasen wurde unter Anwendung von 100 g Hv (Vickers-Härte) durchgeführt, und ist ebenfalls nachstehend angegeben:
    • A – zersetzte Graphitkügelchen (Form IV);
    • B – Ferrit, der die Graphitkügelchen umgibt, die Mikrohärte unter Verwendung von Hv 100gm beträgt typischerweise 200;
    • C – Perlit, der die zuvor interdendritischen Regionen besetzt, die Mikrohärte beträgt typischerweise 400;
    • D – Komplexes Carbid, von dem angenommen wird, dass es vom Typ M6C ist, wobei M variable Kombinationen von Fe, Mo und anderen Carbid-bildenden Elementen darstellt. Das komplexe Carbid ist als gerüstartige Verbindung in den zuvor interdendritischen Regionen vorhanden und stellt ungefähr 5% (Flächenbruchteil) der Mikrostruktur dar. Die Mikrohärtemessungen der "Gerüste" (einschließlich des Carbids plus Perlits) betragen typischerweise 550 plus.
  • Vor dem Schneiden und Polieren der Schnitte der Teststäbe betrug der Durchschnitt der Makrohärtemessungen unter Verwendung von Hv20kg 214 (Radius in der Mitte) und 204 (hinterer Rand).
  • Der Teststab zeigte in Richtung der Stabmitte zersetzten Kugelgraphit. Allerdings wurde der Teststab immer noch eindeutig als Kugelgraphitgusseisen klassifiziert. Möglicherweise wurde die Zersetzung in der Nähe des Mittelpunkts durch ein langsameres Abkühlen in dieser Region aufgrund des relativ großen Durchmessers (30 mm) des Teststabs verursacht. Es wird erwartet, dass Gegenstände von dünnerem Querschnitt, wie Scheibenbremsenrotoren, die typischerweise eine Dicke von 10 bis 12 mm aufweisen, nicht die Kugelgraphitzersetzung erleiden, oder dass die Zersetzung möglichst gering ist.
  • Die Gegenwart der komplexen Carbidphase in der erfindungsgemäßen Legierung war unerwartet, und der Testleiter äußerte sich dahingehend, dass er bisher noch nie eine solche Phase in einem Gusseisen festgestellt hat. Die Legierung wies eine Mikrostruktur auf, die sehr weiche Graphitkügelchen, umgeben von relativ weichem und duktilem Ferrit, einschloss. Diese weichen Teile werden durch die Perlitphase und die sehr harte komplexe Carbidphase gefestigt und gehärtet. Interessanterweise ortete die bisher durchgeführte mikrographische Voranalyse keinerlei Bainit. Wichtig ist, dass die oben besprochene Mikrostruktur aus dem Gusszustand erhalten werden kann.
  • Die Fachleute wissen, dass die hier beschriebene Erfindung Variationen und Modifikationen zugänglich ist, die anders sind als diejenigen, die hier speziell beschrieben sind. Selbstverständlich umfasst die vorliegende Erfindung alle derartigen, in den Umfang fallenden Variationen und Modifikationen.

Claims (48)

  1. Verwendung einer Kugelgraphitgusseisenlegierung im Gusszustand, enthaltend in Gewichtsteilen 1,5 bis 4,5% Kohlenstoff; 1,5 bis 4,5% Silizium; 1,2 bis 6,5% Molybdän; wahlweise Nickel und/oder Kupfer und wobei (% Molybdän + % Nickel + % Kupfer) 6,5% nicht übersteigt; ein spheroisierendes Mittel, wobei das spheroisierende Mittel in der Eisenlegierung in bis zu 0,2% vorliegt; Chrom, Mangan, Vanadium und Seltenerdmetalle in der Eisenlegierung in nicht mehr als Verunreinigungsniveaus vorliegen; als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen, für die Herstellung eines Scheibenbremsenrotors.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei Kohlenstoff in der Eisenlegierung in einer Menge von 1,5 bis 3,8% vorliegt.
  3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei Kohlenstoff in der Eisenlegierung in einer Menge von 3,0 bis 3,5% vorliegt.
  4. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Kohlenstoff in der Eisenlegierung in einer Menge von 3,0% bis 3,35% vorliegt.
  5. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Silizium in der Eisenlegierung in einer Menge von 1,9 bis 2,58% vorliegt.
  6. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Silizium in der Eisenlegierung in einer Menge von 2,1 bis 2,3% vorliegt.
  7. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Molybdän in der Eisenlegierung in einer Menge von 1,2 bis 4,5% vorliegt.
  8. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Molybdän in der Eisenlegierung in einem Menge von 1,2 bis 3,0% vorliegt.
  9. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Nickel in der Eisenlegierung in einer Menge von 0,1 bis 4,5% vorliegt.
  10. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Nickel in der Eisenlegierung in einer Menge von 0,1 bis 3,5% vorliegt.
  11. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Nickel in der Eisenlegierung in einer Menge von 1,0% vorliegt.
  12. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Kupfer in der Eisenlegierung in einer Menge von 0,1 bis 4,5% vorliegt.
  13. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Kupfer in der Eisenlegierung in einer Menge von 0,1 bis 3,5% vorliegt.
  14. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Kupfer in der Eisenlegierung in einer Menge von 1,0% vorliegt.
  15. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Nickel in der Eisenlegierung entweder fehlt oder lediglich in beiläufigen Verunreinigungsmengen vorliegt.
  16. Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Kupfer in der Eisenlegierung entweder fehlt oder lediglich in beiläufigen Verunreinigungsmengen vorliegt.
  17. Verwendung gemäß Anspruch 1, wobei die Kugelgraphitgusseisenlegierung 3 bis 3,5% Kohlenstoff; 1,9 bis 2,58% Silizium; 1,2 bis 1,5% Molybdän; ein spheroisierendes Mittel, wobei das spheroisierende Mittel in der Eisenlegierung in bis zu 0,2% vorliegt; als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen enthält.
  18. Verwendung gemäß Anspruch 1, wobei die Kugelgraphitgusseisenlegierung 3 bis 3,35% Kohlenstoff; 1,9 bis 2,58% Silizium; 3,0 % Molybdän; ein spheroisierendes Mittel, wobei das spheroisierende Mittel in der Eisenlegierung in bis zu 0,2% vorliegt; als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen enthält.
  19. Verwendung gemäß Anspruch 1, wobei die Kugelgraphitgusseisenlegierung von 3,5% bis 4,5% Kohlenstoff; von 2,1% bis 2,3% Silizium; von 2,5% bis 3,5% Molybdän; ein spheroisierendes Mittel, wobei das spheroisierende Mittel in der Eisenlegierung in bis zu 0,2% vorliegt; als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen enthält.
  20. Verwendung gemäß Anspruch 19, wobei Molybdän in der Eisenlegierung in einer Menge von 3,0% und Kohlenstoff in einer Menge von 3,7% vorliegen.
  21. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gewichtsteil der beiläufigen Verunreinigungen in der Eisenlegierung 0,8% nicht übersteigt.
  22. Verwendung gemäß Anspruch 21, wobei die beiläufugen Verunreinigungen in der Eisenlegierung bis zu 0,04% Schwefel und bis zu 0,04% Phosphor einschließen.
  23. Verwendung gemäß Anspruch 1, wobei die Kugelgraphitgusseisenlegierung von 1,5% bis 4,5% Kohlenstoff; von 1,5% bis 4,5% Silizium; von 1,2% bis 4,5% Molybdän; ein spheroisierendes Mittel, wobei das spheroisierende Mittel in der Eisenlegierung in bis zu 0,2% vorliegt; als Rest Eisen, und wobei andere Elemente lediglich in Verunreinigungsmengen vorliegen, enthält.
  24. Verwendung gemäß Anspruch 1, wobei die Eisenlegierung Nickel in einer Menge von weniger als 0,1% enthält.
  25. Verwendung gemäß Anspruch 1, wobei die Eisenlegierung Kupfer in einer Menge von weniger als 0,1 % enthält.
  26. Scheibenbremsenrotor umfassend eine Kugelgraphitgusseisenlegierung enthaltend in Gewichtsteilen 1,5% bis 4,5% Kohlenstoff; 1,2% bis 4,5% Silizium; 1,5% bis 6,5% Molybdän; wahlweise Nickel und/oder Kupfer und wobei (% Molybdän + % Nickel + % Kupfer) 6,5% nicht übersteigt; ein spheroisierendes Mittel, wobei das spheroisierende Mittel in der Eisenlegierung in bis zu 0,2% vorliegt; Chrom, Mangan, Vanadium und Seltenerdmetalle in der Eisenlegierung in nicht mehr als als Verunreinigungsniveau vorliegen, als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen.
  27. Scheibenbremsenrotor gemäß Anspruch 26, wobei Molybdän in der Eisenlegierung in einer Menge von 1,2% bis 4,5% vorliegt.
  28. Scheibenbremsenrotor gemäß Anspruch 26, wobei Molybdän in der Eisenlegierung in einer Menge von 1,2% bis 3,0% vorliegt.
  29. Scheibenbremsenrotor gemäß Anspruch 26, wobei die Kugelgraphitgusseisenlegierung 3% bis 3,5% Kohlenstoff; 1,9% bis 2,58% Silizium; 1,2% bis 1,5% Molybdän; ein spheroisierendes Mittel, das in bis zu 0,2% vorliegt; als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen, enthält.
  30. Scheibenbremsenrotor gemäß Anspruch 26, wobei die Kugelgraphitgusseisenlegierung 3% bis 3,35% Kohlenstoff; 1,9% bis 2,58% Silizium; 3,0% Molybdän; ein spheroisierendes Mittel, das in bis zu 0,2% vorliegt; als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen, enthält.
  31. Scheibenbremsenrotor gemäß Anspruch 26, wobei die Kugelgraphitgusseisenlegierung von 3,5% bis 4,5% Kohlenstoff; von 2,1% bis 2,3% Silizium; von 2,5% bis 3,5% Molybdän; ein spheroisierendes Mittel, das in bis zu 0,2% vorliegt; als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen, enthält.
  32. Kugelgraphitgusseisenlegierung enthaltend in Gewichtsteilen 1,5% bis 4,5% Kohlenstoff; 1,5% bis 4,5% Silizium; 1,2% bis 6,5% Molybdän; wahlweise Nickel und/oder Kupfer und wobei (% Molybdän + % Nickel + % Kupfer) 6,5% nicht übersteigt und wobei Nickel und/oder Kupfer entweder fehlen oder lediglich in beiläufig Verunreinigungsmengen vorliegen; ein spheroisierendes Mittel, wobei das spheroisierende Mittel in der Eisenlegierung in bis zu 0,2% vorliegt; Chrom, Mangan, Vanadium und Seltenerdmetalle in der Eisenlegierung nicht mehr als zu Verunreinigungsniveaus vorliegen; als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen.
  33. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß Anspruch 32, wobei Kohlenstoff in der Eisenlegierung in einer Menge von 1,5% bis 3,8% vorliegt.
  34. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß Anspruch 32 oder 33, wobei Kohlenstoff in der Eisenlegierung in einer Menge von 3,0% bis 3,5% vorliegt.
  35. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Kohlenstoff in der Eisenlegierung in einer Menge von 3,0% bis 3,35% vorliegt.
  36. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Silizium in der Eisenlegierung in einer Menge von 1,9% bis 2,58% vorliegt.
  37. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Silizium in der Eisenlegierung in einer Menge von 2,1 % bis 2,3% vorliegt.
  38. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Molybdän in der Eisenlegierung in einer Menge von 1,2% bis 4,5% vorliegt.
  39. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Molybdän in der Eisenlegierung in einer Menge von 1,2% bis 3,0% vorliegt.
  40. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß Anspruch 32, wobei die Kugelgraphitgusseisenlegierung 3,0% bis 3,5% Kohlenstoff 1,9% bis 2,58% Silizium; 1,2% bis l,5% Molybdän; ein spheroisierendes Mittel, wobei das spheroisierende Mittel in der Eisenlegierung in bis zu 0,2% vorliegt; als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen, enthält.
  41. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß Anspruch 32, wobei die Kugelgraphitgusseisenlegierung 3% bis 3,35% Kohlenstoff; 1,9% bis 2,58% Silizium; 3,0% Molybdän; ein spheroisierendes Mittel, wobei das spheroisierende Mittel in der Eisenlegierung in bis zu 0,2% vorliegt; als Rest Eisen und beiläufigen Verunreinigungen, enthält.
  42. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß Anspruch 32, wobei die Kugelgraphitgusseisenlegierung von 3,5 % bis 4,5% Kohlenstoff; von 2,1% bis 2,3% Silizium; von 2,5% bis 3,5% Molybdän; ein spheroisierendes Mittel, wobei das spheroisierende Mittel in der Eisenlegierung in bis zu 0,2% vorliegt; als Rest Eisen und beiläufige Verunreinigungen, enthält.
  43. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß Anspruch 42, wobei Molybdän in der Eisenlegierung in einer Menge von 3,0% und Kohlenstoff in einer Menge von 3,7% vorliegen.
  44. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gewichtsanteil der beiläufigen Verunreinigungen in der Eisenlegierung 0,8% nicht übersteigt.
  45. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß Anspruch 44, wobei die beiläufigen Verunreinigungen in der Eisenlegierung bis zu 0,04% Schwefel und bis zu 0,04% Phosphor einschließen.
  46. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß Anspruch 32, wobei die Kugelgraphitgusseisenlegierung von 1,5% bis 4,5% Kohlenstoff; von 1,5% bis 4,5% Silizium; von 1,2% bis 4,5% Molybdän; ein spheroisierendes Mittel, wobei das spheroisierende Mittel in der Eisenlegierung in bis zu 0,2% vorliegt; als Rest Eisen, und wobei andere Elemente lediglich in Verunreinigungsmengen vorliegen, enthält.
  47. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß Anspruch 32, wobei die Eisenlegierung Nickel in einer Menge von weniger als 0,1 % enthält.
  48. Kugelgraphitgusseisenlegierung gemäß Anspruch 32, wobei die Eisenlegierung Kupfer in einer Menge von weniger als 0,1 % enthält.
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