IT201900012738A1 - Ghisa, in particolare per componenti di freni a disco - Google Patents

Ghisa, in particolare per componenti di freni a disco Download PDF

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Bozena Dudzik
Mariusz Bieronski
Fabiano Carminati
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Description

Sezione Classe Sottoclasse Gruppo Sottogruppo
C 22 C 38 50
Sezione Classe Sottoclasse Gruppo Sottogruppo
C 22 C 38 56
Sezione Classe Sottoclasse Gruppo Sottogruppo
C 22 C 38 58
Titolo
GHISA, IN PARTICOLARE PER COMPONENTI DI FRENI A DISCO
DESCRIZIONE
CAMPO DI APPLICAZIONE
[0001] La presente invenzione riguarda una ghisa, in particolare per la realizzazione di un disco freno, ed un disco freno per freno a disco realizzato con detta ghisa.
STATO DELLA TECNICA
[0002] Come è noto, i dischi freno in ghisa grigia sono soggetti nel tempo a fenomeni di usura in corrispondenza delle fasce di frenatura. Tali fenomeni condizionano inevitabilmente la durata dei dischi stessi.
[0003] Nel settore automotive, ed in particolare per i veicoli ad elevate prestazioni, è quindi molto sentita l’esigenza di realizzare dischi freno in ghisa che abbiano una elevata resistenza ad usura.
[0004] Una aumentata resistenza all’usura porta conseguentemente ad una riduzione del rilascio di polveri metalliche nell’ambiente.
[0005] L’aumento della resistenza all’usura nei dischi in ghisa grigia deve però essere raggiunto tenendo conto delle sollecitazioni meccaniche e termiche di elevata intensità cui sono sottoposti i dischi freno.
Tali sollecitazioni comportano il raggiungimento di elevate temperature sulle fasce di frenatura che possono portare a cali delle prestazioni di frenata e addirittura alla formazione di cricche sulla fascia di frenatura.
[0006] È inoltre sentita l’esigenza che i dischi freno in ghisa grigia presentino anche una elevata resistenza alla corrosione in modo da incrementarne la durata. L’aumento della resistenza all’usura non deve quindi influire negativamente sulla resistenza alla corrosione.
[0007] Non si conoscono nell’arte soluzioni di ghise grigie in grado di combinare contemporaneamente elevata resistenza all’usura con elevate prestazioni in termini di resistenza meccanica, resistenza termica e resistenza alla corrosione.
PRESENTAZIONE DELL'INVENZIONE
[0008] Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare una ghisa grigia che risolva gli inconvenienti citati con riferimento alla tecnica nota.
[0009] Tali inconvenienti sono risolti da una ghisa grigia in accordo con la rivendicazione 1.
[0010] Altre forme di realizzazione della ghisa secondo l’invenzione sono descritte nelle successive rivendicazioni.
[0011] Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente comprensibili dalla descrizione di seguito riportata di suoi esempi preferiti e non limitativi di realizzazione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
[0012] In accordo ad una forma realizzativa generale, la ghisa grigia della presente invenzione comprende in lega: carbonio, silicio, vanadio, manganese, nickel, cromo, molibdeno, rame, zolfo, fosforo, stagno e titanio.
[0013] Tali elementi alliganti sono contenuti nella ghisa con i seguenti intervalli di percentuale in peso sul peso totale della ghisa:
- carbonio compreso tra 3,70 e 3,90% in peso,
- silicio compresa tra 1,30 e 2,10% in peso,
- vanadio compreso tra 0,10 e 0,15% in peso,
- manganese compreso tra 0,60 e 0,90% in peso,
- nickel compreso tra 0,05 e 0,50% in peso,
- cromo compreso tra 0,20 e 0,35% in peso,
- molibdeno non superiore a 0,10% in peso,
- rame non superiore a 0,35% in peso,
- zolfo inferiore a 0,10% in peso,
- fosforo inferiore a 0,10% in peso,
- stagno inferiore a 0,10% in peso,
- titanio non superiore a 0,01% in peso, il restante in peso essendo costituito da ferro.
[0014] Preferibilmente, la percentuale in peso di carbonio è compresa tra 3,70 e 3,86%.
[0015] Preferibilmente, la percentuale in peso di silicio è compresa tra 1,40 e 2,08%.
[0016] Preferibilmente, la percentuale in peso di vanadio è compresa tra 0,12 e 0,14%.
[0017] Preferibilmente, la percentuale in peso di manganese è compresa tra 0,63 e 0,85.
[0018] Preferibilmente, la percentuale in peso di nickel è compresa tra 0,06 e 0,47%.
[0019] Preferibilmente, la percentuale in peso di cromo è compresa tra 0,21 e 0,35%.
[0020] Preferibilmente, la percentuale in peso di rame è compresa tra 0,19 e 0,35%.
[0021] Preferibilmente, la percentuale in peso di stagno non è superiore a 0,09%.
[0022] Preferibilmente, la percentuale in peso di titanio è compresa tra 0,0079 e 0,01%.
[0023] In accordo ad una prima forma realizzativa preferita, la ghisa grigia ha la seguente composizione: - 3,86% in peso di carbonio;
- 1,85% in peso di silicio;
- 0,12% in peso di vanadio;
- 0,63% in peso di manganese;
- 0,06% in peso di nickel;
- 0,21% in peso di cromo;
- 0,002% in peso di molibdeno;
- 0,19% in peso di rame;
- 0,065% in peso di zolfo;
- 0,04% in peso di fosforo;
- 0,023% in peso di stagno;
- 0,0079% in peso di titanio;
il restante in peso essendo ferro.
[0024] In accordo ad una seconda forma realizzativa preferita, la ghisa grigia ha la seguente composizione: - 3,70% in peso di carbonio;
- 2,08% in peso di silicio;
- 0,12% in peso di vanadio;
- 0,658% in peso di manganese;
- 0,47% in peso di nickel;
- 0,255% in peso di cromo;
- 0,0312% in peso di molibdeno;
- 0,238% in peso di rame;
- 0,0463% in peso di zolfo;
- 0,031% in peso di fosforo;
- 0,038% in peso di stagno;
- 0,01% in peso di titanio;
il restante in peso essendo ferro.
[0025] Vantaggiosamente, la ghisa grigia può comprendere in aggiunta tungsteno, con una percentuale in peso compresa tra 0,10 e 0,14%, e preferibilmente pari a 0,12%.
[0026] In accordo ad una terza forma realizzativa particolarmente preferita, la ghisa grigia ha la seguente composizione:
- 3,75% in peso di carbonio,
- 1,40% in peso di silicio,
- 0,14% in peso di vanadio,
- 0,12% in peso di tungsteno,
- 0,85% in peso di manganese,
- 0,1% in peso di nickel,
- 0,35% in peso di cromo,
- 0,1% in peso di molibdeno,
- 0,35% in peso di rame,
- <0,1% in peso di zolfo,
- <0,1% in peso di fosforo,
- 0,09% in peso di stagno
- 0,01% in peso di titanio,
il restante in peso essendo ferro.
[0027] Preferibilmente, la matrice ferrosa della ghisa è di tipo perlitico, o lamellare fine. In particolare, la percentuale in peso di perlite sul peso della matrice ferrosa è non inferiore al 95%.
[0028] Preferibilmente, la ghisa grigia comprende ferrite con una percentuale in peso inferiore al 5% sul peso della matrice ferrosa. Ancora più preferibilmente, la percentuale in peso di ferrite sul peso della matrice ferrosa è pari all’1%.
[0029] In particolare, la ghisa grigia comprende cementite e carburi liberi con una percentuale in peso non superiore all’1% sul peso della matrice ferrosa.
[0030] Vantaggiosamente, la ghisa della presente invenzione può essere utilizzata per la produzione di componenti di freni a disco.
[0031] Ad esempio, la ghisa può essere utilizzata per produrre almeno una fascia di frenatura di un disco freno per un freno a disco di qualsiasi tipo.
[0032] Sono state condotte prove sperimentali di usura, comparando un disco freno realizzato con una ghisa grigia di composizione standard e tre dischi freno realizzati con tre ghise grigie, aventi tre differenti composizioni, rientranti nella presente invenzione.
ESEMPIO COMPARATIVO
[0033] È stato realizzato un disco freno con una ghisa grigia avente la seguente composizione: 3,74% in peso di carbonio; 1,65% in peso di silicio; 0,55% in peso di manganese; 0,1% in peso di nickel; 0,15% in peso di cromo; 0,1% in peso di molibdeno; 0,2% in peso di rame; <0,1% in peso di zolfo; <0,08% in peso di fosforo; 0,023% in peso di stagno; <0,09% in peso di titanio; il restante in peso essendo ferro.
[0034] La matrice ferrosa è costituita da 1% in peso di ferrite, 98,5% in peso di perlite e 0,5% in peso di carburi.
[0035] Il disco freno realizzato con tale ghisa grigia verrà denominato in seguito come DISCO COMPARATIVO.
ESEMPIO 1
[0036] È stato realizzato un primo disco freno, identico al disco comparativo, ma utilizzando una ghisa grigia secondo l’invenzione, avente la seguente prima composizione: 3,86% in peso di carbonio; 1,85% in peso di silicio; 0,12% in peso di vanadio; 0,63% in peso di manganese; 0,06% in peso di nickel; 0,21% in peso di cromo; 0,002% in peso di molibdeno; 0,19% in peso di rame; 0,065% in peso di zolfo; 0,04% in peso di fosforo; 0,023% in peso di stagno; 0,0079% in peso di titanio; il restante in peso essendo ferro.
[0037] La matrice ferrosa è costituita da 1% in peso di ferrite, 98% in peso di perlite e 1% in peso di carburi.
[0038] Il disco freno realizzato con tale ghisa grigia verrà denominato in seguito come DISCO 1.
ESEMPIO 2
[0039] È stato realizzato un secondo disco freno, identico al disco comparativo, ma utilizzando una ghisa grigia secondo l’invenzione, avente la seguente seconda composizione: 3,70% in peso di carbonio; 2,08% in peso di silicio; 0,12% in peso di vanadio; 0,658% in peso di manganese; 0,47% in peso di nickel; 0,255% in peso di cromo; 0,0312% in peso di molibdeno; 0,238% in peso di rame; 0,0463% in peso di zolfo; 0,031% in peso di fosforo; 0,038% in peso di stagno; 0,01% in peso di titanio; il restante in peso essendo ferro.
[0040] La matrice ferrosa è costituita da 1% in peso di ferrite, 98% in peso di perlite e 1% in peso di carburi.
[0041] Il disco freno realizzato con tale ghisa grigia verrà denominato in seguito come DISCO 2.
ESEMPIO 3
[0042] È stato realizzato un terzo disco freno, identico al disco comparativo, ma utilizzando una ghisa grigia secondo l’invenzione, avente la seguente terza composizione: 3,75% in peso di carbonio; 1,40% in peso di silicio; 0,14% in peso di vanadio; 0,12% in peso di tungsteno; 0,85% in peso di manganese; 0,1% in peso di nickel; 0,35% in peso di cromo; 0,1% in peso di molibdeno; 0,35% in peso di rame; <0,1% in peso di zolfo; <0,1% in peso di fosforo; 0,09% in peso di stagno; 0,01% in peso di titanio; il restante in peso essendo ferro.
[0043] La matrice ferrosa è costituita da circa 1% in peso di ferrite, 97,5% in peso di perlite e <1% in peso di carburi.
[0044] Il disco freno realizzato con tale ghisa grigia verrà denominato in seguito come DISCO 3.
PROVE SPERIMENTALI
[0045] Il disco freno comparativo e i tre dischi freno secondo l’invenzione (DISCO 1, 2 e 3) sono stati sottoposti a cinque ripetizioni di una prova tecnica ben conosciuta nel settore dei sistemi frenanti. Al termine di tale prova è emerso che la riduzione di perdita di peso dei tre dischi è compresa tra il 50÷55% rispetto al disco di riferimento.
[0046] Da tali prove emerge che a parità di condizioni i dischi freno secondo l’invenzione (disco 1, 2 e 3) hanno subito una perdita in peso significativamente inferiore a quella subita dal disco comparativo. Mediamente, i dischi freno secondo l’invenzione (disco 1, 2 e 3) hanno avuto una perdita in peso inferiore al 50% rispetto a quella del disco comparativo.
[0047] Ciò significa che le ghise grigie secondo l’invenzione offrono una superiore resistenza all’usura rispetto alla ghisa grigia standard presa come riferimento.
[0048] Da un’analisi dei risultati dei test emerge inoltre che il disco 3 ha avuto una più marcata riduzione di perdita in peso rispetto al disco comparativo. Da ciò deriva che la ghisa grigia utilizzata per realizzare tale disco 3 consente di ottenere una più marcata resistenza all’usura.
[0049] Gli stessi dischi freno (disco comparativo, disco 1, disco 2 e disco 3) sono stati inoltre caratterizzati da un punto di vista meccanico e dei parametri funzionali. I risultati sono riportati nella Tabella 1:
Tabella 1
[0050] Da un confronto dei dati riportati in tabella 1 emerge che i dischi 1, 2 e 3 hanno prestazioni in termini di resistenza meccanica, resistenza termica e resistenza alla corrosione sostanzialmente paragonabili a quelli del disco freno realizzato con una ghisa grigia standard.
[0051] Tutto ciò è indirettamente confermato anche dal fatto che rispetto alla ghisa grigia standard utilizzata per realizzare il disco comparativo la ghisa grigia secondo l’invenzione non comporta una significativa modifica delle percentuali in peso di carbonio (grafite), di silicio e della somma delle percentuali in peso di cromo e molibdeno.
[0052] L’elevata quantità di carbonio (grafite) garantisce alla ghisa secondo l’invenzione una elevata conducibilità termica che consente un elevato scambio termico durante gli shock di frenata. In questo modo si riduce notevolmente il pericolo di formazione di cricche per stress termico anche a seguito di un uso gravoso dell’impianto frenante. La ghisa della presente invenzione presenta inoltre una capacità di smorzamento elevata che contribuisce ad aumentare la resistenza alla formazione e alla propagazione di cricche.
[0053] Grazie alle percentuali di silicio previste nella ghisa della presente invenzione, si realizza un effetto grafitizzante, evitando la formazione di cementite e di carburi.
[0054] Inoltre, il cromo e il molibdeno stabilizzano la formazione di perlite lamellare nella matrice metallica.
[0055] Al termine delle cinque ripetizioni della prova standard, utilizzata durante la progettazione di dischi freno adatti agli impianti frenanti, sono state poi misurate anche le perdite in peso delle pastiglie utilizzate in associazione al disco comparativo e ai dischi 1, 2 e 3.
[0056] Da un confronto dei dati emerge che i dischi 1, 2 e 3 determinano sulle pastiglie un’usura sostanzialmente paragonabile a quella indotta dal disco comparativo. L’aumento della resistenza all’usura non determina quindi un aumento dell’usura delle pastiglie associate al disco realizzato con la ghisa secondo l’invenzione.
[0057] Come si può apprezzare da quanto descritto, la ghisa grigia della presente invenzione consente di superare gli inconvenienti presentati nella tecnica nota.
[0058] In particolare, la ghisa in accordo con la presente invenzione e i relativi dischi freno realizzati con detta ghisa offrono una resistenza all’usura significativamente superiore rispetto alla ghisa grigia standard, presa come riferimento. Tale aumento non si traduce in uno scadimento della resistenza meccanica, della resistenza termica e della resistenza alla corrosione.
[0059] Le prestazioni di dischi freno realizzati con la ghisa grigia secondo l’invenzione sono infatti paragonabili in termini di resistenza meccanica, resistenza termica e resistenza alla corrosione a quelle del disco freno realizzato con ghisa grigia standard.
[0060] Si è inoltre rilevato che l’aumento di resistenza all’usura garantita dalla ghisa grigia secondo l’invenzione non modifica significativamente neppure l’usura delle pastiglie. Dai dati derivanti dalle perdite in peso emerge infatti che le pastiglie associate ai dischi 1, 2 e 3 si sono usurate sostanzialmente in modo simile (in termini di perdita in peso) a quelle associate al disco comparativo. In particolare, rispetto al disco comparativo si ha addirittura una riduzione dell’usura delle pastiglie nel caso del disco 3.
[0061] Un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti alle ghise e ai dischi

Claims (18)

  1. freno sopra descritti, tutte peraltro contenute nell’ambito dell’invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni. RIVENDICAZIONI 1. Ghisa grigia comprendente carbonio, silicio, vanadio, manganese, nickel, cromo, molibdeno, rame, zolfo, fosforo, stagno e titanio, in cui - la percentuale in peso di carbonio è compresa tra 3,70 e 3,90%, - la percentuale in peso di silicio è compresa tra 1,30 e 2,10%, - la percentuale in peso di vanadio è compresa tra 0,10 e 0,15%, - la percentuale in peso di manganese è compresa tra 0,60 e 0,90%, - la percentuale in peso di nickel è compresa tra 0,05 e 0,50%, - la percentuale in peso di cromo è compresa tra 0,20 e 0,35%, - la percentuale in peso di molibdeno non è superiore a 0,10%, - la percentuale in peso di rame non è superiore a 0,35%, - la percentuale in peso di zolfo è inferiore a 0,10%, - la percentuale in peso di fosforo è inferiore a 0,10%, - la percentuale in peso di stagno è inferiore a 0,10%, - la percentuale in peso di titanio non è superiore a 0,01%, il restante in peso essendo costituito da ferro.
  2. 2. Ghisa secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la percentuale in peso di carbonio è compresa tra 3,70 e 3,86%.
  3. 3. Ghisa secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui la percentuale in peso di silicio è compresa tra 1,40 e 2,08%.
  4. 4. Ghisa secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di vanadio è compresa tra 0,12 e 0,14%.
  5. 5. Ghisa secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di manganese è compresa tra 0,63 e 0,85.
  6. 6. Ghisa secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di nickel è compresa tra 0,06 e 0,47%.
  7. 7. Ghisa secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di cromo è compresa tra 0,21 e 0,35%.
  8. 8. Ghisa secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di rame è compresa tra 0,19 e 0,35%.
  9. 9. Ghisa secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di stagno non è superiore a 0,09%.
  10. 10. Ghisa secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la percentuale in peso di titanio è compresa tra 0,0079 e 0,01%.
  11. 11. Ghisa secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, costituita da 3,86% in peso di carbonio, 1,85% in peso di silicio, 0,12% in peso di vanadio, 0,63% in peso di manganese, 0,06% in peso di nickel, 0,21% in peso di cromo, 0,002% in peso di molibdeno, 0,19% in peso di rame, 0,065% in peso di zolfo, 0,04% in peso di fosforo, 0,023% in peso di stagno e 0,0079% in peso di titanio, il restante in peso essendo ferro.
  12. 12. Ghisa secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 10, costituita da 3,70% in peso di carbonio, 2,08% in peso di silicio, 0,12% in peso di vanadio, 0,658% in peso di manganese, 0,47% in peso di nickel, 0,255% in peso di cromo, 0,0312% in peso di molibdeno, 0,238% in peso di rame, 0,0463% in peso di zolfo, 0,031% in peso di fosforo, 0,038% in peso di stagno e 0,01% in peso di titanio, il restante in peso essendo ferro.
  13. 13. Ghisa secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 10, comprendente in aggiunta tungsteno, in cui la percentuale in peso di tungsteno è compresa tra 0,10 e 0,14%, ed è preferibilmente pari a 0,12%.
  14. 14. Ghisa secondo la rivendicazione 13, costituita da 3,75% in peso di carbonio, 1,40% in peso di silicio, 0,14% in peso di vanadio, 0,12% in peso di tungsteno, 0,85% in peso di manganese, 0,1% in peso di nickel, 0,35% in peso di cromo, 0,1% in peso di molibdeno, 0,35% in peso di rame, <0,1% in peso di zolfo, <0,1% in peso di fosforo, 0,09% in peso di stagno e 0,01% in peso di titanio, il restante in peso essendo ferro.
  15. 15. Ghisa secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la matrice di detta ghisa è di tipo perlitico, o lamellare fine, in cui preferibilmente la percentuale in peso di perlite sul peso della matrice ferrosa non è inferiore al 95%.
  16. 16. Ghisa secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente ferrite con una percentuale in peso inferiore al 5% sul peso della matrice ferrosa, e preferibilmente pari a 1%.
  17. 17. Ghisa secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente cementite e carburi liberi con una percentuale in peso non superiore al 1% sul peso della matrice ferrosa.
  18. 18. Disco freno per freno a disco, comprendente una
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60138051A (ja) * 1983-12-26 1985-07-22 Toyota Motor Corp 耐熱鋳鉄
EP0693336A2 (de) * 1994-07-22 1996-01-24 M. BUSCH GmbH &amp; Co. KG Verfahren zur Herstellung einer Gusseisenlegierung für Bremsscheiben und Bremstrommeln von Fahrzeugen
CN103572149B (zh) * 2013-09-28 2015-11-11 富士和机械工业（湖北）有限公司 高强度制动盘及其铸造方法
CN104195423B (zh) * 2014-09-24 2016-09-07 山东宏马工程机械有限公司 高碳低硅含铌铸铁制动盘及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5329222A (en) * 1976-08-28 1978-03-18 Hoechst Ag Gray cast iron and material thereof for making boilers used for containing conc sulphuric acid
US4548643A (en) * 1983-12-20 1985-10-22 Trw Inc. Corrosion resistant gray cast iron graphite flake alloys
DK176960B1 (da) * 2006-09-08 2010-07-26 Smidth As F L Temperaturstabil støbejernslegering samt anvendelse heraf
ITBS20100196A1 (it) * 2010-12-02 2012-06-03 Freni Brembo Spa Ghisa, in particolare per componenti di freni a disco
CN103667861B (zh) * 2012-08-30 2016-10-05 日本活塞环株式会社 气缸套
CN107299275A (zh) * 2017-06-30 2017-10-27 安徽省辉煌机械制造有限公司 一种球墨铸铁

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60138051A (ja) * 1983-12-26 1985-07-22 Toyota Motor Corp 耐熱鋳鉄
EP0693336A2 (de) * 1994-07-22 1996-01-24 M. BUSCH GmbH &amp; Co. KG Verfahren zur Herstellung einer Gusseisenlegierung für Bremsscheiben und Bremstrommeln von Fahrzeugen
CN103572149B (zh) * 2013-09-28 2015-11-11 富士和机械工业（湖北）有限公司 高强度制动盘及其铸造方法
CN104195423B (zh) * 2014-09-24 2016-09-07 山东宏马工程机械有限公司 高碳低硅含铌铸铁制动盘及其制备方法

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