高强度低碳合金钢制动鼓的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车配件技术领域，特别涉及一种高强度低碳合金钢制动鼓。
【背景技术】
[0002] 制动鼓，又称为鼓式制动器，是汽车制动器中常见的一种，用于使行驶中的汽车减 速或者停车。
[0003] 现有的用于制作制动鼓的材料，一般包括铸铁或者双金属这两大类。
[0004] 其中，铸铁主要用于大中型车辆，其具有较好的铸造性能，耐磨性、耐热性和导热 性较好，但是，其抗热疲劳性较差，当汽车重载、高速行驶时，尤其在下长坡或陡坡时，由于 制动力大，且连续多次制动，使得制动鼓内壁温度急剧升高，同时其内外温差加大，制动鼓 材料的高温力学性能也急剧下降，制动鼓壁厚越大，内外温差越大，温差应力加上材料的高 温力学性能恶化，常导致铸铁的制动鼓内壁由纵向微裂发展为龟裂，以致最后制动鼓开裂。
[0005] 为了解决铸铁材料的制动鼓的上述缺陷，另外一种制动鼓材料是采用双金属材 料，即综合利用钢的良好的力学性能和铸铁的耐磨、耐热性能，比如申请号为 201010535561.3、专利名称为"高强度轻量化双金属制动鼓的制造方法及其双金属制动鼓" 的中国专利申请，又比如申请号为201210061027.2、专利名称为"一种双金属复合材料制动 鼓的成型方法"的中国专利申请，这种双金属材料制造的制动鼓，虽然可以部分解决铸铁制 动鼓的问题，但是，由于双金属制动鼓制备工艺的特殊性导致其成本过高，并且其外壳虽为 金属但内壁处仍然为铸铁，在实际工况中遇水内孔仍会产生龟裂，从而埋下安全隐患。
【发明内容】
[0006] 本发明的发明目的在于:提供一种高强度低碳合金钢制动鼓，以解决上述问题。
[0007] 本发明采用的技术方案是这样的：一种高强度低碳合金钢制动鼓，其材料是低碳 合金钢，所述低碳合金钢的碳含量按质量百分比计，为〇. 2%-0.35%，所述低碳合金钢还含有 按质量百分比计的至少下述一种元素： Cr: 0 · 1%-0 · 35% 或者 0 · 5%-1 · 3%; Μη: 0.35%-1.5%； Mo: 0-0.4%； Si : 0 · 1%-0 · 4%或者 1%-1 · 5%。
[0008] 为了解决现有技术中铸铁材料和双金属材料存在的问题，本申请的发明人通过大 量试验，选择一种合适的低碳合金钢作用制造制动鼓的材料， 其中，碳含量为〇.2%-〇. 35%可以保证制动鼓拥有良好的加工性并拥有一定的耐磨性， 并且由于处于低碳钢的水平，在使用过程中不会开裂 合适含量的铬(Cr)的加入，可以提高材料的耐磨性并且能使材料获得一定的强度，但 由于Cr的导热性相当的差，故选材时取值不宜过高，以避免过高的Cr含量使其散热性降低； 合适含量的锰(Μη)的加入，可以提高材料的耐磨性并且确保低碳合金钢的焊接性能及 切削性能； 合适含量的钼(Mo )的加入，可以提高材料强度； 合适含量的娃(S i )的加入，可以提高材料的抗氧化和耐磨耐热能力。当其与Μη结合时 因为Si有微弱的抑制晶粒长大的作用，Μη引起的调质粗晶粒，有相互改善的作用。
[0009] 上述所选材料制备的低碳合金钢，与灰铸铁250在实验室做性能对比试验，实验结 果表明： 上述材料在正火态(HRC〈22)的时候其耐磨性、摩擦性能和散热性与铸铁相当。在调质 态(HRC22-35)其耐磨性约为灰铸铁的2倍，摩擦性和散热性与铸铁相当。
[0010] 作为优选的技术方案：所述低碳合金钢的碳含量按质量百分比计，为0.26-0.34%，所述低碳合金钢还含有按质量百分比计的下述元素： Cr:0.80-1.10%； Μη :0.40-0.70% Mo :0.15-0.25% Si:0·17-0.37%。
[0011] 作为优选的技术方案:所述低碳合金钢的硬度为22-35HRC。
[0012]为了保证所选低碳合金钢具有良好的耐磨性，发明人根据和铸铁HT250的耐磨试 验对比发现所选低碳合金钢硬度应选取为22-35HRC，其中当其硬度在HRC22的时候其耐磨 性略优于HT250,随着硬度的增高其耐磨性越来越好，但由于考虑到和其配合的摩擦片的寿 命情况，当硬度超过HRC25的时候，摩擦片的寿命急剧下降。
[0013] 作为优选的技术方案:所述低碳合金钢的抗拉强度不低于500MPa。
[0014] 作为优选的技术方案:所述低碳合金钢的厚度为:6-15mm。
[0015] 为了达到轻量化目的，根据强度公式〇=F/S可知在同等力F的作用下，抗拉强度〇越 大的材料使其变形所需的截面积越小。对应制动鼓则抗拉强度越好的材料，所对应的制动 鼓的壁厚越薄。已知传统制动鼓所用材料为铸铁HT250,其抗拉强度为250MPa。假设为了减 重将其壁厚做成铸铁的一半，则钢件选材所对应的抗拉强度不低于500MPa; 另外，由于制动鼓在工作过程中会产生大量热量，查询热导率可以得知，铸铁的导热系 数为80W/(m · K)，而钢件为40W/(m · K)。根据其定义:导热系数是指在稳定传热条件下，lm 厚的材料，两侧表面的温差为1度(K，°C)，在1秒钟内（IS)，通过1平方米面积传递的热量。可 以得知，要想在相同温差下使铸铁和钢件的热量由内孔传导到外壁上所用的时间相当，必 须将所选钢件减薄50%以上。
[0016] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:本发明的高强度低碳 合金钢制动鼓，遇水完全不开裂，其耐磨性比铸铁制动鼓提尚100%以上，重量比铸铁的制动 鼓降低30%以上，制造成本大幅降低，比铸铁制动鼓的制备成本降低30%以上，而与现有的双 金属制动鼓相比，制造成本更是降低50%以上。
【附图说明】
[0017] 图1为折弯前的圆柱体毛坯图； 图2为折弯步骤所采用的模具结构示意图； 图3为墩平步骤所采用的模具结构示意图； 图4为墩平步骤后所得半成品图； 图5为本发明所最终加工出来的产品结构图 其中，图中：1.上模板2.导向套3.折弯上压环4.折弯上凹模5.导向柱6.折弯下压环7. 下模板8.折弯下凸模9.墩平下凹模10.墩平下压套11.高强弹簧12.脱模板13.螺帽14.支撑 螺杆15.墩平上压头。
【具体实施方式】
[0018] 下面对本发明作详细的说明。
[0019] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0020] 实施例1: 一种高强度低碳合金钢制动鼓，其材料是低碳合金钢，所述低碳合金钢的元素含量按 质量百分比计，C:0· 30%、Cr:0·92%、Μη:0· 53%、Mo:0· 21%、Si :0· 21%，其余为Fe。
[0021] 低碳合金钢的炼制过程与现有的传统炼钢过程一样，是本领域普通技术人员公知 的步骤。
[0022] 采用上述板材加工制动鼓的方法，依次包括： 下料、预弯、卷板、焊接、折弯、墩平、整形、车加工、钻孔、喷漆等步骤，具体而言： 下料步骤:将板材放入剪板机内，根据板材厚度将剪板机的剪刀间隙调整至1.2左右， 启动剪板机，将板材剪至图纸所需尺寸； 预弯步骤:将剪好后的板材进行倒角以做焊接坡口用放入油压机内，启动油压机，将其 板材长度方向上两头进行压弯