本发明涉及汽车零部件技术领域，具体是一种抗疲劳的汽车制动鼓合金材料及其制备方法。
背景技术：
制动器是制动系统中用以产生阻碍车辆运动或运动趋势制动力的部件。汽车制动器除各种缓速装置以外，几乎都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦产生制动力矩的摩擦制动器。目前，各类汽车广泛采用的摩擦制动器根据旋转元件的不同可分为鼓式和盘式两大类。它们之间的区别在于：鼓式制动器摩擦副中的旋转元件为制动鼓，以其圆柱内表面为工作表面；盘式制动器摩擦副中的旋转元件为圆盘状的制动盘，以其两端面为工作表面。制动鼓是鼓式制动器的摩擦偶件。汽车制动鼓为间歇工作，汽车制动鼓在工作过程中温度会大大升高，但在停止工作时，汽车制动鼓的温度将快速降低，由于温度变化频繁，现有的汽车制动鼓在长期使用过程中容易产生疲劳，导致制动鼓容易损坏，影响制动鼓的使用寿命。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种抗疲劳的汽车制动鼓合金材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种抗疲劳的汽车制动鼓合金材料，按照重量百分比的化学成分组成如下：c3.20-3.25%、ti1.06-1.12%、y0.02-0.05%、cu1.38-1.45%、p≤0.025%、s≤0.025%、cr2.30-2.35%、mg1.12-1.16%、mn0.51-0.58%、si1.60-1.68%、ni2.87-2.92%、pr0.05-0.10%、nb0.03-0.06%，余量为fe。
作为本发明进一步的方案：按照重量百分比的化学成分组成如下：c3.21-3.24%、ti1.08-1.11%、y0.03-0.04%、cu1.39-1.43%、p≤0.023%、s≤0.023%、cr2.32-2.34%、mg1.13-1.15%、mn0.52-0.56%、si1.63-1.67%、ni2.88-2.91%、pr0.06-0.09%、nb0.04-0.05%，余量为fe。
作为本发明再进一步的方案：按照重量百分比的化学成分组成如下：c3.23%、ti1.09%、y0.04%、cu1.41%、p0.018%、s0.018%、cr2.33%、mg1.14%、mn0.54%、si1.65%、ni2.89%、pr0.07%、nb0.05%，余量为fe。
所述抗疲劳的汽车制动鼓合金材料的制备方法，步骤如下：
1）按照重量百分比称取各组分，将除镨粉外的其他组分投入至真空感应炉中，在氮气氛围下进行熔炼，完全熔化后获得铁液；
2）将铁液升温至1530-1540℃，加入镨粉，然后将铁液温度调节至1435-1440℃，在铁液表面加入珍珠岩，珍珠岩造渣厚度在25-30mm时，取出珍珠岩膜，将温度升高至1460-1470℃，再次在铁液表面加入珍珠岩，珍珠岩造渣厚度为10-15mm，取出珍珠岩膜；
3）将占铁液总重量0.2-0.4%的铜镁合金球化剂以包内冲入法加入至铁液内，对铁液进行球化处理，球化温度为1440-1450℃；
4）以随流孕育的方式加入铁液质量0.1-0.2%的硅铁孕育剂，对铁液进行孕育化处理；
5）孕育处理完毕后，扒渣2-3次，保证铁液温度在1400-1410℃浇铸完毕，获得浇铸毛坯；
6）将浇铸毛坯升温至850-860℃，保温2-3h，然后出炉空冷至260-270℃，再升温至660-670℃进行回火处理，保温1-2h，出炉空冷至室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的汽车制动鼓合金材料具有优良的抗热疲劳性能，其抗热疲劳性能优于常规的汽车制动鼓材料高强度灰铸铁，本发明汽车制动鼓合金材料所制备的汽车制动鼓在长期使用过程中不易产生疲劳，降低制动鼓损坏率，延长制动鼓的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种抗疲劳的汽车制动鼓合金材料，按照重量百分比的化学成分组成如下：c3.20%、ti1.06%、y0.02%、cu1.38%、p0.01%、s0.01%、cr2.30%、mg1.12%、mn0.51%、si1.60%、ni2.87%、pr0.05%、nb0.03%，余量为fe。
本实施例中，所述抗疲劳的汽车制动鼓合金材料的制备方法，步骤如下：
1）按照重量百分比称取各组分，将除镨粉外的其他组分投入至真空感应炉中，在氮气氛围下进行熔炼，完全熔化后获得铁液；
2）将铁液升温至1530℃，加入镨粉，然后将铁液温度调节至1435℃，在铁液表面加入珍珠岩，珍珠岩造渣厚度在25mm时，取出珍珠岩膜，将温度升高至1460℃，再次在铁液表面加入珍珠岩，珍珠岩造渣厚度为10mm，取出珍珠岩膜；
3）将占铁液总重量0.2%的铜镁合金球化剂以包内冲入法加入至铁液内，对铁液进行球化处理，球化温度为1440℃；
4）以随流孕育的方式加入铁液质量0.1%的硅铁孕育剂，对铁液进行孕育化处理；
5）孕育处理完毕后，扒渣2次，保证铁液温度在1400℃浇铸完毕，获得浇铸毛坯；
6）将浇铸毛坯升温至850℃，保温2h，然后出炉空冷至260℃，再升温至660℃进行回火处理，保温1h，出炉空冷至室温。
实施例2
一种抗疲劳的汽车制动鼓合金材料，按照重量百分比的化学成分组成如下：c3.21%、ti1.08%、y0.03%、cu1.43%、p0.023%、s0.023%、cr2.32%、mg1.13%、mn0.52%、si1.67%、ni2.91%、pr0.09%、nb0.04%，余量为fe。
本实施例中，所述抗疲劳的汽车制动鼓合金材料的制备方法，步骤如下：
1）按照重量百分比称取各组分，将除镨粉外的其他组分投入至真空感应炉中，在氮气氛围下进行熔炼，完全熔化后获得铁液；
2）将铁液升温至1532℃，加入镨粉，然后将铁液温度调节至1436℃，在铁液表面加入珍珠岩，珍珠岩造渣厚度在27mm时，取出珍珠岩膜，将温度升高至1465℃，再次在铁液表面加入珍珠岩，珍珠岩造渣厚度为12mm，取出珍珠岩膜；
3）将占铁液总重量0.3%的铜镁合金球化剂以包内冲入法加入至铁液内，对铁液进行球化处理，球化温度为1442℃；
4）以随流孕育的方式加入铁液质量0.15%的硅铁孕育剂，对铁液进行孕育化处理；
5）孕育处理完毕后，扒渣3次，保证铁液温度在1402℃浇铸完毕，获得浇铸毛坯；
6）将浇铸毛坯升温至852℃，保温2.5h，然后出炉空冷至265℃，再升温至664℃进行回火处理，保温1.5h，出炉空冷至室温。
实施例3
一种抗疲劳的汽车制动鼓合金材料，按照重量百分比的化学成分组成如下：c3.23%、ti1.09%、y0.04%、cu1.41%、p0.018%、s0.018%、cr2.33%、mg1.14%、mn0.54%、si1.65%、ni2.89%、pr0.07%、nb0.05%，余量为fe。
本实施例中，所述抗疲劳的汽车制动鼓合金材料的制备方法，步骤如下：
1）按照重量百分比称取各组分，将除镨粉外的其他组分投入至真空感应炉中，在氮气氛围下进行熔炼，完全熔化后获得铁液；
2）将铁液升温至1535℃，加入镨粉，然后将铁液温度调节至1438℃，在铁液表面加入珍珠岩，珍珠岩造渣厚度在28mm时，取出珍珠岩膜，将温度升高至1465℃，再次在铁液表面加入珍珠岩，珍珠岩造渣厚度为13mm，取出珍珠岩膜；
3）将占铁液总重量0.3%的铜镁合金球化剂以包内冲入法加入至铁液内，对铁液进行球化处理，球化温度为1445℃；
4）以随流孕育的方式加入铁液质量0.15%的硅铁孕育剂，对铁液进行孕育化处理；
5）孕育处理完毕后，扒渣3次，保证铁液温度在1405℃浇铸完毕，获得浇铸毛坯；
6）将浇铸毛坯升温至855℃，保温2.5h，然后出炉空冷至265℃，再升温至665℃进行回火处理，保温1.5h，出炉空冷至室温。
实施例4
一种抗疲劳的汽车制动鼓合金材料，按照重量百分比的化学成分组成如下：c3.24%、ti1.11%、y0.04%、cu1.39%、p0.02%、s0.02%、cr2.34%、mg1.15%、mn0.56%、si1.63%、ni2.88%、pr0.06%、nb0.05%，余量为fe。
本实施例中，所述抗疲劳的汽车制动鼓合金材料的制备方法，步骤如下：
1）按照重量百分比称取各组分，将除镨粉外的其他组分投入至真空感应炉中，在氮气氛围下进行熔炼，完全熔化后获得铁液；
2）将铁液升温至1538℃，加入镨粉，然后将铁液温度调节至1438℃，在铁液表面加入珍珠岩，珍珠岩造渣厚度在26mm时，取出珍珠岩膜，将温度升高至1465℃，再次在铁液表面加入珍珠岩，珍珠岩造渣厚度为15mm，取出珍珠岩膜；
3）将占铁液总重量0.35%的铜镁合金球化剂以包内冲入法加入至铁液内，对铁液进行球化处理，球化温度为1445℃；
4）以随流孕育的方式加入铁液质量0.2%的硅铁孕育剂，对铁液进行孕育化处理；
5）孕育处理完毕后，扒渣3次，保证铁液温度在1405℃浇铸完毕，获得浇铸毛坯；
6）将浇铸毛坯升温至860℃，保温3h，然后出炉空冷至268℃，再升温至665℃进行回火处理，保温2h，出炉空冷至室温。
实施例5
一种抗疲劳的汽车制动鼓合金材料，按照重量百分比的化学成分组成如下：c3.25%、ti1.12%、y0.05%、cu1.45%、p0.025%、s0.025%、cr2.35%、mg1.16%、mn0.58%、si1.68%、ni2.92%、pr0.10%、nb0.06%，余量为fe。
本实施例中，所述抗疲劳的汽车制动鼓合金材料的制备方法，步骤如下：
1）按照重量百分比称取各组分，将除镨粉外的其他组分投入至真空感应炉中，在氮气氛围下进行熔炼，完全熔化后获得铁液；
2）将铁液升温至1540℃，加入镨粉，然后将铁液温度调节至1440℃，在铁液表面加入珍珠岩，珍珠岩造渣厚度在30mm时，取出珍珠岩膜，将温度升高至1470℃，再次在铁液表面加入珍珠岩，珍珠岩造渣厚度为15mm，取出珍珠岩膜；
3）将占铁液总重量0.4%的铜镁合金球化剂以包内冲入法加入至铁液内，对铁液进行球化处理，球化温度为1450℃；
4）以随流孕育的方式加入铁液质量0.2%的硅铁孕育剂，对铁液进行孕育化处理；
5）孕育处理完毕后，扒渣3次，保证铁液温度在1410℃浇铸完毕，获得浇铸毛坯；
6）将浇铸毛坯升温至860℃，保温3h，然后出炉空冷至270℃，再升温至670℃进行回火处理，保温2h，出炉空冷至室温。
本发明制备的合金材料的抗热疲劳性能，比常规的汽车制动鼓材料高强度灰铸铁提高72-90%。
本发明制备的汽车制动鼓合金材料具有优良的抗热疲劳性能，其抗热疲劳性能优于常规的汽车制动鼓材料高强度灰铸铁，本发明汽车制动鼓合金材料所制备的汽车制动鼓在长期使用过程中不易产生疲劳，降低制动鼓损坏率，延长制动鼓的使用寿命。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。