本发明涉及一种制动盘的制备方法，具体是一种球墨铸铁和灰铸铁合铸式制动盘的制备方法。
背景技术
现有的汽车制动盘是由单一的铸铁材料制成，通常采用灰铸铁或球墨铸铁。
灰铸铁具有良好的导热性，但强度相对较低，以其为材料制成的制动盘与整个制动器总成的频率相差不大，易出现汽车刹车抖动、异响、材料热疲劳等缺陷，在汽车频繁制动的条件下，还可能出现盘体开裂的情况。其良好的导热性可使制动面较快散热，但热量同样会沿盘体快速传递到内部的abs防抱死系统上，使abs受热变形，影响了传感器接收信号，会使abs工作失效，影响了制动安全。
球墨铸铁具有强度高的特点，灰铸铁的抗拉强度可以达到250mpa以上，而球墨铸铁抗拉强度最低可达400mpa，同时也具有高的延伸率，这样的性能使球墨铸铁制成的制动盘不易产生断裂，不会产生因制动盘断裂而出现交通事故。但导热性较差，以其为材料制成的制动盘，制动时产生的热量，不能快速传导出去，致使制动面的温度较高，与之配对的摩擦片温度也会升高，影响制动效果。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种球墨铸铁和灰铸铁合铸式制动盘的制备方法，制备过程简单，成品兼具优异的散热性能和结构强度。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种球墨铸铁和灰铸铁合铸式制动盘的制备方法，包括以下步骤：
s1、球墨铸铁内环制备：
取一球墨铸铁浇注模具，所述球墨铸铁浇注模具内具有呈圆环形的型腔a，向所述型腔a内注入1340～1440℃的球墨铸铁铁水以填满所述型腔a，所述球墨铸铁铁水在所述型腔a内随温度的降低而凝固，经过30～60min的保温后形成球墨铸铁内环；
s2、灰铸铁外环合铸：
取一灰铸铁浇注模具，所述灰铸铁浇注模具内具有圆形的型腔b，备用；将所述球墨铸铁内环在合铸前24小时内，经过喷砂处理，除掉其表面的粘砂和锈蚀，然后所述球墨铸铁内环在30～60℃的温度环境下加热并保温，将30～60℃的所述球墨铸铁内环放置在所述型腔b内中间，而后向所述型腔b内注入1380-1480℃的灰铸铁铁水以填满所述型腔b，所述灰铸铁铁水在所述型腔b内随温度的降低而凝固，并与所述球墨铸铁内环固定在一起，经过30～60min的保温形成灰铸铁外环，从而完成合铸形成制动盘毛坯，取出所述制动盘毛坯经过后续加工后形成可安装到汽车轮毂上的球墨铸铁和灰铸铁合铸式制动盘成品。
本发明的有益效果是：
1、制备过程简单，适于大规模生产。
2、成品改变了原有制动盘的结构，由灰铸铁外环和球墨铸铁内环合铸构成，其中与轮毂连接的球墨铸铁内环采用的球墨铸铁具有强度高和导热性差的特点，所述球墨铸铁内环的高强度使得整个制动盘即便所述灰铸铁外环因制动出现裂纹也不会出现开裂现象，不会因为制动部件断裂而影响制动安全；所述球墨铸铁内环的导热性差使得所述灰铸铁外环因制动产生的大量热量只有极少部分传递到所述球墨铸铁内环上，从而使得所述球墨铸铁内环上安装的abs齿圈受到的热量影响小，不会因为abs受热变形影响传感器接收信号，避免abs工作失效，保证制动安全。
3、所述灰铸铁外环借助灰铸铁良好的导热性使制动盘能够快速散热，确保制动盘的制动效果。
4、双材料及结构的变化使制动盘的固有频率与原设计有很大差别，能有效避免因制动盘与整个制动器总成的频率相差不大而造成的刹车抖动、异响、材料热疲劳等缺陷。
进一步，s2中，所述型腔b内、所述球墨铸铁内环外环绕放置有具有若干轴向通孔的圆环形砂芯，向所述型腔b内注入所述灰铸铁铁水后填充所述轴向通孔的所述灰铸铁铁水形成通风筋。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：利用相邻所述通风筋之间的间隙提升所述灰铸铁外环的散热性能。
进一步，s1中，所述型腔a靠外的周向侧壁具有若干凹槽，所述球墨铸铁内环的周向外壁上随所述球墨铸铁铁水的注入凝固后形成与对应的所述凹槽相匹配的凸起；s2中，所述圆环形砂芯的内壁对应所述凸起开设有填充槽，所述填充槽的尺寸大于对应的所述凸起，且所述填充槽随所述灰铸铁铁水注入所述型腔b内被所述灰铸铁铁水填满。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：利用所述凸起提升所述灰铸铁外环与所述球墨铸铁内环合铸后的周向载荷承受能力。
进一步，s2中，在所述凸起的表面开设工字槽，所述工字槽随所述灰铸铁铁水注入所述型腔b内被所述灰铸铁铁水填满。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：利用所述工字槽内凝固的灰铸铁铁水提升所述灰铸铁外环与所述球墨铸铁内环合铸后的周向和径向载荷承受能力。
进一步，s2中，在所述凸起的侧壁开设有至少一个u型凹槽，所述u型凹槽随所述灰铸铁铁水注入所述型腔b内被所述灰铸铁铁水填满。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：利用所述u型凹槽内凝固的灰铸铁铁水进一步提升所述灰铸铁外环与所述球墨铸铁内环合铸后的周向载荷承受能力。
进一步，s2中，所述后续加工按序包括喷砂处理、车削和钻孔。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：提升成品品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例成品俯视透视图；
图2为本发明实施例圆环形砂芯的俯视图；
图3为本发明实施例球墨铸铁内环的俯视图；
附图标记：
1-灰铸铁外环；2-通风筋；3-工字槽；4-凸起；5-球墨铸铁内环；6-u型凹槽；7-填充槽；8-圆环形砂芯；9-轴向通孔
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1、图2和图3所示，一种球墨铸铁和灰铸铁合铸式制动盘的制备方法，包括以下步骤：
s1、球墨铸铁内环5制备：
取一球墨铸铁浇注模具，球墨铸铁浇注模具内具有呈圆环形的型腔a，向型腔a内注入1340℃的球墨铸铁铁水以填满型腔a，球墨铸铁铁水在型腔a内随温度的降低而凝固，经过60min的保温后形成球墨铸铁内环5；
s2、灰铸铁外环1合铸：
取一灰铸铁浇注模具，灰铸铁浇注模具内具有圆形的型腔b，备用；将球墨铸铁内环5在合铸前24小时内，经过喷砂处理，除掉其表面的粘砂和锈蚀，然后球墨铸铁内环5在30℃的温度环境下加热并保温，将30℃的球墨铸铁内环5放置在型腔b内中间，而后向型腔b内注入1380℃的灰铸铁铁水以填满型腔b，灰铸铁铁水在型腔b内随温度的降低而凝固，并与球墨铸铁内环5固定在一起，经过60min的保温形成灰铸铁外环1，从而完成合铸形成制动盘毛坯，取出制动盘毛坯经过后续加工后形成可安装到汽车轮毂上的球墨铸铁和灰铸铁合铸式制动盘成品。
优选地，s2中，型腔b内、球墨铸铁内环5外环绕放置有具有若干轴向通孔9的圆环形砂芯8，向型腔b内注入灰铸铁铁水后填充轴向通孔9的灰铸铁铁水形成通风筋2。
优选地，s1中，型腔a靠外的周向侧壁具有若干凹槽，球墨铸铁内环5的周向外壁上随球墨铸铁铁水的注入凝固后形成与对应的凹槽相匹配的凸起4；s2中，圆环形砂芯8的内壁对应凸起4开设有填充槽7，填充槽7的尺寸大于对应的凸起4，且填充槽7随灰铸铁铁水注入型腔b内被灰铸铁铁水填满。
优选地，s2中，在凸起4的表面开设工字槽3，工字槽3随灰铸铁铁水注入型腔b内被灰铸铁铁水填满。
优选地，s2中，在凸起4的三个侧壁分别开设有一个u型凹槽6，u型凹槽6随灰铸铁铁水注入型腔b内被灰铸铁铁水填满。
优选地，s2中，后续加工按序包括喷砂处理、车削和钻孔。
实施例2
如图1、图2和图3所示，一种球墨铸铁和灰铸铁合铸式制动盘的制备方法，包括以下步骤：
s1、球墨铸铁内环5制备：
取一球墨铸铁浇注模具，球墨铸铁浇注模具内具有呈圆环形的型腔a，向型腔a内注入1390℃的球墨铸铁铁水以填满型腔a，球墨铸铁铁水在型腔a内随温度的降低而凝固，经过45min的保温后形成球墨铸铁内环5；
s2、灰铸铁外环1合铸：
取一灰铸铁浇注模具，灰铸铁浇注模具内具有圆形的型腔b，备用；将球墨铸铁内环5在合铸前24小时内，经过喷砂处理，除掉其表面的粘砂和锈蚀，然后球墨铸铁内环5在45℃的温度环境下加热并保温，将45℃的球墨铸铁内环5放置在型腔b内中间，而后向型腔b内注入1440℃的灰铸铁铁水以填满型腔b，灰铸铁铁水在型腔b内随温度的降低而凝固，并与球墨铸铁内环5固定在一起，经过45min的保温形成灰铸铁外环1，从而完成合铸形成制动盘毛坯，取出制动盘毛坯经过后续加工后形成可安装到汽车轮毂上的球墨铸铁和灰铸铁合铸式制动盘成品。
优选地，s2中，型腔b内、球墨铸铁内环5外环绕放置有具有若干轴向通孔9的圆环形砂芯8，向型腔b内注入灰铸铁铁水后填充轴向通孔9的灰铸铁铁水形成通风筋2。
优选地，s1中，型腔a靠外的周向侧壁具有若干凹槽，球墨铸铁内环5的周向外壁上随球墨铸铁铁水的注入凝固后形成与对应的凹槽相匹配的凸起4；s2中，圆环形砂芯8的内壁对应凸起4开设有填充槽7，填充槽7的尺寸大于对应的凸起4，且填充槽7随灰铸铁铁水注入型腔b内被灰铸铁铁水填满。
优选地，s2中，在凸起4的表面开设工字槽3，工字槽3随灰铸铁铁水注入型腔b内被灰铸铁铁水填满。
优选地，s2中，在凸起4的三个侧壁分别开设有一个u型凹槽6，u型凹槽6随灰铸铁铁水注入型腔b内被灰铸铁铁水填满。
优选地，s2中，后续加工按序包括喷砂处理、车削和钻孔。
实施例3
如图1、图2和图3所示，一种球墨铸铁和灰铸铁合铸式制动盘的制备方法，包括以下步骤：
s1、球墨铸铁内环5制备：
取一球墨铸铁浇注模具，球墨铸铁浇注模具内具有呈圆环形的型腔a，向型腔a内注入1440℃的球墨铸铁铁水以填满型腔a，球墨铸铁铁水在型腔a内随温度的降低而凝固，经过30min的保温后形成球墨铸铁内环5；
s2、灰铸铁外环1合铸：
取一灰铸铁浇注模具，灰铸铁浇注模具内具有圆形的型腔b，备用；将球墨铸铁内环5在合铸前24小时内，经过喷砂处理，除掉其表面的粘砂和锈蚀，然后球墨铸铁内环5在60℃的温度环境下加热并保温，将60℃的球墨铸铁内环5放置在型腔b内中间，而后向型腔b内注入1480℃的灰铸铁铁水以填满型腔b，灰铸铁铁水在型腔b内随温度的降低而凝固，并与球墨铸铁内环5固定在一起，经过30min的保温形成灰铸铁外环1，从而完成合铸形成制动盘毛坯，取出制动盘毛坯经过后续加工后形成可安装到汽车轮毂上的球墨铸铁和灰铸铁合铸式制动盘成品。
优选地，s2中，型腔b内、球墨铸铁内环5外环绕放置有具有若干轴向通孔9的圆环形砂芯8，向型腔b内注入灰铸铁铁水后填充轴向通孔9的灰铸铁铁水形成通风筋2。
优选地，s1中，型腔a靠外的周向侧壁具有若干凹槽，球墨铸铁内环5的周向外壁上随球墨铸铁铁水的注入凝固后形成与对应的凹槽相匹配的凸起4；s2中，圆环形砂芯8的内壁对应凸起4开设有填充槽7，填充槽7的尺寸大于对应的凸起4，且填充槽7随灰铸铁铁水注入型腔b内被灰铸铁铁水填满。
优选地，s2中，在凸起4的表面开设工字槽3，工字槽3随灰铸铁铁水注入型腔b内被灰铸铁铁水填满。
优选地，s2中，在凸起4的三个侧壁分别开设有一个u型凹槽6，u型凹槽6随灰铸铁铁水注入型腔b内被灰铸铁铁水填满。
优选地，s2中，所述后续加工按序包括喷砂处理、车削和钻孔。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。