一种高碳刹车盘的配方及其制备工艺的制作方法

本发明涉及刹车盘铸造技术领域，具体是一种高碳刹车盘的配方及其制备工艺。

背景技术：

刹车盘是汽车上关键的制动零部件，其种类繁多，特点是壁薄，由盘片和中心处的砂芯组成，对铸件的内在质量要求较高，因此，其质量直接影响到汽车的制动。

中国专利公开了一种刹车盘及刹车盘的制备方法（授权公告号cn105972114a），该专利技术提高了刹车盘的耐磨性能和耐热性能，但是其容易造成贵重合金的流失浪费和对普通材质的合金污染，且成材率不高，进而导致生产成本较高。因此，本领域技术人员提供了一种高碳刹车盘的配方及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高碳刹车盘的配方及其制备工艺，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：

一种高碳刹车盘的配方及其制备工艺，包括砂芯制备、模板制备、型砂制备、配料、熔炼、浇注和抛丸清理，所述砂芯制备包括以下步骤：

s1、原料选用40～70目的大林砂，大林砂中85%≤sio2的含量≤92%，从而用于保障浇注时砂芯具有足够的耐火强度和石英膨胀时砂粒之间良好的退让性，同时要求保证大林砂的常温抗拉强度≥1.1mpa，发气量≤18ml/g，含泥量小于1.5%；

s2、把s1选用的原料表面喷涂一层固态树脂膜，形成覆膜砂；

s3、把s2得到的覆膜砂静置除氨时间36～48小时，再烘干冷却至室温，同时保证砂芯表面要求光滑圆润，无流痕、无积瘤、无目测微孔，外观不允许有毛翅、筋部错位、碰磕磨损等缺陷。

作为本发明再进一步的方案：所述模板制备包括单片品种制备和双片品种制备，所述单片品种采用中心强制补缩热冒口浇注工艺，其中单片品种的内腔深＜20mm的品种采用外部过热冒口加中心压边补缩冒口工艺，所述双片品种的单叶片厚度＜10mm的品种采用后磨面分散浇口工艺，所述双片品种的浇口厚度3～5mm且单叶片厚度≥10mm的品种采用外部过热补缩冒口工艺。

作为本发明再进一步的方案：所述双片品种包括单层铸造双片品种和双层铸造双片品种，所述双层铸造双片品种采用外部分散浇口工艺，当出现缩松或疏松时，采用顶部定位孔加补缩压边冒口工艺。

作为本发明再进一步的方案：所述型砂制备包括以下步骤：

s1、在常态化加入新砂，新砂的加入量2～3%，再采用40～70目大林砂，85%≤sio2含量≤92%，进行混合浇筑，保障浇注时型腔具有足够的耐火强度和石英膨胀时砂粒之间良好的退让性,提高型砂的透气性，冲蚀未烧透芯砂的发气量；

s2、在线监测型砂各项指标，确保使用合格的型砂生产铸件，如果没有在线自动监测设备的老线，要尽量把测量透气性、湿抗拉、紧实率、湿压强的设备放到砂处理控制室，保障监测的及时性，防止型砂质量产生大的波动；

s3、在s2的基础上，控制型砂的湿压强度为0.11～0.15mpa，湿拉强度≥0.02mpa，透气性≥180～200，含水量≤2.5～3%，发气量≤25ml/g，紧实率≥40～5%，含泥量，有效膨润土≥8%。

作为本发明再进一步的方案：所述配料废钢30～40%，回炉60～70%，增碳剂（c含量95%）1.5～1.9%，铜（99%）0.3～0.5%，铬铁（60%）0.32～0.36%，锡铁（99%）0.13%。

作为本发明再进一步的方案：所述熔炼包括以下步骤：

s1、在熔炼炉内投入少量铁屑垫底，再向熔炼炉内依次投入10%的废钢和40%的增碳剂后，再依次投入余下废钢和余下增碳剂；

s2、向熔炼炉内依次投入回炉和铬铁，再继续投入回炉进行熔炼，直至熔炼炉内熔满；

s3、在1300℃时沿着炉壁加覆盖剂，升温至1400℃光谱检测铁水成分；

s4、根据检测结果调整碳、硅、铜、铬含量，成分调整合格后升温至1520℃出炉至浇注包，其中炉前孕育剂量0.25%左右；

s5、铁水向浇注包倒包时加入锡，再加入覆盖剂扒一遍渣再加入覆盖剂保温，其中浇注包内孕育剂量0.05%左右。

作为本发明再进一步的方案：所述出炉到浇注完毕总时间控制在20分钟以内，以防止孕育衰退，浇注完毕后在箱时间控制在1.2小时以内，当具备恒温浇注设备时，浇注温度双片控制在1380～1420℃，单片控制在1360～1400℃，当不具备恒温浇注设备时，双片呛火品种开浇温度控制在1430～1480℃，不呛火品种开浇温度控制在1410～1460℃，单片开浇温度控制在1380～1430℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明充分利用高碳材质回炉，杜绝了贵重合金的流失浪费和对普通材质的合金污染，采用的制备工艺生产出的刹车盘具有良好的加工性能，且铸造综合成品率高，大大提高了刹车盘的质量，从而提高了刹车盘的生产效率，降低了刹车盘的生产成本。

附图说明

图1为一种高碳刹车盘的配方及其制备工艺的流程图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明实施例中，一种高碳刹车盘的配方及其制备工艺包括砂芯制备、模板制备、型砂制备、配料、熔炼、浇注和抛丸清理，优先的，砂芯制备包括以下步骤：

s1、原料选用40～70目的大林砂，大林砂中85%≤sio2的含量≤92%，从而用于保障浇注时砂芯具有足够的耐火强度和石英膨胀时砂粒之间良好的退让性，同时要求保证大林砂的常温抗拉强度≥1.1mpa，发气量≤18ml/g，含泥量小于1.5%；

s2、把s1选用的原料表面喷涂一层固态树脂膜，形成覆膜砂；

s3、把s2得到的覆膜砂静置除氨时间36～48小时，再烘干冷却至室温，同时保证砂芯表面要求光滑圆润，无流痕、无积瘤、无目测微孔，外观不允许有毛翅、筋部错位、碰磕磨损等缺陷。

优先的，模板制备包括单片品种制备和双片品种制备，单片品种采用中心强制补缩热冒口浇注工艺，其中单片品种的内腔深＜20mm的品种采用外部过热冒口加中心压边补缩冒口工艺，双片品种的单叶片厚度＜10mm的品种采用后磨面分散浇口工艺，双片品种的浇口厚度3～5mm且单叶片厚度≥10mm的品种采用外部过热补缩冒口工艺。

优先的，双片品种包括单层铸造双片品种和双层铸造双片品种，双层铸造双片品种采用外部分散浇口工艺，当出现缩松或疏松时，采用顶部定位孔加补缩压边冒口工艺。

优先的，型砂制备包括以下步骤：

s1、在常态化加入新砂，新砂的加入量2～3%，再采用40～70目大林砂，85%≤sio2含量≤92%，进行混合浇筑，保障浇注时型腔具有足够的耐火强度和石英膨胀时砂粒之间良好的退让性,提高型砂的透气性，冲蚀未烧透芯砂的发气量；

s2、在线监测型砂各项指标，确保使用合格的型砂生产铸件，如果没有在线自动监测设备的老线，要尽量把测量透气性、湿抗拉、紧实率、湿压强的设备放到砂处理控制室，保障监测的及时性，防止型砂质量产生大的波动；

s3、在s2的基础上，控制型砂的湿压强度为0.11～0.15mpa，湿拉强度≥0.02mpa，透气性≥180～200，含水量≤2.5～3%，发气量≤25ml/g，紧实率≥40～5%，含泥量，有效膨润土≥8%。

优先的，配料废钢30～40%，回炉60～70%，增碳剂（c含量95%）1.5～1.9%，铜（99%）0.3～0.5%，铬铁（60%）0.32～0.36%，锡铁（99%）0.13%。

优先的，熔炼包括以下步骤：

s1、在熔炼炉内投入少量铁屑垫底，再向熔炼炉内依次投入10%的废钢和40%的增碳剂后，再依次投入余下废钢和余下增碳剂；

s2、向熔炼炉内依次投入回炉和铬铁，再继续投入回炉进行熔炼，直至熔炼炉内熔满；

s3、在1300℃时沿着炉壁加覆盖剂，升温至1400℃光谱检测铁水成分；

s4、根据检测结果调整碳、硅、铜、铬含量，成分调整合格后升温至1520℃出炉至浇注包，其中炉前孕育剂量0.25%左右；

s5、铁水向浇注包倒包时加入锡，再加入覆盖剂扒一遍渣再加入覆盖剂保温，其中浇注包内孕育剂量0.05%左右。

优先的，出炉到浇注完毕总时间控制在20分钟以内，以防止孕育衰退，浇注完毕后在箱时间控制在1.2小时以内，当具备恒温浇注设备时，浇注温度双片控制在1380～1420℃，单片控制在1360～1400℃，当不具备恒温浇注设备时，双片呛火品种开浇温度控制在1430～1480℃，不呛火品种开浇温度控制在1410～1460℃，单片开浇温度控制在1380～1430℃。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。