一种蠕墨铸铁制动鼓的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械零件加工制造领域，具体涉及一种蠕墨铸铁制动鼓的制造方法。
【背景技术】
[0002]
制动鼓是汽车刹车系统中的一个重要零件，是汽车制动性能以及安全性的重要保证。对于重型汽车而言，制动鼓要求在重载下运行不破裂，有较长的使用寿命，能够足以满足汽车的制动距离。
[0003]根据制动鼓的应用条件，其材料必须具有足够的强度、硬度、耐磨性及抗热疲劳性。其中抗热疲劳性是影响作用寿命的主要性能指标。长期以来，制动鼓材料主要为高强度灰铸铁，近年来开发了蠕墨铸铁和金属基复合材料。蠕墨铸铁因其具有比灰铁高的强度，比球铁高的导热性，使其抗热疲劳性能更好，是一种较理想的制动鼓材料。以下为蠕墨铸铁制动鼓的优点:
I)高温机械性能优良:蠕化率对高温强度略有影响，对塑性影响比较大，当球状石墨超过50%时，刹车鼓温度达到700 0C时，蠕墨铸铁延伸率达到22%左右。改善了基体，因此在刹车鼓刹车由其是下坡产生高温时，最好选用球状石墨量少的蠕墨铸铁为好。
[0004]2)弯曲疲劳性能:蠕墨铸铁的疲劳强度与其抗拉强度有关，它的耐久比(无缺口疲劳强度与抗拉强度之比)约为0.45，这个数值与球铁的耐久比相似。
[0005]3)热疲劳性能:由于热膨胀和收缩受到限制产生的循环应力，在500°C以上，由于氧化及珠光体分解，降低了热疲劳能力。同样在700°C以上发生奥氏体转变也会减少热疲劳能力(如刹车鼓下坡刹车时，温度高达700 0C-900 0C )，然后浇水冷却、使铸件表面产生马氏体裂纹，铸件性能无法保证刹车时的安全性和可靠性。
[0006]4)蠕墨铸铁的耐热性能:高温下氧原子沿着石墨和裂纹深入金属内部和铁、硅、锰诸元素作用。生成体积大，比重小的氧化物，使铸件体积生长。当温度从550°C-650°C氧化速度增加8倍。粗大气状石墨会使生长增加。而球状石墨相互隔离，其表面积比片状石墨小的多，蠕墨铸铁抗生长和抗氧化比灰铁好。比球铁差，在中间。在6000C氧化增重验表明:球铁增重0.4-0.8%，蠕墨铸铁为07-1.0%，灰铸铁1.2%-1.6%。在1000小时氧化试验中，测得的氧化层厚度:球铁为0.085-0.18mm，蠕墨铸铁为0.13-0.20灰铁为0.19-0.27。说明蠕墨铸铁抗生长，抗氧化性能优于灰铸铁。
[0007]5)耐磨性:蠕墨铸铁的耐磨性是灰铸铁的2-2.8倍，例如蠕墨铸铁汽缸套耐磨性比灰铁汽缸套提50%-70%。
[0008]但是，由于传统蠕墨铸铁的铁素体的量较大，硬度较低，耐磨性尚不足;另外，其珠光体的稳定性较差，在长期制动鼓的加热-冷却过程中，珠光体含量降低，强度降低，影响其使用寿命。虽然大多数铸造企业通过提高制动鼓牌号，由HT200改为HT250，提高其材质抗拉强度的机械性能，但仍无法满足汽车马力增大和装载能力剧增的现状。目前，加入合金元素可以进一步提高蠕墨铸铁制动鼓的综合性能。如专利“银钛蠕墨铸铁制动鼓及其制备方法”(CN102071352)是一种典型的蠕墨铁制动鼓的制备方法，但该技术需要的钒钛生铁为主要的原材料，且钒钛使机加工性能明显降低，加工成本增加。由此，一种机械性能优良、珠光体含量高，弯曲疲劳性能和热疲劳性能高、耐磨性能优良且成本低廉的蠕墨铸铁制动鼓的制造方法亟待被研发。
【发明内容】
[0009]针对现有技术的不足，本发明一种蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，生产的蠕墨铸铁制动鼓具有机械性能优良、弯曲疲劳性能和热疲劳性能高、珠光体含量高、耐磨性能优良且成本低廉等优点。
[0010]一种蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，使用含Cel2_13%的蠕化剂，铁水处理温度1480?1500°C，采用冲入法进行球化处理。
[0011 ]通过快速金相法、三角试块和光谱成分控进行制婦化等级控制，使制动鼓本体婦化率稳定达到I 50%O
[0012]该蠕墨铸铁制动鼓中含有锡，不含铜和铬。
[0013]所述锡的含量为0.04%-0.1%
优选的，所述锡的含量为0.06%。
[0014]该蠕墨铸铁制动鼓的抗拉强度为350_450MPa，延伸率2-5%。
[0015]该蠕墨铸铁制动鼓含有30%的球状石墨。
[0016]该蠕墨铸铁制动鼓的弯曲疲劳强度为210N/mm2。
[0017]本发明的有益技术效果:本发明的蠕墨铸铁制动鼓中不添加铜、铬合金等贵金属，通过低锡合金和蠕化处理工艺，不光降低了铸造成本，降低操作者的劳动强度，还提高了蠕墨铸铁金相组织当中的珠光体的含量，由此提高了蠕墨铸铁制动鼓的抗拉强度和延伸率，其机械性能和安全系数也得到极大地提升，延长了蠕墨铸铁制动鼓的使用寿命，降低了索赔额;本发明蠕墨铸铁制动鼓中含有30%球状石墨弯曲疲劳强度为210N/mm2，比灰铁弯曲疲劳强度80-120N/mm2高的多；本发明通过快速金相法制定蠕化等级视图，进行炉前快速判断，通过三角试块来制定婦化率断口判定视图，通过光谱成分控制规定S、Mg、稀土的成分范围，从而控制纟需化率范围和等级，从而使制动鼓本体纟需化率稳定达到I 50%;本发明还大幅提高制动鼓的机械性能，为汽车轻量化设计提供了可能。综合上述，利用本发明方法生产的蠕墨铸铁制动鼓具有机械性能优良、弯曲疲劳性能和热疲劳性能高、珠光体含量高、耐磨性能优良且成本低廉等优点。
具体实施例
[0018]实施例1
一种蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，使用含Cel2-13%的蠕化剂，铁水处理温度1480?1500°C，采用冲入法进行球化处理;通过快速金相法、三角试块和光谱成分控进行制蠕化等级控制，使制动鼓本体蠕化率稳定达到I 50%;该蠕墨铸铁制动鼓中含有锡，不含铜和铬，其中，所述锡的含量为0.04%，抗拉强度为350-450MPa，延伸率2-5%;该蠕墨铸铁制动鼓含有30%的球状石墨，弯曲疲劳强度为210N/mm2。
[0019]实施例2 一种蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，使用含Cel2-13%的蠕化剂，铁水处理温度1480?1500°C，采用冲入法进行球化处理;通过快速金相法、三角试块和光谱成分控进行制蠕化等级控制，使制动鼓本体蠕化率稳定达到I 50%;该蠕墨铸铁制动鼓中含有锡，不含铜和铬，其中，所述锡的含量为0.06%，抗拉强度为350-450MPa，延伸率2-5%;该蠕墨铸铁制动鼓含有30%的球状石墨，弯曲疲劳强度为210N/mm2。
[0020]实施例3
一种蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，使用含Cel2-13%的蠕化剂，铁水处理温度1480?1500°C，采用冲入法进行球化处理;通过快速金相法、三角试块和光谱成分控进行制蠕化等级控制，使制动鼓本体蠕化率稳定达到I 50%;该蠕墨铸铁制动鼓中含有锡，不含铜和铬，其中，所述锡的含量为0.1%，抗拉强度为350-450MPa，延伸率2-5%;该蠕墨铸铁制动鼓含有30%的球状石墨，弯曲疲劳强度为210N/mm2。
[0021]以上对本发明的实施例对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【主权项】
1.一种蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，其特征在于:使用含Cel2-13 %的蠕化剂，铁水处理温度1480?1500°C，采用冲入法进行球化处理。2.根据权利要求1所述的蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，其特征在于:通过快速金相法、三角试块和光谱成分控进行制婦化等级控制，使制动鼓本体婦化率稳定达到2 50%。3.根据权利要求2所述的蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，其特征在于:该蠕墨铸铁制动鼓中含有锡，不含铜和铬。4.根据权利要求3所述的蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，其特征在于:所述锡的含量为0.04%-0.1%ο5.根据权利要求3所述的蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，其特征在于:所述锡的含量为0.06%。6.根据权利要求4或5所述的蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，其特征在于:该蠕墨铸铁制动鼓的抗拉强度为350-450MPa，延伸率2_5%。7.根据权利要求2或4或5所述的蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，其特征在于:该蠕墨铸铁制动鼓含有30%的球状石墨。8.根据权利要求7所述的蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，其特征在于:该蠕墨铸铁制动鼓的弯曲疲劳强度为210N/mm2。
【专利摘要】本发明属于机械零件加工制造领域，具体涉及一种蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，一种蠕墨铸铁制动鼓的制造方法，使用含Ce12-13%的蠕化剂，铁水处理温度1480～1500℃，采用冲入法进行球化处理。利用本发明方法生产的蠕墨铸铁制动鼓具有机械性能优良、弯曲疲劳性能和热疲劳性能高、珠光体含量高、耐磨性能优良且成本低廉等优点。
【IPC分类】C21C1/08, C22C33/08
【公开号】CN105568123
【申请号】CN201510959877
【发明人】纪建奕, 杨茂德
【申请人】青特集团有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月21日