一种汽车刹车盘用耐高温耐磨球磨铸铁件及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车刹车盘用耐高温耐磨球磨铸铁件及其制备方法，该球墨铸铁件的各化学组分的重量百分比为：C 3.3?3.6%、Si 1.9?2.3%、Mo 0.7?0.9%、Mn 0.2?0.4%、Se 0.1?0.2%、Ta 0.05?0.1%、Cd 0.2?0.3%、Sb 0.03?0.05%、Er0.04?0.08、P≤0.04%、S≤0.02%，余量为Fe。本发明汽车刹车盘球磨铸铁件是在普通球墨铸铁件的基础上，复合添加了Mo、Se、Ta、Cd、Sb、Er等合金元素，提高了材料了耐高温性能和耐磨性能，大大延长了刹车盘的使用寿命。
【专利说明】
一种汽车刹车盘用耐高温耐磨球磨铸铁件及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种汽车刹车盘用耐高温耐磨球磨铸铁件及其制备方法，属于球墨铸铁技术领域。
【背景技术】
[0002]汽车的诞生已经有百年的历史，发展迅速，目前已成为世界上最主要的交通工具和拉动经济增长的重要驱动力，也是人们生活不可或缺的重要组成部分。铸件是汽车产品零部件的重要构成之一，铸件产品在汽车零部件上的应用占有重要地位。汽车用铸件的主要特点是形状复杂、壁厚较薄、尺寸精度高、生产批量大、要求可靠性非常高等。汽车要尽可能低减轻自身重量，就要求铸件既要轻，还要有很高的强度。过去许多汽车零部件用的材质是灰铸铁，如今大都改为球墨铸铁件。
[0003]汽车刹车盘是汽车盘式制动器的主要零部件，它与刹车衬片作为一对摩擦副，依靠摩擦衬片对刹车盘的夹紧和摩擦，使汽车减速或停车。刹车盘要承受摩擦衬片对它的轴向夹紧力和二者的摩擦力。汽车自重及载荷越大、速度越快，减速及制动时刹车盘的受力越大。汽车每次制动，行车动能都转换为热能，其中90%的热量被刹车盘本体吸收。频繁地制动刹车，与刹车衬片相互摩擦的刹车盘摩擦面处的温度将持续升高。尤其汽车在高原、山地等下坡路较长的地段超载行驶，刹车系统连续工作，刹车盘的表面温度能够达到400-600°C，颜色呈暗红色的高温状态，因此，这就要求刹车盘材质具有优异的耐高温性和耐磨性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种汽车刹车盘用耐高温耐磨球磨铸铁件及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种汽车刹车盘用耐高温耐磨球磨铸铁件，其各化学组分的重量百分比为:C 3.3-3.6%、Si 1.9-2.3%^Mo 0.7_0.9%、Μη 0.2-0.4%、Se 0.1_0.2%、Ta 0.05_0.1%、Cd 0.2-0.3%、Sb 0.03-0.05%、Er0.04-0.08、P彡0.04%、S彡0.02%，余量为Fe。
[0006]—种汽车刹车盘用耐高温耐磨球磨铸铁件的制备方法，包括以下步骤:
(1)称取生铁、废钢、钼铁、回炉料等炉料加入到中频感应电炉中进行熔炼，熔炼温度为1505-1545°C，待炉料全部熔化后，取样分析并调整铁液成分，达到要求后升温至1530-1560°C，在功率为300-400W，转速为2000-2500r/min的条件下磁力搅拌4-6min，静置15-20min，出炉；
(2)铁液出炉前，先在球化包一侧包坝的底部凹坑内加入相当于铁液质量1.5-1.7%的稀土钡钙镁硅铁球化剂，在球化剂上覆盖相当于铁液质量0.7-0.8%的硅铁孕育剂，然后在孕育剂表面均匀撒上一层洁净、干燥、无锈的球铁肩并捣实，铁液出炉时，将铁液通过盖包小孔流入球化包内进行球化和孕育处理，温度控制在1510-15300C，待球化反应完毕后，立即在铁液表面撒集膨胀珍珠岩粉，在功率为500-600W，频率为20-30kHz的条件下超声震荡25-35mim，并扒净铁液表面的浮渣，静置25-30min，然后取样制取三角试块分析，检测球化合格后即可进行浇注；
(3)浇注前，将球化包及提包烘烤至840-860°C，浇注温度控制在1480-1500°C，浇注速度控制在0.5-0.6kg/s;
(4)对浇注成型的铸件进行热处理:先以20-40°C/h的速率升温至280-340°C，保温5-7h，再以70-90°C/h的速率升温至930-970°C，保温2-4h，再以30-50°C/h的速率降温至330-360°C，保温4-6h，再以20-40°C/h的速率升温至660-720°C，保温3-5h;然后投入150-200°C熔盐中冷却淬火，冷却30-40s;最后在功率为400-600W的条件下微波加热3-4h，再在功率为700-900W的条件下微波加热2-3h，出炉空冷即可。
[0007]本发明的有益效果:
本发明汽车刹车盘球磨铸铁件是在普通球墨铸铁件的基础上，复合添加了 Mo、Se、Ta、Cd、Sb、Er等合金元素，提高了材料了耐高温性能和耐磨性能，大大延长了刹车盘的使用寿命O
【具体实施方式】
[0008]一种汽车刹车盘用耐高温耐磨球磨铸铁件，其各化学组分的重量百分比为:C3.3-3.6%^Si 1.9-2.3%^Mo 0.7-0.9%^Mn 0.2-0.4%^Se 0.卜0.2%、Ta 0.05-0.1%^Cd 0.2-0.3%、Sb 0.03-0.05%、Er0.04-0.08、P彡0.04%、S彡0.02%，余量为Fe。
[0009]—种汽车刹车盘用耐高温耐磨球磨铸铁件的制备方法，包括以下步骤:
(1)称取生铁、废钢、钼铁、回炉料等炉料加入到中频感应电炉中进行熔炼，熔炼温度为1525°C，待炉料全部熔化后，取样分析并调整铁液成分，达到要求后升温至1545°C，在功率为350W，转速为2200r/min的条件下磁力搅拌5min，静置18min，出炉；
(2)铁液出炉前，先在球化包一侧包坝的底部凹坑内加入相当于铁液质量1.6%的稀土钡钙镁硅铁球化剂，在球化剂上覆盖相当于铁液质量0.8%的硅铁孕育剂，然后在孕育剂表面均匀撒上一层洁净、干燥、无锈的球铁肩并捣实，铁液出炉时，将铁液通过盖包小孔流入球化包内进行球化和孕育处理，温度控制在15200C，待球化反应完毕后，立即在铁液表面撒集膨胀珍珠岩粉，在功率为550W，频率为25kHz的条件下超声震荡30mim，并扒净铁液表面的浮渣，静置28min，然后取样制取三角试块分析，检测球化合格后即可进行浇注；
(3 )浇注前，将球化包及提包烘烤至850 °C，浇注温度控制在1490 °C，浇注速度控制在0.6kg/s；
(4)对浇注成型的铸件进行热处理:先以30°C/h的速率升温至310°C，保温6h，再以800C/h的速率升温至9500C，保温3h，再以40 °C/h的速率降温至350 0C，保温5h，再以30°C/h的速率升温至690°C，保温4h;然后投入180°C熔盐中冷却淬火，冷却35s;最后在功率为500W的条件下微波加热3h，再在功率为800W的条件下微波加热2h，出炉空冷即可。
[0010]经检验，其力学性能为:抗拉强度883Mpa，屈服强度746Mpa，伸长率12.5%，布氏硬度472HBW，800°C出现裂纹的循环次数:616次。
【主权项】
1.一种汽车刹车盘用耐高温耐磨球磨铸铁件，其特征在于，其各化学组分的重量百分比为:C 3.3-3.6%^ Si 1.9-2.3% ^ Mo 0.7-0.9% ^ Mn 0.2-0.4% ^ Se 0.卜 0.2%、Ta 0.05-0.1%、Cd 0.2-0.3%、Sb 0.03-0.05%、Er0.04-0.08、P彡0.04%、S彡0.02%，余量为Fe。2.—种如权利要求1所述的汽车刹车盘用耐高温耐磨球磨铸铁件的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 称取生铁、废钢、钼铁、回炉料等炉料加入到中频感应电炉中进行熔炼，熔炼温度为1505-1545°C，待炉料全部熔化后，取样分析并调整铁液成分，达到要求后升温至1530-1560°C，在功率为300-400W，转速为2000-2500r/min的条件下磁力搅拌4-6min，静置15-20min，出炉； 铁液出炉前，先在球化包一侧包坝的底部凹坑内加入相当于铁液质量1.5-1.7%的稀土钡钙镁硅铁球化剂，在球化剂上覆盖相当于铁液质量0.7-0.8%的硅铁孕育剂，然后在孕育剂表面均匀撒上一层洁净、干燥、无锈的球铁肩并捣实，铁液出炉时，将铁液通过盖包小孔流入球化包内进行球化和孕育处理，温度控制在1510-15300C，待球化反应完毕后，立即在铁液表面撒集膨胀珍珠岩粉，在功率为500-600W，频率为20-30kHz的条件下超声震荡25-35mim，并扒净铁液表面的浮渣，静置25-30min，然后取样制取三角试块分析，检测球化合格后即可进行浇注； 浇注前，将球化包及提包烘烤至840-860°C，浇注温度控制在1480-1500°C，浇注速度控制在 0.5-0.6kg/s; 对浇注成型的铸件进行热处理:先以20-40 V/h的速率升温至280-340 V，保温5_7h，再以70-90°C/h的速率升温至930-970 V，保温2_4h，再以30-50°C/h的速率降温至330-360 V，保温4-6h，再以20-40 °C/h的速率升温至660-720 °C，保温3-5h;然后投入150-200°C熔盐中冷却淬火，冷却30-40s;最后在功率为400-600W的条件下微波加热3-4h，再在功率为700-900W的条件下微波加热2-3h，出炉空冷即可。
【文档编号】C22C37/10GK106048405SQ201610681058
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月18日
【发明人】王春基, 潘桂林
【申请人】江阴联华铸造有限公司